Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der elektrischen Maschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen zum Antrieb von teilweise oder vollständig elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen.

Es wurden verschiedene Vorschläge zur Temperierung elektrischer Maschinen gemacht.

Die EP 3301787 A1 beschreibt ein Kühlsystem für eine elektrische Maschine, die eine Antriebswelle und eine Rotorwelle für einen Rotor umfasst. Das Kühlsystem umfasst eine erste und eine zweite Hülse, wobei eine erste Hülse die Antriebswelle koaxial umschließt, wobei eine zweite Hülse die erste Hülse koaxial umschließt, wobei die erste Hülse und die zweite Hülse einen ersten Strömungsraum für ein Kühlmedium begrenzen, wobei die Rotorwelle die zweite Hülse koaxial umschließt, wobei die zweite Hülse und die Rotorwelle einen zweiten Strömungsraum für das Kühlmedium begrenzen.

Die WO 2013/131949 A2 beschreibt eine Elektrische Maschine. Eine Kühlflüssigkeit wird in einer axialen Bohrung innerhalb einer Welle der elektrischen Maschine geführt, um die elektrische Maschine zu kühlen.

Die DE 102018222 469 A1 beschreibt einen Rotor für einen Elektromotor, mit einer Rotorwelle und einem Rotorkern, welcher an der Rotorwelle drehfest gehalten ist. Der Rotorkern umfasst eine Mehrzahl von Blechlamellen. Er weist auch eine Mehrzahl von die Blechlamellen in einer axialen Richtung durchsetzenden exzentrischen Hohlräumen auf. Eine Mehrzahl von Permanentmagneten sind in zumindest einigen der exzentrischen Hohlräume aneinandergereiht angeordnet und festgelegt. Ein Kühlkanal umfasst die Mehrzahl von exzentrischen Hohlräumen. Eine Umfangswandung fasst den Rotorkern an einer Außenseite ein.

Bei einer in der DE 102018222 469 A1 beschriebenen Ausführungsform umfasst der Rotor zwei Stirnscheiben, welche zueinander axial beabstandet sind und zwischen sich die Mehrzahl von Blechlamellen axial einfassen und welche von der Umfangswandung zumindest teilweise an einer Außenseite eingefasst sind. Es wird beschrieben, dass die Stirnscheiben vorzugsweise massiv ausgestaltet sind und als die Masse des Rotors vergrößernde Wuchtscheiben wirken, wodurch die Laufeigenschaften des Elektromotors verbessert sein sollen. Ein zwischen den Stirnscheiben und dem Rotorkern ausgebildeter axialer Spalt werde durch die den axialen Spalt axial übergreifende Umfangswandung abgedichtet.

Außerdem wird in der DE 102018222 469 A1 beschrieben, dass die in dem Dokument ebenfalls beschriebenen Verteilabschnitte und Sammelabschnitte in zueinander weisenden Stirnflächen der beiden Stirnscheiben ausgebildet sein können. In dieser Ausgestaltung seien die Verteilabschnitte und die Sammelabschnitte nutförmige Ausnehmungen in den jeweiligen Stirnflächen. Nutförmige Ausnehmungen seien in den Stirnflächen der Stirnscheiben besonders einfach zu fertigen und besonders geeignet, um eine Fluidverbindung zu einem zugeordneten Hohlraum einfach herzustellen. Die Verteilabschnitte und die Sammelabschnitte sind auf diese Weise durch ein Zusammenwirken der jeweiligen Stirnscheibe mit dem Rotorkern definiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universell einsetzbare elektrische Maschine, Komponenten der elektrischen Maschine, Verfahren zu deren Herstellung und eine Verwendung eines hierfür geeigneten Mittels zugänglich zu machen, mit denen sich eine elektrische Maschine effizient herstellen und betreiben lässt. Insbesondere soll sie sich auch bei hohen und sich häufig schnell ändernden Rotationsgeschwindigkeiten trotz der dabei entstehenden Abwärme sicher und effizient betreiben lassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Begriff elektrische Maschine umfasst sowohl elektrische Motoren als auch Generatoren. In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen übernehmen elektrische Motoren neben der Antriebsfunktion bei Bremsvorgängen häufig auch die Funktion von Generatoren, wobei die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt und diese z.B. zur Wiederaufladung einer Batterie Vorrichtung eingesetzt werden kann. Die Rotorvorrichtung umfasst eine Temperierfluidumlenkeinheit, die eine Temperierfluidumlenkzone in radialer Richtung nach außen begrenzt. Bevorzugt erstreckt sich die Temperierfluidumlenkeinheit rings um die Rotationsachse der Rotorvorrichtung und es verläuft wenigstens ein Teil der Temperierfluidumlenkeinheit radial außerhalb der Temperierfluidumlenkzone.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann einen radialen Begrenzungsabschnitt umfassen, der die Temperierfluidumlenkzone in radialer Richtung nach außen begrenzt.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann die Temperierfluidumlenkzone zusätzlich in axialer Richtung nach außen begrenzen. Dies kann bedeuten, dass ein Abschnitt der Temperierfluidumlenkeinheit in einem definierten Abstand von einer der Temperierfluidumlenkeinheit zugewandten Öffnung des Temperierfluidkanals verläuft und die Öffnung ganz oder teilweise überdeckt, bevorzugt ganz überdeckt. Die Öffnung überdecken bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Öffnung parallel zur Rotationsachse in den genannten Abschnitt der Temperierfluidumlenkeinheit projiziert werden kann.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann z.B. einen axialen Begrenzungsabschnitt umfassen, der die Temperierfluidumlenkzone in axialer Richtung nach außen begrenzt.

Der radiale Begrenzungsabschnitt der Temperierfluidumlenkeinheit kann z.B. radial weiter außen liegen als der axiale Begrenzungsabschnitt der Temperierfluidumlenkeinheit.

Der axiale Begrenzungsabschnitt kann bevorzugt auf einer von der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, abgewandten Seite des radialen Begrenzungsabschnitts angeordnet sein oder auf einer von der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, abgewandten Seite des radialen Begrenzungsabschnitts in den radialen Begrenzungsabschnitt übergehen.

In der Temperierfluidumlenkzone wird eine Strömungsrichtung eines durch die Temperierfluidumlenkzone führbaren Temperierfluids umgelenkt, womit insbesondere gemeint sein kann, dass eine Einströmrichtung, in der das Temperierfluid in die Temperierfluidumlenkzone einströmen kann, sich von einer Ausströmrichtung, in der das Temperierfluid aus der Temperierfluidumlenkzone ausströmen kann, unterscheidet.

Bei dem hierin genannten Temperierfluid kann es sich insbesondere um eine Kühlfluid, z.B. eine Kühlflüssigkeit handeln. Die Kühlflüssigkeit kann z.B. eine wässrige Kühlflüssigkeit oder ein Öl, insbesondere ein Kühlöl, sein. Die wässrige Kühlflüssigkeit kann neben Wasser insbesondere Substanzen enthalten, die den Gefrierpunkt der Kühlflüssigkeit senken. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeit nicht elektrisch leitend, d.h. dass deren elektrische Leitfähigkeit geringer ist als 10' ⁸ S/m, insbesondere geringer als 1O' ¹⁰ S/m, vorzugsweise geringer als 10' ¹² S/m.

Die Rotorvorrichtung kann z.B. wenigstens zwei Durchlässe umfassen, die so ausgerichtet sind, dass der eine Durchlass eine Einströmrichtung in die Temperierfluidumlenkzone festlegt und der andere Durchlass eine Ausströmrichtung aus der Temperierfluidumlenkzone festlegt, wobei die Einströmrichtung sich von der Ausströmrichtung unterscheidet.

Die Temperierfluidumlenkzone kann sich rings um einen Bereich zwischen der Rotorwelle und der Temperierfluidumlenkeinheit erstrecken.

Die Temperierfluidumlenkzone kann in mehrere Kompartimente unterteilt sein. Bevorzugt kann sich ein Kompartiment von einem ersten Durchlass, der in axialer Richtung aus dem Temperierfluidumlenkelement hinausführt, bis hin zu einem zweiten Durchlass, der in radialer Richtung nach innen aus dem Temperierfluidumlenkelement hinausführt, erstrecken.

Von einem in Rotationsrichtung benachbarten Kompartiment kann das Kompartiment z.B. durch ein Trennelement abgetrennt sein, wobei das Trennelement z.B. ein Wandabschnitt sein kann.

Die Angabe, dass das Rotorblechpaket einen Rotorblechpaketbereich umfasst, kann bedeuten, dass das Rotorblechpaket ein oder mehrere Rotorblechpaketbereiche umfasst. Wenn das Rotorblechpaket nur einen Rotorblechpaketbereich umfasst, stellt dieser Rotorblechpaketbereich das Rotorblechpaket dar.

Durch den Rotorblechpaketbereich erstreckt sich ein Temperierfluidkanal. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der Rotorblechpaketbereich wenigstens zwei Öffnungen aufweist und sich von wenigstens einer der Öffnungen zu wenigstens einer anderen der Öffnungen ein Kanal erstreckt, der zwischen den beiden Öffnungen von dem Rotorblechpaketbereich umgeben ist. Im Allgemeinen erstrecken sich durch den Rotorblechpaketbereich weitere Temperierfluidkanäle. Die Temperierfluidkanäle sind im Rotorblechpaketbereich bevorzugt gleichmäßig verteilt. Dies kann bewirken, dass freigesetzte Wärme aus allen Bereichen des Rotorblechpakets annähernd gleichmäßig abgeführt wird.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Temperierfluidkanal sich parallel zur Rotationsachse der Rotorvorrichtung durch den Rotorblechpaketbereich erstreckt. Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn jeder Temperierfluidkanal sich parallel zur Rotationsachse der Rotorvorrichtung durch den Rotorblechpaketbereich erstreckt.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn sich durch den Rotorblechpaketbereich mehrere Temperierfluidkanäle erstrecken und die Temperierfluidkanäle parallel zueinander und parallel zur Rotationsachse verlaufen.

Der Temperierfluidkanal geht in die Temperierfluidumlenkzone über. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der Temperierfluidkanal fluidleitend mit der Temperierfluidumlenkzone verbunden ist.

Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn radial außerhalb eines Übergangsbereichs, in dem der Temperierfluidkanal in die Temperierfluidumlenkzone übergeht, eine Fluidbarriere besteht.

Die Fluidbarriere kann einem Austritt von Temperierfluid zwischen dem Rotorblechpaketbereich und der Temperierfluidumlenkeinheit entgegenwirken. So kann z.B. zwischen einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs und einer Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit eine Fluidbarriere angeordnet sein.

Stirnseitig bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs den Rotorblechpaketbereich in axialer Richtung begrenzt. Die axiale Richtung verläuft parallel zur Rotationsachse der Rotorvorrichtung.

Alternativ kann eine Fluidbarriere auch allein durch das Anpressen einer Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit an die stirnseitige Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs erreicht werden. Um die gewünschte Fluidbarrierewirkung zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Temperierfluidumlenkeinheit wenigstens an der Oberfläche, die an die stirnseitige Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs angepresst ist, aus einem hinreichend weichen Material gefertigt oder mit einem hinreichen weichen Material beschichtet ist. Dies kann begünstigen, dass Unebenheiten im Übergang zwischen den beiden Oberflächen ausgeglichen und dadurch die gewünschte Fluidbarrierewirkung besonders zuverlässig erreicht wird.

Die Fluidbarriere kann ein Verbindungsmaterial umfassen, das eine Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit radial außerhalb des Übergangsbereichs mit einer Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, insbesondere mit einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, verbindet, z.B. stoffschlüssig verbindet. Insbesondere kann die Fluidbarriere oder wenigstens ein Bereich der Fluidbarriere, z.B. wenigstens eine Schicht der Fluidbarriere, das Verbindungsmaterial enthalten.

Das Verbindungsmaterial kann für die Fluidbarrierewirkung erhebliche Vorteile mit sich bringen:

Beim Betrieb einer elektrischen Maschine treten insbesondere bei hohen Drehzahlen in den von der Rotationsachse entfernten Bereichen der Rotorvorrichtung erhebliche Fliehkräfte auf. Insbesondere bei großen Rotordurchmessern ist es sinnvoll, eine Temperierung, z.B. Kühlung, auch in von der Rotationsachse weit entfernten Bereichen sicherzustellen. Dabei wirken die Fliehkräfte auch auf das Temperierfluid. Sie wirken selbstverständlich auch in dem erwähnten Übergangsbereich, in dem der Temperier- fluidkanal in die Temperierfluidumlenkzone übergeht, auf das Temperierfluid. Die Fluidbarriere muss also dem erheblichen Druck standhalten, der bei hohen Drehzahlen auftreten kann.

Das Verbindungsmaterial verbindet die Fluidbarriere mit den daran anliegenden Oberflächen, also z.B. mit der stirnseitigen Oberfläche eines angrenzenden Rotorblechs eines Rotorblechpaketbereichs und mit einer angrenzenden Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit. Dies steigert die Fluidbarrierewirkung. Der zusätzliche Aufwand, um mit Axialverspannelementen eine Axialverspannkraft zum einquetschen eines konventionellen Dichtungsmaterials oder Dichtelements aufzubringen, kann ganz oder teilweise entfallen aber trotzdem die gewünschte Fluidbarrierewirkung zuverlässig erzielt werden.

Das Verbindungsmaterial kann ein Elastomer enthalten. Das Elastomer kann in Form von Elastomerpartikeln in der Fluidbarriere oder der wenigstens eine Schicht der Fluidbarriere enthalten sein. Das Elastomer kann ein natürlicher oder ein synthetischer Kautschuk sein, z.B. ein Nitril-Butadien-Kautschuk.

Das Verbindungsmaterial kann bevorzugt einen Haftvermittler enthalten, z.B. einen Si- basierten Haftvermittler. Ein bevorzugter Si-basierter Haftvermittler ist ein organisch funktionalisiertes Silan, wobei das organisch funktionalisierte Silan z.B. ein Aminosilan oder ein Epoxysilan sein kann.

Der Haftvermittler kann ein Verbinden der Fluidbarriere oder des wenigstens einen Bereichs der Fluidbarriere, z.B. der wenigstens einen Schicht der Fluidbarriere, mit der stirnseitigen Oberfläche eines angrenzenden Rotorblechs oder Rotorblechpaketbereichs weiter begünstigen und dadurch die Fluidbarrierewirkung steigern. Der zusätzliche Aufwand, um mit Axialverspannelementen eine Axialverspannkraft zum einquetschen eines konventionellen Dichtungsmaterials aufzubringen, kann insbesondere bei einer Fluidbarriere mit dem Haftvermittler ganz oder teilweise entfallen aber trotzdem die gewünschte Fluidbarrierewirkung zuverlässig erzielt werden.

Das Verbindungsmaterial kann bevorzugt enthalten: ein Elastomer, bevorzugt einen natürlichen oder synthetischen Kautschuk, z.B. einen Nitril-Butadien-Kautschuk, ein Duroplast und/oder ein Thermoplast, bevorzugt ein Duroplast, z.B. ein Novolak, und einen hierin beschriebenen Haftvermittler, bevorzugt einen Si-basierten Haftvermittler, z.B. ein Aminosilan.

Bevorzugt kann im Verbindungsmaterial der Massenanteil des Elastomers 12 bis 60 Gew.-%, z.B. 15 bis 60 Gew.-%, der Massenanteil des Duroplasts und/oder Thermoplasts 4 bis 35 Gew.-%, z.B. 5 bis 35 Gew.-%, und der Massenanteil des Haftvermittlers 2 bis 20 Gew.-%, z.B. 3 bis 15 Gew.-% betragen.

Die Fluidbarriere kann bevorzugt ein E-Modul im Bereich von 100 bis 1.000 N/mm ² , besonders bevorzugt im Bereich von 300 bis 800 N/mm ² aufweisen. Dies gilt insbesondere für eine zwischen der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs und einer Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit angeordnete Fluidbarriere, z.B. für eine Fluidbarriere, die aus einem durchgehenden Fluidbarrierematerial besteht.

Mindestens eine Oberfläche der Fluidbarriere kann bevorzugt eine Härte im Bereich von 20 bis 90 Shore A, z.B. im Bereich von 30 bis 80 Shore A, aufweisen.

Die Glasübergangstemperatur der Fluidbarriere kann z.B. im Bereich von -90°C bis 90°C liegen.

Es ist möglich, dass die Temperierfluidumlenkeinheit selbst ein oder mehrere Rotorblechpaketbereiche umfasst.

So kann z.B. das Rotorblechpaket mehrere Rotorblechpaketbereiche umfassen, der Temperierfluidkanal sich durch wenigstens einen der Rotorblechpaketbereiche erstrecken und ein anderer Rotorblechpaketbereich wenigstens einen Teil der Temperierfluidumlenkeinheit bilden.

Das Verbindungsmaterial kann vorteilhaft einander zugewandte Oberflächen der Rotorblechpaketbereiche radial außerhalb des Übergangsbereichs miteinander verbinden. Die einander zugewandten Oberflächen der Rotorblechpaketbereiche können durch das Verbindungsmaterial insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sein, z.B. miteinander verklebt sein. Die einander zugewandten Oberflächen der Rotorblechpaketbereiche können auch mittelbar über ein (oder mehrere Zwischenbleche) verbunden sein, wobei beiderseits des Zwischenblechs Verbindungsmaterial, z.B. je eine Verbindungsmaterialschicht, angeordnet ist.

Die Fluidbarriere kann ein radial außerhalb des Übergangsbereichs an einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs und/oder an einer Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit angebrachtes, z.B. stoffschlüssig angebrachtes, Dichtungsmaterial umfassen. Das Dichtungsmaterial kann angebracht, z.B. stoffschlüssig abgebracht sein an wenigstens einer dieser beiden Oberflächen. Das Dichtungsmaterial kann z.B. bei der Fertigung des Rotorblechpakets oder der Temperierfluidumlenkeinheit direkt auf die Oberfläche aufgebracht werden.

Die Fluidbarriere kann ein radial außerhalb des Übergangsbereichs zwischen einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, und einer Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit angeordnetes Dichtelement umfassen.

Die Fluidbarriere kann ein Dichtelement sein, bevorzugt ein ringförmiges Dichtelement, z.B. ein nicht stoffschlüssig an eine Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit oder an eine Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs angebundenes Dichtelement.

Das Dichtelement kann zwischen der stirnseitigen Dichtkontaktfläche und einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpakets so angeordnet sein, dass wenigstens ein Teil des Dichtelements sich radial außerhalb von einer Öffnung des Temperierfluidkanals an der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpakets befindet.

Die Rotorvorrichtung kann ein Axialverspannelement umfassen, mit dem das Dichtungsmaterial und/oder das Dichtelement radial außerhalb des Übergangsbereichs zwischen der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, und der Oberfläche der Temperierfluidumlenkeinheit verpresst ist oder verpresst werden kann. Das Axialverspannelement ist ausgebildet, um in axialer Richtung eine Verspannkraft aufzubauen. Unter einer Verspannkraft wird eine Kraft verstanden, die z.B. ein als Fluidbarriere wirkendes Dichtelement zwischen Oberflächen einer Temperierfluidumlenkeinheit und eines Rotorblechpaketbereichs einspannt und/oder einquetscht.

Das Dichtelement kann ein ringförmiges Dichtelement sein.

Das ringförmige Dichtelement kann beispielsweise ein Dichtring sein. Der Dichtring kann z.B. einen runden Materialquerschnitt aufweisen.

Das ringförmige Dichtelement kann beispielsweise eine ringförmige Flachdichtung sein. Die ringförmige Flachdichtung kann eine Verstärkung aufweisen, z.B. eine ringförmige Metalllage.

Das ringförmige Dichtelement kann eine Sicke und/oder eine Halbsicke aufweisen.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann einen Radialerstreckungsabschnitt aufweisen. Eine Oberfläche des Radialerstreckungsabschnitts kann eine stirnseitige Dichtkontaktfläche sein, die der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpaketbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt, zugewandt ist. Der Radialerstreckungsabschnitt ist bevorzugt ein flanschförmiger Radialerstreckungsabschnitt.

Das Dichtungsmaterial kann radial außerhalb des Übergangsbereichs an der stirnseitigen Dichtkontaktfläche angebracht, z.B. stoffschlüssig angebracht, sein, und/oder das Dichtelement radial außerhalb des Übergangsbereichs an der stirnseitigen Dichtkontaktfläche angeordnet sein.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann einen Axialerstreckungsabschnitt aufweisen und eine Oberfläche des Axialerstreckungsabschnitts eine der Rotorwelle zugewandte achsseitige Dichtkontaktfläche bilden. Die der Rotorwelle zugewandte achsseitige Dichtkontaktfläche kann zu dem Rotorblechpaketbereich beabstandet sein, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt. Die der Rotorwelle zugewandte achsseitige Dichtkontaktfläche kann stattdessen oder zusätzlich mindestens einen Durchlass aufweisen, der zur Rotorwelle, z.B. zu mindestens einem Wellendurchlass, hinführt.

Vorteilhaft kann die Rotorvorrichtung eine Fluidleitverbindung umfassen, welche die Temperierfluidumlenkzone und einen radial weiter innen liegenden Hohlraum verbindet. Bevorzugt ist der Hohlraum axial in wenigstens eine Richtung offen ist, so dass ein Temperierfluid in den Hohlraum in axialer Richtung eingeleitet und/oder aus dem Hohlraum in axialer Richtung ausgeleitet werden kann.

Besonders bevorzugt ist der Hohlraum axial in nur eine Richtung offen, so dass ein Temperierfluid in den Hohlraum in axialer Richtung eingeleitet und aus dem Hohlraum in entgegengesetzter, axialer Richtung ausgeleitet werden kann. Dazu kann in den Hohlraum ein Leitelement eingebracht sein, wobei mit dem Leitelement zwei Leitzonen definiert sind.

Die Rotorwelle kann eine Hohlwelle sein und der Hohlraum sich im Inneren der Hohlwelle befinden. Die Hohlwelle kann auf einer Seite verschlossen sein, so dass das Temperierfluid in den im Inneren der Hohlwelle befindlichen Hohlraum in axialer Richtung eingeleitet und aus dem Hohlraum in entgegengesetzter, axialer Richtung ausgeleitet werden kann.

Die Temperierfluidumlenkzone ist in radialer Richtung nach innen bevorzugt nicht oder nicht über den gesamten Umfang der Rotorwelle von der Rotorwelle abgegrenzt, so dass Temperierfluid in den Hohlraum strömen kann.

Bevorzugt erstreckt sich die Fluidleitverbindung durch wenigstens einen Wellendurchlass.

Der Wellendurchlass führt z.B. durch die Wand der Hohlwelle hindurch.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Die elektrische Maschine umfasst ein Leitelement.

Die von der Rotorvorrichtung umfasste Rotorwelle ist eine Hohlwelle.

Es kann bevorzugt sein, wenn sich das Leitelement in einen Hohlraum der Rotorwelle erstreckt.

Die elektrische Maschine weist in einem Bereich zwischen einem ersten Wellendurchlass und einem in axialer Richtung versetzt zum ersten Wellendurchlass angeordneten zweiten Wellendurchlass einen Barrierebereich auf.

Der Barrierebereich grenzt zwei im Hohlraum definierte Leitzonen voneinander ab, eine mit dem ersten Wellendurchlass fluidleitend verbundene erste Leitzone und eine mit dem zweiten Wellendurchlass fluidleitend verbundene zweite Leitzone. Bevorzugt definiert das Leitelement gemeinsam mit der Hohlwelle zwei Leitzonen.

Wenigstens ein Teil des Barrierebereichs kann ein Bereich des Leitelements sein, z.B. ein umlaufender, sich von einer Wand des Leitelements nach außen, hin zur Innenoberfläche der Rotorwelle erstreckender Barrierebereich.

Wenigstens ein Teil des Barrierebereichs kann ein Bereich der Rotorwelle sein, z.B. ein umlaufender, sich von einer Wand der Rotorwelle nach innen, hin zum Leitelement erstreckender Barrierebereich.

Mit dem Abgrenzen der beiden im Hohlraum definierten Leitzonen voneinander kann gemeint sein, dass der Barrierebereich eine fluiddichte Barriere bildet, die die Innenoberfläche der Rotorwelle mit dem Leitelement, z.B. stoffschlüssig, verbindet. Dies kann bevorzugt sein, wenn das Leitelement an der Rotorwelle rotationsfest gehalten ist.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Leitelement und die Rotorwelle auch im Barrierebereich nicht miteinander verbunden sind. Der Barrierebereich kann die beiden Leitzonen trotzdem effektiv voneinander abgrenzen. Denn auch über einen verbleibenden Spalt tritt beim Betrieb der elektrischen Maschine quasi kein Temperierfluid von einer Leitzone in die andere Leitzone über. Insbesondere kann der Barrierebereich einen Bereich des Leitelements umfassen und sich in Richtung hin zu der Innenoberfläche der Rotorwelle erstrecken und/oder der Barrierebereich kann einen Bereich der Rotorwelle umfassen und sich in Richtung hin zum Leitelement erstrecken.

Es kann im Barrierebereich bevorzugt ein Spalt vorliegen, durch den Leitelement und Rotorvorrichtung voneinander beabstandet sind. Dies kann eine Rotation der Rotorvorrichtung auch gegen ein statisches, nicht mit der Rotorvorrichtung verbundenes Leitelement, ermöglichen.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Fläche des kleinsten Strömungsquerschnitts in dem Spalt höchstens 25 %, insbesondere höchstens 20 %, bevorzugt höchstens 15 %, besonders bevorzugt höchstens 10 %, z.B. höchstens 5 % der Fläche des kleinsten Strömungsquerschnitts in einer der Leitzonen beträgt.

Die Flächen der Strömungsquerschnitte werden jeweils in orthogonal zur Rotationsachse liegenden Ebenen ermittelt.

Das Leitelement und dessen Barrierebereich können gemeinsam mit der Hohlwelle die beiden Leitzonen definieren, wobei sich die erste Leitzone (z.B. durch das Leitelement hindurch) bis hin zu dem ersten Wellendurchlass erstrecken kann.

Die zweite Leitzone kann sich z.B. zwischen einer Außenoberfläche des Leitelements und einer Innenoberfläche der Rotorwelle erstrecken.

So kann sich z.B. die zweite Leitzone zwischen einer Außenoberfläche des Leitelements und einer Innenoberfläche der Rotorwelle erstrecken und die erste Leitzone kann sich durch das Leitelement hindurch erstrecken.

Dies kann vorteilhaft sein, da beide Leitzonen von derselben Seite der Hohlwelle zugänglich sind. Temperierfluid kann dort zugeführt und abgeführt werden, ohne die Notwendigkeit eines weiteren Anschlusses am anderen Ende der Hohlwelle. Dies bedeutet, dass ein Ende der Rotorwelle, ohne dorthin eine Temperierfluid führende Leitung legen zu müssen, in beliebiger Weise an Kraftübertragungselemente angebunden werden kann, z.B. Räder, Zahnräder o.ä. wohingegen die Temperierung der elektrischen Maschine oder zumindest der Rotorvorrichtung der elektrischen Maschine vollständig über das andere Ende der Rotorwelle erfolgen kann.

Eine mit der Rotorvorrichtung ausgestattete elektrische Maschine kann also auf besonders einfache Weise in Fahrzeuge integriert werden, in denen die Temperierfluidzufuhr und -abfuhr im Wesentlichen nur aus einer definierten Richtung möglich ist, z.B. im Bereich von Rädern von Kraftfahrzeugen.

Letztlich werden durch die Erfindung also auch eine Rotorvorrichtung und eine elektrische Maschine bereitgestellt, die universell verbaut und dennoch auf einfache Weise gekühlt werden kann.

Das Leitelement kann an wenigstens einem statischen Element der elektrischen Maschine gehalten sein. Unter einem statischen Element wird ein Element verstanden, das die Rotationsbewegung der Rotorvorrichtung nicht nachvollzieht. Das statische Element kann relativ zu einer Statoreinheit der elektrischen Maschine raumfest angeordnet oder ein Teil der Statoreinheit sein.

Wenn das Leitelement an wenigstens einem statischen Element der elektrischen Maschine gehalten ist, sich also nicht mit der Rotorwelle dreht, kann eine Anbindung des Leitelements an Temperierfluidführungssysteme, z.B. Kühlmittelleitungen, einfacher möglich sein.

Die elektrische Maschine kann bevorzugt eine durchgängige Führung für ein Temperierfluid aufweisen und die Führung in einer der Strömungsrichtungen eines in der Führung führbaren Temperierfluids wie folgt verlaufen: von der ersten Leitzone, die sich bis in den Hohlraum erstreckt, durch einen ersten Wellendurchlass, entlang eines ersten axialen Begrenzungsabschnitts und eines ersten radialen Begrenzungsabschnitts einer ersten Temperierfluidumlenkeinheit durch eine Temperierfluidumlenkzone, durch einen ersten Übergangsbereich in den Temperierfluidkanal hinein, durch einen zweiten Übergangsbereich aus dem Temperierfluidkanal heraus, entlang eines zweiten radialen Begrenzungsabschnitts und eines zweiten axialen Begrenzungsabschnitts einer zweiten Temperierfluidumlenkeinheit durch eine Temperierfluidumlenkzone, durch einen zweiten Wellendurchlass, in die zweite Leitzone.

Die elektrische Maschine kann bevorzugt eine durchgängige Führung für ein Temperierfluid aufweisen und die Führung in einer alternativen zweiten Strömungsrichtung eines in der Führung führbaren Temperierfluids wie folgt verlaufen: von der zweiten Leitzone, durch einen zweiten Wellendurchlass, entlang eines zweiten axialen Begrenzungsabschnitts und eines zweiten radialen Begrenzungsabschnitts einer zweiten Temperierfluidumlenkeinheit durch eine Temperierfluidumlenkzone, durch einen zweiten Übergangsbereich in den Temperierfluidkanal hinein, durch einen ersten Übergangsbereich aus dem Temperierfluidkanal heraus, entlang eines ersten radialen Begrenzungsabschnitts und eines ersten axialen Begrenzungsabschnitts einer ersten Temperierfluidumlenkeinheit durch eine Temperierfluidumlenkzone, durch einen ersten Wellendurchlass, in die erste Leitzone, die sich bis in den Hohlraum erstreckt.

Die Strömungsrichtung ist in der ersten Leitzone bevorzugt entgegen der Strömungsrichtung der zweiten Leitzone ausgerichtet.

Eine der beiden Leitzone, z.B. die zweite Leitzone, kann in eine radial zur Rotationsachse der elektrischen Maschine versetzte Sammelzone übergehen.

Die Sammelzone kann wenigstens teilweise von einem Ausleitelement umgeben sein.

Bevorzugt kann sich das Leitelement durch das Ausleitelement erstrecken und das Leitelement und das Ausleitelement gegeneinander abgedichtet sein. Bevorzugt können das Leitelement und das Ausleitelement stoffschlüssig miteinander verbunden sein, z.B. als integriertes Leit- und Ausleitelement.

Das integrierte Leit- und Ausleitelement kann z.B. ein Druckgussbauteil oder ein Spritzgussbauteil oder ein, insbesondere verschweißtes, Drehbauteil und/oder Umformteil sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann ringförmig ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass sie sich z.B. rings um eine Rotationsachse erstrecken kann. Eine Rotorwelle, an der die Temperierfluidumlenkeinheit angeordnet werden kann, kann entlang der Rotationsachse der Temperierfluidumlenkeinheit in die Temperierfluidumlenkeinheit geführt werden. Dann fällt die Rotationsachse der Rotorwelle mit der Rotationsachse der Temperierfluidumlenkeinheit zusammen.

Die Temperierfluidumlenkeinheit umfasst einen radial innenliegenden, axialen Begrenzungsabschnitt der sich bevorzugt bis an die äußere Rotorwellenoberfläche einer Rotorwelle erstreckt, an der die Temperierfluidumlenkeinheit angeordnet werden kann.

Die Temperierfluidumlenkeinheit umfasst auch einen radial außenliegenden Radialerstreckungsabschnitt, der eine stirnseitige Dichtkontaktfläche umfasst, die an einer stirnseitigen Oberfläche eines Rotorblechpakets oder eines Rotorblechpaketbereichs so angeordnet werden kann, dass ein Spalt, z.B. ein Dichtspalt, verbleibt. In dem Spalt kann eine Fluidbarriere, z.B. ein Dichtelement oder Dichtmaterial, angeordnet werden.

Der Radialerstreckungsabschnitt kann ein flanschförmiger Radialerstreckungsabschnitt sein.

Die Temperierfluidumlenkeinheit umfasst auch einen radialen Begrenzungsabschnitt, der sich vom axialen Begrenzungsabschnitt zum Radialerstreckungsabschnitt erstreckt. Der radiale Begrenzungsabschnitt verläuft in axialer Richtung weg von der stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpakets oder des Rotorblechpaketbereichs, wenn die stirnseitige Dichtkontaktfläche an einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpakets oder des Rotorblechpaketbereichs angeordnet wird.

Der axiale Begrenzungsabschnitt, der Radialerstreckungsabschnitt und der radiale Begrenzungsabschnitt können Abschnitte eines einstückigen Temperierfluidumlenkeinheit-Bauteils sein.

Das einstückige Temperierfluidumlenkeinheit-Bauteil kann bevorzugt aus einem Flachmaterial, z.B. aus einem Metall blech oder eine Kunststoffplatte, formbar oder geformt sein oder durch Spritzguss erhältlich sein.

Eine Temperierfluidumlenkeinheit kann neben dem einstückigen Temperier- fluidumlenkeinheit-Bauteil, das auch als äußeres Temperierfluidumlenkelement bezeichnet werden kann, auch ein inneres Temperierfluidumlenkelement umfassen.

Das äußere Temperierfluidumlenkelement kann Anbindungsbereiche, z.B. Aufnahmeräume, umfassen.

Die Anbindungsbereiche können an einer Oberfläche des äußeren Temperierfluidumlenkelements ausgebildet sein, insbesondere an der Oberfläche des äußeren Temperierfluidumlenkelements, die der Temperierfluidumlenkzone zugewandt ist.

Die Anbindungsbereiche können Aufnahmeräume sein, wobei die Aufnahmeräume vertiefte Bereiche sein können, die sich in der inneren, der Temperierfluidumlenkzone zugewandten Oberfläche des äußeren Temperierfluidumlenkelements erstrecken.

Das innere Temperierfluidumlenkelement kann zur Anbindung in den Anbindungsbereichen ausgebildete Anbindungsgegenbereiche aufweisen.

Die Anbindungsgegenbereiche können z.B. Wandabschnitte sein, die sich in Aufnahmeräume des äußeren Temperierfluidumlenkelements erstrecken.

Das innere Temperierfluidumlenkelement kann einen ringförmig umlaufenden Radialerstreckungsabschnitt umfassen, an dem die Anbindungsgegenbereiche angeordnet sind. Der Radialerstreckungsabschnitt kann eine weitere stirnseitige Dichtkontaktfläche aufweisen.

Bevorzugt können die Wandabschnitte an dem Radialerstreckungsabschnitt angeordnet sein. Die Wandabschnitte können z.B. über Biegungsabschnitte an dem Radialerstreckungsabschnitt angebunden sein.

Die Anbindungsgegenbereiche, z.B. Wandabschnitte, können sich im zusammengebauten Zustand der Temperierfluidumlenkeinheit von der weiteren stirnseitigen Dichtkontaktfläche weg durch die Temperierfluidumlenkzone an die Anbindungsbereiche erstrecken und dort angebunden sein. Beispielsweise können sich die Wandabschnitte durch die Temperierfluidumlenkzone in die Aufnahmeräume hinein erstrecken.

Die weitere stirnseitige Dichtkontaktfläche des inneren Temperierfluidumlenkelements kann im zusammengebauten Zustand der Temperierfluidumlenkeinheit eine radial innere stirnseitige Dichtkontaktfläche bilden und die Dichtkontaktfläche am Radialerstreckungsabschnitt des äußeren Temperierfluidumlenkelements kann eine radial äußere stirnseitige Dichtkontaktfläche bilden. Im zusammengebauten Zustand der Temperierfluidumlenkeinheit können die radial innere und die radial äußere Dichtkontaktfläche durch je eine Ebene angenähert werden, wobei die beiden Ebenen parallel zueinander verlaufen oder zusammenfallen.

Die Temperierfluidumlenkeinheit kann zwischen der radial inneren und der radial äußeren stirnseitigen Dichtkontaktfläche ein oder mehrere Durchlässe aufweisen, die in die Temperierfluidumlenkzone hineinführen.

In der zusammengebauten Rotorvorrichtung können die ein oder mehrere Durchlässe zwischen der radial inneren und der radial äußeren stirnseitigen Dichtkontaktfläche an einer oder mehrere Öffnungen von ein oder mehreren Temperierfluidkanälen zu liegen kommen.

Das äußere Temperierfluidumlenkelement, z.B. das einstückige Temperierfluidumlenk- einheit-Bauteil, kann den hierein beschriebenen Axialerstreckungsabschnitt, dessen eine Oberfläche eine der Rotorwelle zugewandte achsseitige Dichtkontaktfläche bildet, umfassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch die Merkmale des Anspruchs 18 gelöst.

Bei dem Verfahren werden Elektrobleche mit Ausnehmungen in einem Schichtverbund aneinander angeordnet und miteinander verbunden.

Mit dem Begriff Ausnehmung ist insbesondere ein Bereich gemeint, an den das umgebende Elektroblech heranreicht und der bevorzugt ringsum von Elektroblech umgeben ist. Das heißt, dass dort ein Temperierfluid durch das Elektroblech hindurchgelangen kann.

Ausnehmungen benachbarter Elektrobleche überlappen wenigstens teilweise. Dadurch kann eine Biegung eines Temperierfluidkanals oder ein Übergang eines Temperierfluidkanals in eine Temperierfluidumlenkzone definiert werden.

Bevorzugt wird dadurch ein Übergang des Temperierfluidkanals in eine Temperierfluidumlenkzone definiert.

Es kann bevorzugt sein, wenn ein erstes der Elektrobleche eine Ausnehmung aufweist, die auch einen Aufnahmebereich zur Aufnahme einer Rotorwelle umfasst. Das erste der Elektrobleche kann ein endständiges Elektroblech eines ersten Rotorblechpaketbereichs sein.

Es kann bevorzugt sein, wenn ein zweites der Elektrobleche wenigstens zwei separate Ausnehmungen aufweist, wobei eine der wenigstens zwei Ausnehmungen zur Ausbildung des Temperierfluidkanals dient und eine andere der wenigstens zwei Ausnehmungen einen Aufnahmebereich zur Aufnahme einer Rotorwelle umfasst. Das zweite Elektroblech kann ein endständiges Elektroblech eines zweiten Rotorblechpaketbereichs sein.

Jeder Rotorblechpaketbereich kann ein vorgefertigter Rotorblechpaketbereich sein, der mehrere miteinander verbundene Elektrobleche umfasst. Die Blechgeometrie wenigstens zweier Elektrobleche des ersten Rotorblechpaketbereichs, bevorzugt sämtlicher Elektrobleche des ersten Rotorblechpaketbereichs, kann gleich sein.

Die Blechgeometrie wenigstens zweier Elektrobleche des zweiten Rotorblechpaketbereichs, bevorzugt sämtlicher Elektrobleche des zweiten Rotorblechpaketbereichs, kann gleich sein.

Wenigstens eine der Ausnehmungen von wenigstens einem der Elektrobleche umgibt im fertig hergestellten Rotorblechpaket den Temperierfluidkanal oder die Temperierfluidkanäle.

Der Schichtverbund kann in dem Verfahren so aufgebaut werden, dass die Aufnahmebereiche der Elektrobleche zur Aufnahme der Rotorwelle aufeinander zu liegen kommen und wenigstens eine Ausnehmung des zweiten Elektroblechs, die zur Ausbildung des Temperierfluidkanals dient, vollständig oder teilweise in der Ausnehmung des ersten Elektroblechs zu liegen kommt. Bevorzugt kommt die wenigstens eine Ausnehmung des zweiten Elektroblechs, die zur Ausbildung des Temperierfluidkanals dient, vollständig in der Ausnehmung des ersten Elektroblechs zu liegen.

Der Übergang dieser beiden Elektrobleche bildet in der fertig hergestellten Rotorvorrichtung den Übergangsbereich, in dem der Temperierfluidkanal in die Temperierfluidumlenkzone übergeht. Das zweite Elektroblech bildet dann also einen Teil des Rotorblechpaketbereichs, durch den sich der Temperierfluidkanal erstreckt. Das erste Elektroblech bildet einen Teil der Temperierfluidumlenkeinheit. Ein zur Verbindung der beiden Elektrobleche dienendes, zwischen den beiden Elektroblechen befindliches Verbindungsmaterial, ist die Fluidbarriere, die erfindungsgemäß radial außerhalb des Übergangsbereichs, in dem der Temperierfluidkanal in die Temperierfluidumlenkzone übergeht, bestehen kann.

Bevorzugt kann wenigstens ein Teil der Elektrobleche, die aufeinander angeordnet und miteinander verbunden werden, vorgefertigten Rotorblechpaketbereichen angehören, wobei jeder Rotorblechpaketbereich mehrere miteinander verbundene Elektrobleche umfasst. Bevorzugt sind das erste und das zweite Elektroblech in den Schichtaufbauten der vorgefertigten Rotorblechpaketbereiche endständig angeordnet.

Es kann ein vorgefertigter Rotorblechpaketbereich, durch den sich ein Temperierfluidkanal erstreckt, flächig mit einem weiteren Rotorblechpaketbereich verbunden werden, z.B. stoffschlüssig verbunden werden, wobei wenigstens ein Teil des weiteren Rotorblechpaketbereichs radial außerhalb einer Öffnung des Temperierfluidkanals zu liegen kommt.

Der weitere Rotorblechpaketbereich kann ringförmig ausgebildet sein und ein innerer Rand des weiteren Rotorblechpaketbereichs kann radial außerhalb der Öffnung des Temperierfluidkanals zu liegen kommen.

Im Übergang vom Rotorblechpaketbereich zum weiteren Rotorblechpaketbereich kann eine Fluidbarriere gebildet werden. Die Fluidbarriere kann aus einem Verbindungsmittel gebildet werden. Mit dem Verbindungsmittel können Oberflächen der beiden Rotorblechpaketbereiche verbunden werden. Die Oberflächen können mit dem Verbindungsmittel z.B. stoffschlüssig verbunden werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann zwischen die vorgefertigten Rotorblechpaketbereiche ein beidseitig mit Verbindungsmittel beschichtetes Elektroblech eingebracht werden und Elektrobleche der vorgefertigten Rotorblechpaketbereiche mittelbar über das beidseitig mit dem Verbindungsmittel beschichtete Elektroblech miteinander verbunden werden.

Als Verbindungsmittel kann ein Verbindungsmittel eingesetzt werden, das hierin beschrieben ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch die Merkmale des Anspruchs 21 gelöst.

Das im Verbindungsmittel enthaltene Elastomer kann bevorzugt ein natürlicher oder synthetischer Kautschuk sein, z.B. einen Nitril-Butadien-Kautschuk. Der im Verbindungsmittel enthaltene Duroplast und/oder Thermoplast, kann bevorzugt ein Duroplast sein, z.B. ein Novolak.

Der im Verbindungsmittel enthaltene Haftvermittler kann bevorzugt ein Si-basierter Haftvermittler sein. Der Si-basierte Haftvermittler kann z.B. ein Aminosilan sein. Es kann sich um den Haftvermittler handeln, der im Zusammenhang mit dem Verbindungsmaterial beschrieben wurde.

Das aprotische Lösemittel kann z.B. ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Heteroatom aufweisen. Das Heteroatom kann bevorzugt unter O, N, CI, F und Br, ausgewählt sein, besonders bevorzugt unter O und N. In einem aprotischen Lösemittel sind alle Wasserstoffatome an Kohlenstoffatome gebunden.

Das aprotische Lösemittel kann z.B. unter linearen oder zyklischen, verzweigten oder unverzweigten Estern, Amiden und Harnstoffen ausgewählt sein. Ein besonders bevorzugtes aprotische Lösungsmittel enthält Methoxypropylacetat und/oder Butylacetat. Ein ganz besonders bevorzugtes Lösungsmittel ist Methoxypropylacetat oder Butylacetat oder eine Mischung aus Methoxypropylacetat und Butylacetat.

Das Verbindungsmittel kann enthalten:

65 bis 95 Gew.-%, insbesondere 70 bis 90 Gew.-% des Lösemittels;

3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-% des Elastomers;

1 ,5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-% des Duroplasts und/oder Thermoplasts; und

0,5 bis 8 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-% des Silans.

Erfindungsgemäß wir das Verbindungsmittel zur Verbindung vorgefertigter Rotorblechpaktebereiche bei der Herstellung eines Rotorblechpakets für eine Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine verwendet.

Bevorzugt wird aus dem Verbindungsmittel wenigstens ein Bereich einer hierein beschriebene Fluidbarriere gebildet. Das Verbindungsmittel kann zur Herstellung einer Fluidbarriere einer hierin beschriebenen Rotorvorrichtung und/oder einer hierin beschriebenen elektrischen Maschine verwendet werden.

Bei der Herstellung der Rotorvorrichtung verdampft das Lösemittel weitestgehend, so dass sich aus dem Verbindungsmittel ein hierin beschriebenes Verbindungsmaterial bilden kann.

Selbstverständlich können im Zusammenhang mit einem Aspekt der Erfindung, d.h. im Zusammenhang mit der Rotorvorrichtung, der elektrischen Maschine, der Temperierfluidumlenkeinheit, dem Verfahren oder der Verwendung beschriebene Merkmale auch Merkmale jedes anderen Aspekts der Erfindung darstellen.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rotorvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Rotorvorrichtung mit mehreren Rotorblech paketbereichen;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Schnitts durch eine elektrische Maschine, die eine Rotorvorrichtung gemäß Fig. 1 und Lager umfasst;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Temperierfluidumlenkeinheit;

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Bereich einer elektrischen Maschine, die neben einer Rotorvorrichtung Lager, ein Leitelement und ein Ausleitelement umfasst; Fig. 6 einen Schnitt durch einen Bereich einer elektrischen Maschine, die eine Rotorvorrichtung und ein Leitelement umfasst und eine durchgängige Führung für ein Temperierfluid definiert; und

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Bereich einer anderen elektrischen Maschine, die ein Leitelement umfasst und deren Rotorvorrichtung mehrerer Rotorblechpaketbereiche umfasst.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine Rotorvorrichtung 100 für eine elektrische Maschine. Die Rotorvorrichtung 100 umfasst eine Rotorwelle 102 und ein Rotorblechpaket 105. Das Rotorblechpaket ist an der Rotorwelle 102 rotationsfest gehalten.

Die Rotorvorrichtung 100 umfasst auch zwei Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115, wobei in der Perspektive der Fig. 1 nur die Temperierfluidumlenkeinheit 115 zu sehen ist. Die Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115 begrenzen jeweils eine Temperierfluidumlenkzone 110 bzw. 114 in radialer Richtung nach außen. In der Schnitt- Darstellung der Fig. 3 sind die beiden Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115 und die beiden Temperierfluidumlenkzonen 110 und 114 gut zu erkennen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Rotorvorrichtung umfasst das Rotorblechpaket 105 einen einzigen Rotorblechpaketbereich 107. Dieser erstreckt sich radial nach außen bis zu einer mantelseitigen Außenoberfläche 104 und in axialer Richtung von einer dem Betrachter in Fig. 1 zugewandten stirnseitigen Oberfläche 103 bis zu einer vom Betrachter in Fig. 1 abgewandten stirnseitigen Oberfläche. Durch den Rotorblechpaketbereich 107 erstrecken sich mehrere Temperierfluidkanäle 112 parallel zur Rotationsachse der Rotorvorrichtung 100. Zwei von insgesamt acht Temperierfluidkanälen 112 sind in der Schnitt-Darstellung der Fig. 3 gut zu erkennen. Die Temperierfluidkanäle 112 gehen jeweils in die Temperierfluidumlenkzonen 110 und 114 über. Die Temperierfluidkanäle 112 gehen an deren Enden jeweils in einem Übergangsbereich 113, der in Fig. 3 dargestellt ist, in die Temperierfluidumlenkzone 110 und in die Temperierfluidumlenkzone 114 über.

Radial außerhalb dieser Übergangsbereiche 113 besteht jeweils eine Fluidbarriere.

Fig. 3 zeigt außerdem zwei Lager 158, über die die Rotorvorrichtung 100 in einer elektrischen Maschine gelagert ist. Das Lager 158 umfasst Lagerungselemente 152 in Form von Kugeln, die zwischen einem an der Rotorwelle 102 angebrachten rotierbaren Lagerelement 154 und einem stationären Lagerelement 156 angeordnet sind.

Fig. 2 und 7 zeigen Ausführungsformen, wobei das Rotorblechpaket 105 mehrere Rotorblechpaketbereiche 107 umfasst.

Die Temperierfluidkanäle 112 erstrecken sich durch den Rotorblechpaketbereich 107, der in den beiden Figuren mittig dargestellt ist. Die übrigen Rotorblechpaketbereiche 107 bilden jeweils Teile der Temperierfluidumlenkeinheit 111 oder der Temperierfluidumlenkeinheit 115.

Die Fluidbarriere umfasst bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ein Verbindungsmaterial. Das Verbindungsmaterial verbindet jeweils eine stirnseitige Oberfläche der beiden in Fig. 2 in axialer Richtung außen liegenden Rotorblechpaketbereiche 107 radial außerhalb der beiden Übergangsbereiche 113, die in Fig. 7 gezeigt sind, stoffschlüssig mit je einer stirnseitigen Oberfläche 103 des in Fig. 7 mittig dargestellten Rotorblechpaketbereichs 107.

Das Verbindungsmaterial enthält in diesem Beispiel einen Nitril-Butadien-Kautschuk, einen Novolak, und ein als Haftvermittler fungierendes Aminosilan. Es verhindert einen Austritt von Temperierfluid zwischen Rotorblechpaketbereichen 107.

Das Verbindungsmaterial wurde durch Auftragung eines Verbindungsmittels erhalten. Das Verbindungsmittel enthielt den Nitril-Butadien-Kautschuk, den Novolak und das als Haftvermittler fungierende Aminosilan, sowie eine als Lösemittel fungierende Mischung aus Methoxypropylacetat und Butylacetat. Ausgehend von vorgefertigten Rotorblechpaketbereichen 107 ist es zum Beispiel möglich, je zwei benachbarte Rotorblechpaketbereiche 107 über ein Zwischenblech zu verbinden. Dazu kann Verbindungsmittel auf beide Oberflächen des Zwischenblechs aufgebracht und jede der beiden zu verbindenden stirnseitigen Oberflächen der Rotorblechpaketbereiche 107 mit einer verbindungsmittelbeschichteten Oberfläche des Zwischenblechs verbunden werden. So kann ein Rotorblechpaket 105 gebildet werden, das mittelbar über ein Zwischenblech verbundene Rotorblechpaketbereiche umfasst.

In den in Fig. 1 , 3, 5 und 6 dargestellten Rotorvorrichtungen 100 sind zwei Fluidbarrieren in Form von ringförmigen Dichtelementen 166 und 176 radial außerhalb der Übergangsbereiche 113 je zwischen einer der beiden stirnseitigen Oberflächen 103 des Rotorblechpaketbereichs 107 und einer Oberfläche der jeweiligen Temperierfluidumlenkeinheit 111 bzw. 115 angeordnet. Dargestellt sind diese Dichtungseinheiten nur in Fig. 6, auch dort nur schematisch.

Bei den in Fig. 1, 3 und 5 dargestellten Rotorvorrichtungen 100 können hinreichend weiche bzw. elastische Beschichtungen an den Dichtkontaktflächen 118, die z.B. in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt sind, als Dichtelemente bzw. als Fluidbarriere fungieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Abdichtung durch ein hier nicht dargestelltes (separates) Dichtelement erfolgen, das zwischen der stirnseitigen Oberfläche 103 und der Dichtkontaktfläche 118 angeordnet ist oder zwischen der stirnseitigen Oberfläche 103 und der Dichtkontaktfläche 118 angeordnet werden kann. Die Abdichtung kann radial außerhalb des Übergangsbereichs 113 durch ein umlaufendes Dichtelementelement erfolgen.

Wie Fig. 6 zeigt, sind die Dichtelemente 166 und 176 bei der dort dargestellten Rotorvorrichtung 100 jeweils an einer stirnseitigen Oberfläche des Rotorblechpakets 105 so angeordnet, dass sie radial außerhalb von den Öffnungen der Temperierfluidkanäle 112 liegen. Dort können sie als Fluidbarrieren fungieren.

Fig. 6 zeigt auch zwei Axialverspannelemente 168 und 178. Mit den Axialverspannelementen 168 und 178 sind die Dichtelemente 166 und 176 radial außerhalb der Übergangsbereiche 113 zwischen je einer der stirnseitigen Oberflächen 103 des Rotorblechpakets 105 oder des Rotorblechpaketbereichs 107 und der jeweiligen Oberfläche einer der Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115 verpresst. Radial weiter innen sind ringförmige Dichelemente 164 und 174 mit geringerem Durchmesser angeordnet. Sie liegen radial innerhalb der Übergangsbereiche 113 und sind durch die Axialverspannelemente 168 und 178 ebenfalls zwischen stirnseitigen Oberflächen des Rotorblechpakets 105 oder des Rotorblechpaketbereichs 107 und den Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115 verpresst.

Bei Rotorvorrichtungen, die in Fig. 1 , 3 und 5 gezeigt sind, weisen die Temperierfluidumlenkeinheiten 111, 115 jeweils einen flanschförmigen Radialerstreckungsabschnitt 117 auf. Eine Oberfläche des jeweiligen flanschförmigen Radialerstreckungsabschnitts 117 ist eine stirnseitige Dichtkontaktfläche 118. Je eine der beiden stirnseitigen Dichtkontaktflächen 118 ist je einer der stirnseitigen Oberflächen 103 des Rotorblechpaketbereichs 107 zugewandt. Ein Dichtungsmaterial kann radial außerhalb des Übergangsbereichs 113 an der stirnseitigen Dichtkontaktfläche 118 angebracht, z.B. stoffschlüssig angebracht sein. Alternativ kann auch je eines der Dichtelemente 166, 176 radial außerhalb des Übergangsbereichs 113 an der stirnseitigen Dichtkontaktfläche 118 angeordnet sein.

Wie insbesondere aus Fig. 4 gut zu erkennen ist, weisen die baugleichen Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115, von denen jeweils mindestens eine auch in Fig. 1 , 3 und 5 gezeigt ist, jeweils auch einen Axialerstreckungsabschnitt 124 auf. Fig. 5 zeigt, dass eine Oberfläche des Axialerstreckungsabschnitts 124 eine der Rotorwelle 102 zugewandte achsseitige Dichtkontaktfläche 118 bildet.

Darüber hinaus weisen die Temperierfluidumlenkeinheiten 111 und 115 jeweils auch einen radialen Begrenzungsabschnitt 182 bzw. 192 und einen axialen Begrenzungsabschnitt 184 bzw. 194 auf. Der radiale Begrenzungsabschnitt 182 bzw. 192 wirkt einem Austrifft von Temperierfluid in radialer Richtung entgegen. Der axiale Begrenzungsabschnitt 184 bzw. 194 wirkt einem Austritt von Temperierfluid in axialer Richtung entgegen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bilden die beiden Rotorblechpaketbereiche 107, die jeweils an den mittleren Rotorblechpaketbereich 107 anschließen, die radialen Begrenzungsabschnitte 182 bzw. 192. Daran schließen in axialer Richtung weiter außen weitere Rotorblechpaketbereiche 107 an, welche die axialen Begrenzungsabschnitte 184 bzw. 194 bilden. Der in Fig. 2 gezeigte Teil einer Rotorvorrichtung umfasst nur die beiden radialen Begrenzungsabschnitte 182 bzw. 192. Zusammen stellen die beiden Begrenzungsabschnitte 182 und 184 eine ersten Rotorerstreckungsabschnitt 180 und die beiden Begrenzungsabschnitte 192 und 194 eine ersten Rotorerstreckungsabschnitt 190 dar.

An Stelle der in Fig. 7 gezeigten Dichtelemente 162 und 172 oder zusätzlich zu diesen Dichtelementen wäre es auch möglich, Dichtelemente im Übergang zwischen den Rotorblechpaketbereichen 107, die die radialen Begrenzungsabschnitte 182 und 192 bilden und den Rotorblechpaketbereichen 107, die die axialen Begrenzungsabschnitte 184 und 194 bilden, anzuordnen.

Fig. 1 , 3, 5, 6 und 7 zeigen, dass die Rotorwelle 102 eine Hohlwelle ist und sich im Inneren der Hohlwelle ein Hohlraum 106 befindet. Die gezeigten Rotorvorrichtungen umfassen jeweils eine Fluidleitverbindung, welche die Temperierfluidumlenkzonen 110 und 114 und den radial weiter innen liegenden Hohlraum 106 verbinden. Der Hohlraum 106 ist axial in wenigstens eine Richtung offen, so dass ein Temperierfluid in den Hohlraum 106 in axialer Richtung eingeleitet und/oder aus dem Hohlraum 106 in axialer Richtung ausgeleitet werden kann.

Die Fluidleitverbindungen erstrecken sich jeweils durch eine Vielzahl von in Wellendurchlässen 108 und 116. Insbesondere in Fig. 3 ist gut zu erkennen, dass die Wellendurchlässe 108 und 116 sich durch die Wand der Hohlwelle hindurch erstrecken.

Die Wellendurchlässe 108 sind in axialer Richtung versetzt zu den Wellendurchlässen 116 angeordnet. Dies zeigen Fig. 3, 6 und 7.

Die beiden Temperierfluidumlenkzonen 110 und 114 sind in radialer Richtung nach innen nicht oder nicht über den gesamten Umfang von der Rotorwelle abgegrenzt.

Temperierfluid kann durch die Wellendurchlässe 108 bzw. 116 also vom Hohlraum 106 in die Temperierfluidumlenkzonen strömen oder umgekehrt, aus den Temperierfluidumlenkzonen in den Hohlraum 106 strömen. Elektrische Maschinen gemäß Fig. 5 bis 7 umfassen neben der Rotorvorrichtung 100 ein Leitelement 140. Das Leitelement 140 erstreckt sich in einen Hohlraum 106 der Rotorwelle 102. Das Leitelement 140 weist in einem Bereich zwischen den Wellendurchlässen 108 und 116 einen Barrierebereich 150 auf.

Insbesondere Fig. 6 und 7 zeigen, dass der Barrierebereich 150 zwei im Hohlraum 106 definierte Leitzonen 146 und 147 voneinander abgrenzt, eine mit dem Wellendurchlass 108 fluidleitend verbundene erste Leitzone 146 und eine zweite, mit dem zweiten Wellendurchlass 116 fluidleitend verbundene zweite Leitzone 147.

Das Leitelement 140 und dessen Barrierebereich 150 definieren gemeinsam mit der Hohlwelle zwei Leitzonen 146 und 147, wobei sich die erste Leitzone 146 durch das Leitelement 140 hindurch bis hin zu den Wellendurchlässen 108 erstreckt. Die zweite Leitzone 147 erstreckt sich zwischen einer Außenoberfläche 144 des Leitelements 140 und einer Innenoberfläche 145 der Rotorwelle 102.

Das Leitelement weist in Fig. 5 einen Zuführabschnitt 143 auf, der sich über einen Verjüngungsabschnitt 142 in einen Erstreckungsabschnitt 141 verjüngt. Der Barrierebereich 150 ist an dem vom Verjüngungsabschnitt 142 entfernten Ende des Erstreckungsabschnitts 141 angeordnet.

Das Leitelement 140 ist bevorzugt an wenigstens einem statischen Element, z.B. einem Maschinenbauteil, das nicht mir der Rotorvorrichtung rotierbar ist, der elektrischen Maschine gehalten. Gemäß Fig. 5 ist das Leitelement 140 mit einem Ausleitelement 149 der elektrischen Maschine verbunden, wobei das Leitelement 140 sich durch das Ausleitelement 149 erstreckt und das Leitelement 140 und das Ausleitelement 149 gegeneinander abgedichtet sind.

Fig. 6 und 7 illustrieren eine durchgängige Führung für ein Temperierfluid durch die dargestellte elektrische Maschine. Die Führung verläuft in einer der Strömungsrichtungen eines in der Führung führbaren Temperierfluids wie folgt: von der ersten Leitzone 146, die sich bis in den Hohlraum 106 erstreckt, durch einen ersten Wellendurchlass 108, entlang eines ersten axialen Begrenzungsabschnitts 184 und eines ersten radialen Begrenzungsabschnitts 182 einer ersten Temperierfluidumlenkeinheit 111 durch eine T emperierfluidumlenkzone 110, durch einen ersten Übergangsbereich 113 in den Temperierfluidkanal 112 hinein, durch einen zweiten Übergangsbereich 113 aus dem Temperierfluidkanal 112 heraus, entlang eines zweiten radialen Begrenzungsabschnitts 192 und eines zweiten axialen Begrenzungsabschnitts 194 einer zweiten Temperierfluidumlenkeinheit 115 durch eine Temperierfluidumlenkzone 110, durch einen zweiten Wellendurchlass 116, in die zweite Leitzone 147, wobei die zweite Leitzone 147 in eine radial zur Rotationsachse der elektrischen Maschine versetzte Sammelzone 148 übergeht und die Sammelzone 148 wenigstens teilweise von einem Ausleitelement 149 umgeben ist.

Die Strömungsrichtung könnte auch umgekehrt sein, als es oben beschrieben und in Fig. 6 und 7 illustriert ist.

Eine Temperierfluidumlenkeinheit ist in Fig. 4 gezeigt. Sie ist ringförmig ausgebildet und umfasst Folgendes: einen radial innenliegenden axialen Begrenzungsabschnitt 194, der sich bis an die äußere Rotorwellenoberfläche einer Rotorwelle 106 erstreckt, an der die Temperierfluidumlenkeinheit 111 , 115 angeordnet werden kann (siehe hierzu auch Fig. 1), einen radial außenliegenden Radialerstreckungsabschnitt 117, der eine stirnseitige Dichtkontaktfläche 118 umfasst, die an einer stirnseitigen Oberfläche 103 eines Rotorblechpakets 105 oder eines Rotorblechpaketbereichs 107 so angeordnet werden kann, dass ein Spalt, z.B. ein Dichtspalt, verbleibt, wobei in dem Spalt eine Fluidbarriere, z.B. ein Dichtelement, Dichtmaterial oder Verbindungsmaterial, angeordnet werden kann (siehe hierzu Fig. 1 , 4 und 5), einen radialen Begrenzungsabschnitt 192, der sich vom axialen Begrenzungsabschnitt 194 zum Radialerstreckungsabschnitt 117 erstreckt, und einen Axialerstreckungsabschnitt 124, der sich von einem radial innenliegenden Ende des axialen Begrenzungsabschnitts 194 in axialer Richtung erstreckt. Der radiale Begrenzungsabschnitt 192 verläuft in axialer Richtung weg von der stirnseitigen Oberfläche 103 des Rotorblechpakets 105 oder des Rotorblechpaketbereichs 107, wenn die stirnseitige Dichtkontaktfläche 118 - wie z.B. in Fig. 1, 3 und 5 gezeigt - an einer stirnseitigen Oberfläche 103 des Rotorblechpakets 105 oder des Rotorblechpaketbereichs 107 angeordnet ist. Wie insbesondere aus Fig. 1 und den Schnitten in Fig. 3 und 5 zu erkennen ist, sind der axiale Begrenzungsabschnitt 194, der Radialerstreckungsabschnitt 117, der radiale Begrenzungsabschnitt 192 und der Axialerstreckungsabschnitt Abschnitte eines einstückigen Temperierfluidumlenkeinheit- Bauteils, das aus einem Flachmaterial hergestellt ist.

Die in Fig. 4 gezeigte Temperierfluidumlenkeinheit umfasst neben dem einstückigen Temperierfluideinheit-Bauteil, das auch als äußeres Temperierfluidumlenkelement 128 bezeichnet wird, auch ein inneres Temperierfluidumlenkelement 127.

Das innere Temperierfluidumlenkelement 127 weist Wandabschnitte 122 auf, die sich in Aufnahmeräume 119 des äußeren Temperierfluidumlenkelements 128 erstrecken. Die Aufnahmeräume 119 sind vertiefte Bereiche, die sich in der inneren, der Temperierfluidumlenkzone 114 zugewandten Oberfläche des äußeren Temperierfluidumlenkelements 128 erstrecken.

Das innere Temperierfluidumlenkelement 127 umfasst einen ringförmig umlaufenden Radialerstreckungsabschnitt 120. Die Wandabschnitte 122 können über Biegungsabschnitte 129 an dem Radialerstreckungsabschnitt angebunden sein. Der Radialerstreckungsabschnitt 120 weist optional eine weitere stirnseitige Dichtkontaktfläche 123 auf.

Die Wandabschnitte 122 erstrecken sich im zusammengebauten Zustand der Temperierfluidumlenkeinheit von der weiteren stirnseitigen Dichtkontaktfläche 123 weg durch die Temperierfluidumlenkzone 114 in die Aufnahmeräume 119 hinein. Im zusammengebauten Zustand der Temperierfluidumlenkeinheit bildet die Dichtkontaktfläche 123 eine radial innerer stirnseitige Dichtkontaktfläche und die stirnseitige Dichtkontaktfläche 118 eine radial äußere stirnseitige Dichtkontaktfläche. Beide Dichtkontaktflächen 118 und 123 können durch je eine Ebene angenähert werden, wobei die beiden Ebenen parallel zueinander verlaufen oder zusammenfallen.

Zwischen den stirnseitigen Dichtkontaktflächen 118 und 123 weist die Temperierfluidumlenkeinheit Durchlässe 121 auf, die in die Temperierfluidumlenkzone 114 hineinführen.

In der zusammengebauten Rotorvorrichtung 100 können die Durchlässe 121 an Öffnungen der Temperierfluidkanäle 112 zu liegen kommen. Das oben erwähnte, ringförmige Dichtelement 174 kann an der Dichtkontaktfläche 123 und damit radial weiter innen als die Öffnungen der Temperierfluidkanäle 112 angeordnet werden.

Der Axialerstreckungsabschnitt 124, dessen eine Oberfläche eine der Rotorwelle 102 zugewandte achsseitige Dichtkontaktfläche 118 bildet, weist Durchlässe 125 auf. In der zusammengebauten Rotorvorrichtung können diese Durchlässe 125 an Wellendurchlässen 108 oder 116 zu liegen kommen, je nachdem auf welcher Seite des Rotorblechpakets 105 die Temperierfluidumlenkeinheit montiert wird.

Bezugszeichenliste

Rotorvorrichtung 100

Rotorwelle 102

Oberfläche 103

Rotoroberfläche 104

Rotorblechpaket 105

Hohlraum 106

Rotorblechpaketbereich 107

Wellendurchlass 108

Temperierfluidumlenkzone 110

Temperierfluidumlenkeinheit 111

T emperierfluidkanal 112

Übergangsbereich 113

Temperierfluidumlenkzone 114

Temperierfluidumlenkeinheit 115

Wellendurchlass 116

Radialerstreckungsabschnitt 117

Dichtkontaktfläche 118

Aufnahmeraum 119

Radialerstreckungsabschnitt 120

Durchlass 121

Wandabschnitt 122

Dichtkontaktfläche 123

Axialerstreckungsabschnitt 124

Durchlass 125 inneres Temperierfluidumlenkelement 127 äußeres Temperierfluidumlenkelement 128

Biegungsabschnitt 129

Leitelement 140

Erstreckungsabschnitt 141

Verjüngungsabschnitt 142

Zuführabschnitt 143

Außenoberfläche 144 Innenoberfläche 145

Leitzone 146

Leitzone 147

Sammelzone 148

Ausleitelement 149

Barrierebereich 150

Lagerungselement 152 rotierbares Lagerelement 154 stationäres Lagerelement 156

Lager 158

Dichtelement 162

Dichtelement 164

Dichtelement 166

Axialverspannelement 168

Dichtelement 172

Dichtelement 174

Dichtelement 176

Axialverspannelement 178

Rotorerstreckungsabschnitt 180 radialer Begrenzungsabschnitt 182 axialer Begrenzungsabschnitt 184

Rotorerstreckungsabschnitt 190 radialer Begrenzungsabschnitt 192 axialer Begrenzungsabschnitt 194