Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einer Fluid-Kühleinrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , wie diese bereits mit der

WO 2016/050534 A1 bekannt geworden ist. Zur Kühlung des Rotors der dort be- schriebenen elektrischen Maschine ist in eine abschnittweise als Hohlwelle ausge- führte Rotorwelle axial ein lanzenförmiges Kühlrohr eingeführt, durch welches ein Kühlfluid in einem zwischen diesem und der Rotorwelle vorhandenen Ringraum ein- strömen und eine Verlustwärm des Rotors aufnehmen kann. Das Kühlrohr ist axial einseitig mit einem ersten Abschnitt an einem feststehenden Trägerelement festge- legt und ragt mit einem zweiten, freien Abschnitt in die Rotorwelle hinein. Das Kühl- mittel kann dabei auf derselben Stirnseite der elektrischen Maschine ein- und aus- strömen, wodurch lediglich ein Dichtelement zwischen dem drehenden Rotor und den dazu feststehenden Elementen der Maschine erforderlich ist. Es besteht das Problem, dass der freistehende Abschnitt des Kühlrohrs beim Betrieb der elektri schen Maschine zu Schwingungen angeregt und mechanisch übermäßig auf Bie- gung belastet wird. Eine solche Einwirkung kann zu einer unerwünschten dauerhaf- ten Verformung des Kühlrohrs führen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine solche gattungsgemäße elektrische Ma- schine mit einer Fluid-Kühleinrichtung weiter zu verbessern. Insbesondere soll dabei ein innerhalb der Rotorwelle angeordnetes Kühlrohr besser vor einwirkenden Kräften geschützt werden.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfol- genden Figurenbeschreibung entnehmbar.

Es wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine elektrische Maschine mit einer Fluid-Kühleinrichtung vorgeschlagen, welche einen Stator und einen Rotor umfasst und wobei der Rotor mittels einer Rotorwelle um eine Achse drehbar zu dem Stator gelagert ist. Die Fluid-Kühleinrichtung weist ein Kühlrohr auf, welches mittels eines ersten Abschnitts an einem zu dem Stator festen Trägerelement festgelegt ist und welches mit einem Fluideingang in Verbindung steht. Das Kühlrohr erstreckt sich mit einem zweiten freitragenden Abschnitt axial innerhalb einer zentralen Ausnehmung der Rotorwelle und bildet zu der Rotorwelle einen Ringraum aus, so dass das Kühl- roh r mit dem Ringraum und mit einem Fluidausgang in Fluidverbindung steht. Die Rotorwelle kann an der dem Fluideingang abgewandten Axialseite fluiddicht ver- schlossen sein. Weiter können der Fluideingang und der Fluidausgang gemeinsam an ein und derselben Stirnseite der elektrischen Maschine und in noch weiterer Hin- sicht insbesondere an einem als Trägerelement fungierenden Lagerschild ausgebil- det sein.

Gemäß der Erfindung ist bei der elektrischen Maschine vorgesehen, dass der freitra gende Abschnitt des Kühlrohrs erste radiale Fluid-Austrittsöffnungen aufweist. Durch das Vorsehen von radialen Fluid-Austrittsöffnungen kann das Kühlrohr beim Aus- strömen des Kühlfluids aus diesen Fluid-Austrittsöffnungen eine der jeweiligen Aus- strömrichtung entgegen gerichtete Kraft, insbesondere eine Rückstoßkraft erfahren. Diese ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen können vorteilhaft so ausgebildet und zueinander angeordnet sein, dass eine Überlagerung der Rückstoßkräfte zu einer Zentrierung des Kühlrohrs im Bereich der ersten radialen F I u id -Au strittsöff n u n g en führt. Es kann dadurch eine aktive Zentrierung des Kühlrohres gegenüber einwirken- den äußeren Kräften erzielt werden. Die gewünschte Wirkung tritt in einer Raumrich- tung bereits bei Vorhandensein von zwei radialen Fluid-Austrittsöffnungen ein, wel- che dazu vorzugsweise entgegengerichtet ausgebildet sind. Zur Unterdrückung von Schwingungen und somit zur Lagestabilisierung des Kühlrohres in einer zu der ers- ten Raumrichtung senkrechten Raumrichtung können zwei weitere radiale Fluid- Austrittsöffnungen vorgesehen werden oder zumindest drei um einen Winkel von 3607h umfangsmäßig gleich verteilte radialen Fluid-Austrittsöffnungen mit einer An- zahl n. Bevorzugt weisen zumindest zwei oder alle ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen am Kühlrohr dieselbe axiale Position auf. Die ersten radialen Flu id-Austrittsöffnungen können jedoch grundsätzlich auch an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnet sein. Eine Schwingungsamplitude des Kühlrohres wächst mit dem axialen Abstand von dem am Trägerelement festgelegten ersten Abschnitt. Eine besonders wirksame Zentrierung des Kühlrohrs kann ermöglicht werden, indem die ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen an einem Endbereich des zweiten Abschnitts ausgebildet werden.

Zur Erzeugung einer merklichen Kraftwirkung kann an dem Kühlrohr der Querschnitt einer axialen Fluid-Austrittsöffnung gegenüber dem Querschnitt einer axialen Fluide- intrittsöffnung zumindest reduziert sein. Mit weiterem Vorteil kann das Kühlrohr an dessen freien Endbereich axial verschlossen sein.

Gemäß einer günstigen und fertigungstechnisch einfach zu realisierenden Form kann das Kühlrohr über dessen axiale Erstreckung einen konstanten Innendurchmesser aufweisen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der freitragende Abschnitt des Kühl- roh rs von den ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen axial beabstandete zweite ra- diale Fluid-Austrittsöffnungen aufweisen, wobei die zweiten radialen Fluid- Austrittsöffnungen gegenüber den ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen mit einem größeren Querschnitt ausgebildet sind. Hinsichtlich einer umfangsmäßigen Vertei- lung können die zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen ebenso wie die ersten ra- dialen Fluid-Austrittsöffnungen angeordnet werden. Allein durch das Vorsehen der ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen ist eine Fluid-Rückströmung in dem zwi- schen dem Kühlrohr und der Rotorwelle vorhandenen Ringraum gegeben. Durch das zusätzliche Vorsehen von zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen wird der vom Kühlrohr geführte Fluidstrom in zwei Fluid-Teilströme aufgeteilt, welche durch die ersten und die zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen austreten. Die ersten und die zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen können so ausgebildet und dimensio- niert werden, dass ein erster Fluid-Teilstrom durch die ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen im Wesentlichen eine Lagestabilisierung des Kühlrohrs bewirkt und dass ein zweiter Fluid-Teilstrom durch die zweiten radialen Fluid- Austrittsöffnungen im Wesentlichen zur Kühlung der Rotorwelle und des Rotors bei- trägt. Der erste Fluid-Teilstrom kann zu diesem Zweck durch eine geeignete Dimen- sionierung der ersten und zweiten Fluid-Austrittsöffnungen geringer als der zweite Fluid-Teilstrom eingestellt werden.

Die Ausnehmung der Rotorwelle kann im Bereich der ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen grundsätzlich gegenüber einem Bereich der zweiten radialen Flu id-Austrittsöffnungen zumindest annähernd denselben Innendurchmesser aufweisen. Mit weiterem Vorteil kann jedoch auch die Ausnehmung der Rotorwelle im Bereich der ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen einen gegenüber einem Bereich der zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen reduzierten Innendurchmesser aufweisen. Auf diese Weise können die Rückstoßkräfte vergrößert und eine Zentrierung des Kühlrohrs weiter verbessert werden.

Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann im Bereich der ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Kühl- roh rs und einer inneren Umfangsfläche der Ausnehmung der Rotorwelle ein Spalt ausgebildet sein, der von einem anwesenden Kühlfluid ausgefüllt wird und wobei der Spalt so dimensioniert ist, dass zwischen dem Kühlrohr und der Rotorwelle eine Gleitlagerstelle ausgebildet wird. Auf diese Weise kann der freitragende Abschnitt des Kühlrohrs besonders effektiv stabilisiert werden. Der Spalt kann insbesondere als ein Kapillarspalt ausgebildet sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten Ausfüh- rungsform beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine als Fahrzeugachsantrieb ausgebildete elektrische Maschine mit einer Fluid-Kühleinrichtung mit einem Kühlrohr in einer Axialschnittdarstellung;

Fig. 2 ein vergrößerter Ausschnitt der Fluid-Kühleinrichtung von Fig. 1 im Bereich eines Lagerschildes der elektrischen Maschine;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der elektrischen Maschine im Bereich des Lagerschilds von Fig. 3; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines an einem Gehäuse der elektrischen Ma- schine ausgebildeten Kühlmittelflansches;

Fig. 5 ein ausschnittweise Darstellung einer gegenüber der Anordnung von Fig. 1 im Bereich des Kühlrohrs modifizierten Fluid-Kühleinrichtung.

Die Figuren zeigen eine elektrische Maschine 1 , welche insbesondere zum Antreiben eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs vorgesehen und ausgebildet ist. Insbesondere ist die elektrische Maschine 1 zum Einbau in oder an eine Fahrzeugachse vorgese- hen und stellt somit in Verbindung mit weiteren Komponenten einen elektrischen Achsantrieb 2 dar. Die elektrische Maschine 1 gibt ihre Leistung somit an Fahrzeug- räder zum Fortbewegen des Fahrzeugs ab. Es werden insofern über die nachfolgend im Detail erläuterte elektrische Maschine 1 hinausgehend ebenso ein elektrischer Fahrzeugantrieb und ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine 1 be- schrieben.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen in einem Gehäuse 3 festgelegten Stator 4 mit einem Statorblechpaket 5 und mit einer Statorwicklung 6 und einen Rotor 7 mit einem Rotorblechpaket 8 und mit einem Kurzschlusskäfig 9. Die elektrische Ma- schine 1 ist somit als eine Asynchronmaschine ausgebildet. Der Rotor 7 ist mittels einer Rotorwelle 10, einem an einem ersten Lagerschild 11 angeordneten ersten La- ger 13 und einem an einem zweiten Lagerschild 12 angeordneten zweiten Lager 14 um eine Achse A drehbar zu dem Stator 4 gelagert. Die Rotorwelle 10 steht mit ei- nem in Fig. 1 links dargestellten Getriebe 36 in Wirkverbindung, welches das Motord- rehmoment über weitere, hier zeichnerisch nicht dargestellte Übertragungsorgane an Fahrzeugräder übertragen kann.

Die elektrische Maschine 1 weist eine von einem Kühlfluid durchströmbare Fluid- Kühleinrichtung 15 auf, welche eine aufgenommene Verlustwärme an einen außer- halb der elektrischen Maschine 1 befindlichen Wärmetauscher abgeben kann.

Die Fluid-Kühleinrichtung 15 umfasst ein metallisches Kühlrohr 16, welches an einem zum Stator 4 festen Trägerelement 17, insbesondere an dem ersten Lagerschild 11 festgelegt ist und welches über eine axiale Fluid-Eintrittsöffnung 16f mit einem an dem Lagerschild 11 vorgesehenen Fluideingang 18 in Verbindung steht. Das Kühl- roh r weist eine lanzenförmige Gestalt auf, wobei dessen axiale Erstreckung also dessen Länge L um ein Vielfaches größer als dessen Durchmesser D ist. Im Ausfüh- rungsbeispiel ist dieses Verhältnis L/D > 10, insbesondere größer 15 und beträgt hier speziell etwa 17. Das Kühlrohr 16 ist dabei axial lediglich einseitig mittels eines ers- ten Abschnitts 16a durch das Lagerschild 11 festgelegt und gelagert und erstreckt sich mit dessen größeren zweiten freistehenden Abschnitt 16b in axialer Richtung innerhalb einer zentralen Ausnehmung 10a der Rotorwelle 10 und bildet zu der Ro- torwelle 10 einen Ringraum 10b aus. Ein Längenverhältnis einer Länge des ersten Abschnitts 16a zu einer Länge des zweiten Abschnitts 16b, das heißt das Verhältnis der Länge des befestigten Abschnitts 16a zur Länge des unbefestigten, freien Ab- schnitts 16b ist größer 10 und beträgt konkret etwa 14.

Das Kühlrohr 16 ist axial beidseitig offen und steht somit in dem mit Fig. 1 gezeigten eingebauten Zustand über eine axiale F I u id -Au strittsöffn u n g 16e mit dem Ring- raum 10b und mit einem gleichfalls am ersten Lagerschild 11 vorgesehenen Flu- idausgang 19 in Fluidverbindung. Das erste Lagerschild 11 weist zur Ausbildung des Fluideingangs 18 eine zentrale erste Durchgangsöffnung 11a und zur Ausbildung des Fluidausgangs 19 eine radial zu der ersten Durchgangsöffnung angeordnete zweite Durchgangsöffnung 11 b auf. Beide Durchgangsöffnungen 11a, b treten somit an einer dem Rotor 7 abgewandten stirnseitigen Montagefläche 11c aus dem Lager- schild 11 aus.

Zwischen der Rotorwelle 10 und dem als Trägerelement 17 fungierenden Lager- schild 11 ist ein Dichtbereich 20 mit einem Dichtelement 21 vorgesehen. Das Dich- telement 21 hat die Aufgabe, beim Durchströmen des Kühlfluids vom Fluidein- gang 18 zum Fluidausgang 19 einen Fluidübertritt in einen außerhalb des Dichtbe- reichs 20 liegenden Raumbereich 22 der elektrischen Maschine 1 zumindest im We- sentlichen zu verhindern. Das Dichtelement 21 ist vorliegend als eine axiale Gleitringdichtung 23 ausgebildet ist. Die Gleitringdichtung 23 umfasst einen ersten Abschnitt 23a, welcher an dem Trägerelement 17 festgelegt ist und umfasst weiter einen zweiten Abschnitt 23b, wel- cher an der Rotorwelle 10 festgelegt ist und welcher mit dem ersten Abschnitt 23a in Dichtverbindung steht. Dabei ist der zweite Abschnitt 23b der Gleitringdichtung 23 zumindest teilweise axial überlappend zu dem ersten Lager 13 angeordnet.

Weiterhin weist das erste Lager 13 sowohl an der der Gleitringdichtung 23 zuge- wandten Axialseite als auch an der dem Rotorblechpaket 8 zugewandten Axialseite eine zwischen einem radial inneren Lagerring 13a und einem radial äußeren Lager- ring 13b wirkende Dichtungsanordnung 13c mit zwei Dichtscheiben 13d, e auf. Der Lagerinnenraum 13f ist weiter mittels eines Hochdrehzahl-Fetts gegenüber einem Eindringen von Kühlfluid abgedichtet. Dadurch wird einerseits das Lager 13 ge- schmiert und andererseits wird durch die geschaffene Fett-Barriere ein Eindringen von Fluid in den inneren Raumbereich 22 der elektrischen Maschine 1 vermieden.

Zu einer merklichen Vergrößerung der fluidgekühlten Innenumfangsfläche der Ro- torwelle 10 und damit zum Zwecke einer weiteren Verbesserung der Kühlwirkung kann ein Innendurchmesser 10c der Rotorwelle 10 bzw. der dort vorhandenen zent- ralen Ausnehmung 10a im Bereich einer axialen Erstreckung des Rotorblechpakets 8 größer ausgebildet sein als im Bereich des ersten Lagers 13.

Wie erkennbar, ist die Rotorwelle 10 als eine Hohlwelle ausgebildet und an der dem Fluideingang 18 abgewandten Axialseite fluiddicht durch einen Verschluss 24 ver- schlossen. Der Verschluss 24 kann als ein separater Verschlussstopfen oder als ein Bodenbereich der Rotorwelle 10 ausgebildet sein. Die Fluidströmung erfährt durch die koaxiale Anordnung von Rotorwelle 10 und Kühlrohr 16 eine Richtungsumkehr entgegen der Einströmrichtung und kann auf der Axialseite des Fluideingangs 18 wieder ausströmen, wozu lediglich auf dieser Seite eine Dichtungsanordnung in Form des Dichtelements 21 erforderlich ist. Von dem ersten Lagerschild 11 sind somit das Kühlrohr 16, das erste Lager 13 und der statorfeste Abschnitt 23a des Dichtelements 23 aufgenommen. Das erste Lager- schild 11 nimmt zudem ein mit der Rotorwelle 10 zusammenwirkendes elektrisches Potenzialausgleichselement 25 auf. Vorliegend ist als Potenzialausgleichselement 25 eine Schleifringanordnung 26 vorgesehen, welche als Wellenspannungen auftre- tende Potenzialunterschiede zwischen dem Stator 4 und dem Rotor 7 durch elektri schen Kurzschluss abbaut. Das Potenzialausgleichselement 25 ist axial benachbart zu dem ersten Lager 13 angeordnet, insbesondere axial zwischen dem Lager 13 und dem Rotorblechpaket 8.

Das Kühlrohr 16 ist an einem am Lagerschild 11 bzw. allgemein am Trägerele- ment 17 vorgesehenen Befestigungsbereich 11f festgelegt. Insbesondere ist das Kühlrohr 16 mittels einer Presspassung in einen von einem Grundkörper 11 d des Lagerschilds 11 abstehenden Axialfortsatz 11e angeordnet, welcher den Befesti- gungsbereich 11f ausbildet. Es ist in den Figuren erkennbar, dass sich der Befesti- gungsbereich 11f axial teilweise mit dem statorfesten Abschnitt 23a des Dichtele- ments 21 bzw. der Gleitringdichtung 23 überdeckt.

Zurückkommend zu der Montagefläche 11 c ist dort ein Deckelement 27 aus einem Kunststoff mit einer Steganordnung 27a fluiddicht angeordnet. Dabei sind durch die Steganordnung 27a zwischen dem Lagerschild 11 und dem Deckelement 27 und/oder in dem Deckelement 27 ein Fluidzulaufkanal 28 und ein Fluidablaufkanal 29 ausgebildet.

Das Gehäuse 3 der elektrischen Maschine 1 ist als Gußteil aus einem Leichtmetall- werkstoff, vorliegend aus einem AI u m i n i u m we rkstoff ausgebildet. Das Gehäuse 3 bildet gleichzeitig einen den Stator 4 außen umgebenden Fluid-Kühlmantel 30 mit einer Fluidkanalanordnung 31 aus. Das Gehäuse 3 weist auf der dem ersten Lager- schild 11 zugewandten Seite einen damit integral ausgebildeten Kühlmittelflansch 32 mit zwei Fluid-Kanalabschnitten 32a, b auf, welche mit dem Fluidzulaufkanal 28 und dem Fluidablaufkanal 29 des Deckelements 27 in Fluidverbindung stehen. Der Fluid- Kanalabschnitt 32a bildet dabei einen externen Kühlmittelanschluss 40 aus. Ein wei- terer, hier zeichnerisch nicht dargestellter externer Kühlmittelanschluss kann bei- spielsweise an einer anderen Position des Statorkühlmantels oder an einer Leis- tungselektronik zum Ansteuern der elektrischen Maschine 1 angeordnet sein, welche mit deren Gehäuse und mit deren Kühlkreislauf mit der elektrischen Maschine 1 und mit der dort ausgebildeten Fluid-Kühleinrichtung 15 verbunden ist. Der weitere Fluid- Kanalabschnitt 32b bildet hingegen einen Verbindungskanal zu dem Fluid-Kühlman- tel 30 des Stators 4 aus. Die Fluid-Kühleinrichtung 15 kann somit einen Kühlab- schnitt 15a zur Kühlung des Rotors 7 und einen Kühlabschnitt 15b zur Kühlung des Stators 4 aufweisen, welche nacheinander von dem Kühlfluid durchflossen werden und wobei eine zwischen diesen vorgesehene Fluidverbindung als ein fester, schlauchloser Verbindungskanal 32b ausgebildet ist.

Außerhalb des Dichtelements 21 , also an der dem strömenden Kühlfluid abgewand- ten Seite der Gleitringdichtung 23 ist ein Leckageraum 33 mit einem Fluid-Sammel- bereich 34 vorgesehen, in welchen ein durch den Dichtbereich 20 hindurchtretender Anteil des Kühlfluids eintreten und gesammelt werden kann. Der Leckageraum 33 weist weiterhin einen Gas-Sammelbereich 35 auf, welcher in einer Betriebslage der elektrischen Maschine 1 gegenüber dem Fluid-Sammelbereich 34 geodätisch höher angeordnet ist. Bei Verwendung eines Kühlfluids mit stofflich zumindest einer flüchti gen Komponente kann diese über die Gleitringdichtung 23 entweichen und sich in dem Gas-Sammelbereich 35 sammeln.

Sofern das Kühlfluid beim Entweichen der flüchtigen Komponente eine feststoffför- mige Komponente ausscheidet, so wird diese gleichfalls von dem Fluid-Sammelbe- reich 34 aufgenommen. Zur Entnahme des feststoffförmigen Bestandteiles ist an dem Fluid-Sammelbereich 34 eine verschließbare Eingriffsöffnung 34a mit einem abnehmbaren Verschlussdeckel 34b vorgesehen.

Zur Entfernung eines in dem Fluid-Sammelbereich 34 vorhandenen Kühlfluids ist an diesem eine verschließbare Fluid-Ablassöffnung 34c mit einem Ablasselement 34d, insbesondere einer Ablassschraube oder einem Ablassstopfen vorgesehen. Die Flu id-Ablassöffnung 34c ist in einer Betriebslage der elektrischen Maschine 1 im We- sentlichen geodätisch nach unten ausgerichtet und gegenüber einer Gas-Ablassöff- nung 35a des Gas-Sammelbereichs 35 geodätisch tiefer angeordnet. Zur leichten Entnahme von feststoffförmigen Bestandteilen ist die Eingriffsöffnung des Ver- schlussdeckels 34b mit einem größeren Querschnitt als die Fluid-Ablassöffnung 35a ausgebildet.

Die Fluid-Ablassöffnung 34c ist zumindest näherungsweise auf einer 06Uhr-Position vorgesehen, das heißt etwa zwischen einer 05Uhr- und einer 07Uhr-Position. Die Gas-Ablassöffnung 35a ist demgegenüber zumindest näherungsweise auf einer 12Uhr-Position vorgesehen, das heißt etwa zwischen einer 11 Uhr- und einer 01 Uhr- Position. Der Fluid-Sammelbereich 34 und der Gas-Sammelbereich 35 sind zumin- dest näherungsweise auf derselben axialen Position vorgesehen. Des Weiteren kann sich auch die Gleitringdichtung 23 an dieser axialen Position befinden oder sich zu- mindest axial mit dem Fluid-Sammelbereich 34 und/oder dem Gas-Sammelbe- reich 35 überlappen.

Die Gas-Ablassöffnung 35a des Gas-Sammelbereichs 35 weist weiterhin ein Druck- ausgleichselement 41 auf, wodurch wird ein Entweichen von Gasen aus dem Gas- Sammelbereich 35 ermöglicht wird. Das Druckausgleichselement 41 umfasst eine semipermeable Membran, welche zur Ermöglichung eines Druckausgleichs luft- durchlässig, jedoch nicht fluid-durchlässig ist.

Wie bereits vorher angesprochen, ist zur Lagerung des Rotors 7 zusätzlich zu dem ersten Lager 13 axial beabstandet das zweite Lager 14 vorgesehen, welches bei Be- darf ebenso axial ein- oder beidseitig mit Dichtringen und mit einer Schmiermittelfül- lung ausgeführt sein kann. Das Lager 14 ist radial zwischen der Rotorwelle 10 und dem zweiten Lagerschild 12 vorgesehen, wobei sich das Rotorblechpaket 8 in einem axialen Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Lager 11 , 12 erstreckt. Wie erkennbar, erstreckt sich zum Zwecke einer verbesserten Kühlung die zentrale Aus- nehmung 10a innerhalb der Rotorwelle 10 axial durch das zweite Lager 14 hindurch. Das Kühlrohr 16 erstreckt sich innerhalb der Rotorwelle 10 axial gleichfalls über das zweite Lager 12 hinaus. Wie weiter erkennbar, ist der Innendurchmesser der Rotor- welle 10 im Bereich der axialen Erstreckung des Rotorblechpakets 8 und im Bereich des zweiten Lagers 12 größer als im Bereich des ersten Lagers 11.

In dem erläuterten Ausführungsbeispiel weist die Rotorwelle 10 einen sich axial über das zweite Lager 12 hinausragenden und in das Getriebe 36 führenden Wellenab- schnitt mit einem als Zahnrad 37 ausgebildeten Abtriebselement 38 auf. Die zentrale Ausnehmung 10a der Rotorwelle 10 erstreckt sich axial bis in den Bereich des Ab- triebselements 38 und kann somit ebenso von dem Kühlfluid durchströmt werden. Gemäß einer Modifikation der Anordnung kann sich das Kühlrohr 16 gleichfalls axial bis in den genannten Bereich erstrecken. Das Abtriebselement 38 und damit in Wärmeaustausch stehende weitere Elemente und/oder ein außerhalb der Rotor- welle 10 befindliches Schmier- oder Kühlmittel können somit ebenfalls in den Wir- kungsbereich der Fluid-Kühleinrichtung 15 gelangen und gekühlt werden.

Wie noch weiter in den Figuren erkennbar, ist das Abtriebselement 38 an der Rotor- welle 10 axial zwischen dem zweiten Lager 14 und einem dritten Lager 39 angeord- net. Dabei reicht die zentrale Ausnehmung 10a der Rotorwelle 10 axial bis in den Be- reich des dritten Lagers 39 heran und wird also bis zu dieser Position von dem Kühl- fluid durchströmt. Das dritte Lager 39 befindet sich somit gleichfalls im Wirkungsbe- reich der vorstehend beschriebenen Fluid-Kühleinrichtung 15.

Fig. 5 zeigt in einer ausschnittweisen Darstellung einer gegenüber der Anordnung von Fig. 1 im Bereich des Kühlrohrs modifizierten Fluid-Kühleinrichtung, welche nachfolgend detailliert beschrieben wird. Dieses Ausführungsbeispiel basiert auf demselben, vorstehend anhand der Figuren 1-4 erläuterten Aufbau. Die dazu be- schriebenen Merkmale und Ausgestaltungsvarianten sollen hierbei bis auf die nach- folgend beschriebenen Unterschiede gleichfalls zutreffen bzw. vorhanden sein.

Das Kühlrohr 16 erstreckt sich wiederum mit einem zweiten freitragenden Ab- schnitt 16b axial innerhalb einer zentralen Ausnehmung 10a der Rotorwelle 10 und bildet zu der Rotorwelle 10 einen Ringraum 10b aus, so dass das Kühlrohr 16 mit dem Ringraum 10b und mit einem Fluidausgang 19 in Fluidverbindung steht. Die Ro- torwelle 10 ist an der dem Fluideingang 18 abgewandten Axialseite fluiddicht ver- schlossen, wozu die Ausnehmung 10a axial nur einseitig offen ausgeführt ist. Der Fluideingang 18 und der Fluidausgang 19 sind wiederum gemeinsam an ein und derselben Stirnseite der elektrischen Maschine 1 und insbesondere an dem als Trä- gerelement 17 fungierenden Lagerschild 1 1 ausgebildet, wie dieses in den Fig. 1 und 2 erkennbar ist. Das Kühlrohr 16 erstreckt sich im Beispiel axial bis in den Bereich des Abtriebselements 38, was jedoch nicht zwangsläufig ist. Das bedeutet, dass das Kühlrohr 16 auch innerhalb der axialen Erstreckung des Rotorblechpakets 8 oder zwischen dem zweiten Lager 14 und dem dritten Lager 39 oder nach dem dritten La- ger 39 enden kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der freitragende Abschnitt 16b des Kühlrohrs 16 erste radiale Fluid-Austrittsöffnungen 16c aufweist. Vorliegend sind vier erste, kreisförmige radiale F I u id -Au strittsöffn u n g en 16c vorgesehen, welche am Kühlrohr 16 alle dieselbe axiale Position aufweisen und welche an einem Endbe- reich 16d des zweiten Abschnitts 16b ausgebildet sind. Das Kühlrohr 16 weist über dessen gesamte axiale Erstreckung einen konstanten Innendurchmesser auf und ist an dessen freien Endbereich 16d axial verschlossen, sodass dort kein Fluid in axialer Richtung austreten kann. Die ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen 16c sind so ausgebildet und zueinander angeordnet, dass eine Überlagerung der Rückstoßkräfte zu einer Zentrierung des Kühlrohrs 16 im Bereich der ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen 16c führt.

Der freitragende Abschnitt 16b des Kühlrohrs 16 weist von den ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen 16c axial beabstandete zweite radiale Fluid-Austrittsöffnun- gen 16g auf. Es sind dazu vier umfangsmäßig gleich verteilte Langlöcher vorgese- hen. Die zweiten radialen F I u id -Au strittsöffn u n g en 16g sind gegenüber den ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen 16c mit einem erkennbar größeren Querschnitt ausgebildet. Ein vom Kühlrohr 16 geführter Fluidstrom V wird dadurch zunächst in zwei Fluid-Teilströme V1 , V2 und entsprechend der Anzahl der vorhandenen Fluid- Austrittsöffnungen 16c, 16g in noch weitere Fluid-Teilströme VT, V2‘ aufgeteilt, wel- che durch die ersten und die zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen 16c, 16g aus- treten. In Fig. 5 ist dieses lediglich schematisch anhand von Pfeilen angedeutet. Die ersten und die zweiten radialen Fluid-Austrittsöffnungen 16c, 16g sind vorliegend so ausgebildet und dimensioniert, dass ein erster Fluid-Teilstrom durch die ersten radia- len Fluid-Austrittsöffnungen 16c im Wesentlichen eine Lagestabilisierung des Kühl- roh rs bewirkt und dass ein zweiter Fluid-Teilstrom durch die zweiten radialen Fluid- Austrittsöffnungen 16g im Wesentlichen zur Kühlung der Rotorwelle und des Rotors beiträgt. Der erste Fluid-Teilstrom V1 ist zu diesem Zweck durch die dargestellte Di- mensionierung der ersten und zweiten Fluid-Austrittsöffnungen geringer als der zwei- te Fluid-Teilstrom V2 eingestellt.

Die Ausnehmung 10a der Rotorwelle 10 weist im Bereich der ersten radialen Fluid- Austrittsöffnungen 16c einen gegenüber einem Bereich der zweiten radialen Fluid- Austrittsöffnungen 16g reduzierten Innendurchmesser 10c auf. Weiter ist im Bereich der ersten radialen Fluid-Austrittsöffnungen 16c zwischen einer äußeren Umfangs- fläche des Kühlrohrs 16 und einer inneren Umfangsfläche der Ausnehmung 10a der Rotorwelle 10 ein Spalt 42 ausgebildet. Dieser Spalt 42 kann bei Betreiben der elektrischen Maschine von einem anwesenden Kühlfluid ausgefüllt werden. Der Spalt 42 ist so dimensioniert, dass zwischen dem Kühlrohr 16 und der Rotorwelle 10) eine Gleitlagerstelle 43 ausgebildet wird. Der Spalt 42 kann insbesondere als ein Ka- pillarspalt ausgebildet sein. Auf diese Weise kann durch die Erzeugung einer Fluid- Lagerstelle der freitragende Abschnitt des Kühlrohrs besonders effektiv stabilisiert werden.

In der vorstehenden Beschreibung wurden Bezeichnungen von Funktionselementen teilweise mit Bezug auf eine feste Strömungsrichtung gewählt. Bei der erläuterten elektrischen Maschine ist die Strömungsrichtung des Kühlfluids innerhalb der Fluid- Kühleinrichtung grundsätzlich umkehrbar. Die mit Bezug zur Strömungsrichtung be- zeichneten Funktionselemente erhalten bei umgekehrter Strömungsrichtung die ent- sprechend gegenläufige Bedeutung. Das heißt, das beispielweise ein als Fluidein- gang bezeichneter Abschnitt oder Bereich nunmehr den Fluidausgang bildet usw. Bezuaszeichen elektrische Maschine 15b Statorkühlabschnitt

Achsantrieb 16 Kühlrohr

Gehäuse 16a erster Abschnitt

Stator 16b zweiter Abschnitt

Statorblechpaket 16c erste radiale Fluid-Austrittsöffnung Statorwicklung 16d Endbereich

Rotor 16e axiale Fluid-Austrittsöffnung Rotorblechpaket 16f axiale Fluid-Eintrittsöffnung

Kurzschlusskäfig 16g zweite radiale F I u id -Au strittsöffn u n g Rotorwelle 17 Trägerelement

a Ausnehmung 18 Fluideingang

b Ringraum 19 Fluidausgang

c Innendurchmesser 20 Dichtbereich

Lagerschild 21 Dichtelement

a Durchgangsöffnung 22 Raumbereich

b Durchgangsöffnung 23 Gleitringdichtung

c Montagefläche 23a erster Abschnitt

d Grundkörper 23b zweiter Abschnitt

e Axialfortsatz 24 Verschluss

f Befestigungsbereich 25 Potenzialausgleichselement

Lagerschild 26 Schleifringanordnung

Lager 27 Deckelement

a innerer Lagerring 27a Steganordnung

b äußerer Lagerring 28 Fluidzulaufkanal

c Dichtungsanordnung 29 Fluidablaufkanal

d, e Dichtscheibe 30 Fluidkühlmantel

f Lagerinnenraum 31 Fluidkanalanordnung

Lager 32 Kühlmittelflansch

Fluid-Kühleinrichtung 32a, b Fluidkanalabschnitt

a Rotorkühlabschnitt 33 Leckageraum Fluid-Sammelbereich 41 Druckausgleichselementa verschließbare Eingriffsöffnung 42 Spalt

b Verschlussdeckel 43 Gleitlagerstellec Fluid-Ablassöffnung A Drehachse

d Ablasselement D Durchmesser

Gas-Sammelbereich L Länge

a Gas-Ablassöffnung V Fluidstrom

Getriebe V1 Fluid-Teilstrom

Zahnrad VT Fluid-Teilstrom

Abtriebselement V2 Fluid-Teilstrom

Lager V2‘ Fluid-Teilstrom externer Kühlmittelanschluss