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Title:
ELECTRICAL MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/096051
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electrical machine (1), in particular for use in a hybrid or fully electrical power train (2) of a motor vehicle (3), comprising a stator (4) and a rotor (5) coaxially and rotatably arranged in the stator (4); a balancing disk (6) for receiving and/or removing at least one balancing mass (7) is arranged on the rotor (5) for conjoint rotation therewith, said balancing disk (6) rotating in a radial plane (10) of the rotor (5) and being able to be impinged by a cooling fluid (8) in such a way that the cooling fluid (8) is conducted radially outwards along at least one face (16) under the effect of a centrifugal force when the balancing disk rotates; on its face (16), the balancing disk (6) includes at least a first fluid conducting element (9) which runs radially more and more outwards in the axial direction out of the balancing disk (6) such that the cooling fluid (8) can be directed from the balancing disk (6) in the direction of the stator (4) at an angle α relative to the radial plane (10) of the balancing disk (6) when the balancing disk rotates (6).

Inventors:
KAHLENBERG MARTIN (DE)
SCHULZ INGO (DE)
FEREBAUER TIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/100589
Publication Date:
May 12, 2022
Filing Date:
July 07, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02K1/32; H02K7/04; H02K9/19; H02K7/00; H02K15/16
Domestic Patent References:
WO2012069196A22012-05-31
Foreign References:
FR3033098A12016-08-26
DE102018222634A12020-06-25
JP2009273284A2009-11-19
JP2005006429A2005-01-06
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Claims:
Ansprüche Elektrische Maschine (1 ), insbesondere zur Verwendung innerhalb eines hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrangs (2) eines Kraftfahrzeugs (3), mit einem Stator (4) und einem in dem Stator (4) koaxial und drehbar angeordneten Rotor (5), wobei drehfest an dem Rotor (5) eine in einer Radialebene (10) des Rotors (5) drehende Wuchtscheibe (6) zur Aufnahme und/oder Entnahme wenigstens einer Wuchtmasse (7) angeordnet ist, und die Wuchtscheibe (6) mit einem Kühlfluid (8) derart beaufschlagbar ist, dass das Kühlfluid (8) bei Rotation der Wuchtscheibe zentrifugalkraftbewirkt entlang wenigstens einer Stirnfläche (16) in radialer Richtung nach Außen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (6) an ihrer Stirnfläche (16) wenigstens ein erstes sich in radialer Richtung nach außen hin zunehmend in axialer Richtung aus der Wuchtscheibe (6) hinaus erstreckendes Fluidleitelement (9) aufweist, so dass das Kühlfluid (8) bei Rotation der Wuchtscheibe (6) in einem Winkel a zu der Radialebene (10) der Wuchtscheibe (6) von dieser in Richtung des Stators (4) lenkbar ist. Elektrische Maschine (1 ), nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (6) an ihrer Stirnfläche wenigstens ein zweites sich in radialer Richtung nach außen hin zunehmend in axialer Richtung aus der Wuchtscheibe (6) hinaus erstreckendes Fluidleitelement (15) aufweist, so dass das Kühlfluid (8) bei Rotation der Wuchtscheibe (6) in einem Winkel ß zu der Radialebene (10) der Wuchtscheibe (6) von dieser in Richtung des Stators (4) lenkbar ist. Elektrische Maschine (1 ), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel a und der Winkel ß voneinander verschieden sind. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe (13) von Fluidleitelementen (9) und eine zweite Gruppe (14) von Fluidleitelementen (15) in Umfangsrichtung abwechselnd zueinander angeordnet sind. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe (13) von Fluidleitelementen (9) und/oder die zweite Gruppe (14) von Fluidleitelementen (15) jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet ist/sind. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe (13) von Fluidleitelementen (9) und/oder die zweite Gruppe (14) von Fluidleitelementen (15) jeweils umfänglich äquidistant an der Wuchtscheibe (6) angeordnet sind. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (6) an ihrer ersten Stirnfläche (16) wenigstens ein erstes Fluidleitelement (9) und an ihrer zweiten Stirnfläche (17) wenigstens ein zweites Fluidleitelement (15) aufweist. - 15 - Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Fluidleitelemente (9,15) rampenförmig oder kanalförmig ausgebildet. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (6) an ihrer umfänglichen Mantelfläche (11 ) radial nach Innen weisende Öffnungen (12) besitzt, die derart konfiguriert sind, dass eine Unwucht des Rotors (5) ausgeglichen wird. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (6) an einer Rotorwelle (18)angeordnet ist, welche radial nach Außen verlaufende Fluidkanäle (19) aufweist, die derart konfiguriert sind, dass das Kühlfluid (8) aus der Rotorwelle (18) zu einer der mit einem Fluidleitelement (9,15) versehenen Stirnflächen (16,17) geleitet wird, wobei die Fluidkanäle (19) äquidistant über den Umfang der Rotorwelle (18) angeordnet sind und die Wuchtscheibe (6) in Umfangsrichtung mittig zu einem Fluidleitelement (9,15) angeordnete Einlassöffnungen (20) aufweist, welche über einen Ringkanal (21 ) miteinander hydraulisch mit den Fluidkanälen (19) der Rotorwelle (18) verbunden sind. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Stator (4) einen Wickelkopf (21 ) aufweist, der in axialer Richtung aus einem Statorblechpaket (22) des Stators (4) herausragt, wobei wenigstens das erste Fluidleitelement (9) so konfiguriert ist, dass das Kühlfluid (8) bei Rotation der Wuchtscheibe (6) von dieser in Richtung des Wickelkopfes (4) lenkbar ist.
Description:
Elektrische Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere zur Verwendung innerhalb eines hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stator und einem in dem Stator koaxial und drehbar angeordneten Rotor, wobei drehfest an dem Rotor eine in einer Radialebene des Rotors drehende Wuchtscheibe zur Aufnahme und/oder Entnahme wenigstens einer Wuchtmasse angeordnet ist, und die Wuchtscheibe mit einem Kühlfluid derart beaufschlagbar ist, dass das Kühlfluid bei Rotation der Wuchtscheibe zentrifugalkraftbewirkt entlang wenigstens einer Stirnfläche in radialer Richtung nach Außen geführt ist.

Es ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen vollständig zu elektrifizieren oder als einen hybriden Antriebsstrang auszubilden, bei dem Elektromotoren mit einem Verbrennungsmotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden. So umfasst beispielsweise ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.

Es ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich ferner bekannt, Unwuchten eines schnelldrehenden Bauteils, wie beispielweise eines Rotors einer elektrischen Maschine, durch ein Wuchten des Rotors zu beseitigen. Das Wuchten kann beispielsweise durch gezieltes Abtragen von Material entlang des Umfangs des rotierenden Bauteils erfolgen. Hierzu finden z.B. sogenannte Wuchtscheiben aus Metall Verwendung, da diese beim insbesondere mechanischen Abtragen von Material durch Bohren, Schleifen, Fräsen oder dgl. eine höhere Dichte des abgetragenen Volumens ermöglichen. Ferner können die Wuchtscheiben aber auch alternativ oder ergänzend zusätzliche Wuchtgewichte aufnehmen, um ggf. eine Materialentnahme aus der Wuchtscheibe zu vermeiden, wenn es beispielsweise aus baulichen Gegebenheiten nicht möglich ist in die Wuchtscheibe zur Materialentnahme zu bohren.

Die Wuchtscheiben werden insbesondere aus einer Metallplatine gestanzt, gefräst oder nach einem Metall-Gießverfahren hergestellt. Aus der WO 2012/069196 A2 eine Wuchtscheibe aus Metall bekannt, welche eine Unwucht einer rotierenden Welle, vermindern oder ausgleichen soll.

In vielen Anwendungen ist es aufgrund der hohen Leistungsdichte der Elektromotoren in hybriden oder vollelektrischen Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen notwendig, die Elektromotoren zu kühlen. Beispielsweise kann der Stator und/oder der Rotor des Elektromotors von einem Kühlkreislauf mittels Öl gekühlt werden. Die Rotorwelle ist im Allgemeinen in derartigen Anwendungen als Hohlwelle ausgebildet, durch die ein Kühlöl zu einer an der Rotorwelle angeordneten Wuchtscheibe geführt werden kann. Die Rotorwelle als auch die Wuchtscheibe können mit radialen Kanälen versehen sein, durch welche das Öl zum Kühlen in radialer Richtung nach außen geleitet wird. Aufgrund der Rotationsbewegung der Rotorwelle und der Wuchtscheibe wird das Kühlöl fliehkraftbewirkt radial nach Außen gefördert. Das Öl tritt dann am radialen Ende der Kanäle aus Austrittsöffnungen aus und kühlt dadurch den Stator und den Rotor der Elektromaschine.

Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis darin, die Kühlleistung einer derartigen durch eine Wuchtscheibe bewirkte Ölkühlung eines Stators einer elektrischen Maschine zu optimieren, insbesondere den Wickelkopf eines Stators besonders gleichmäßig über seiner axialen Erstreckung hin zu kühlen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine, insbesondere zur Verwendung innerhalb eines hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stator und einem in dem Stator koaxial und drehbar angeordneten Rotor, wobei drehfest an dem Rotor eine in einer Radialebene des Rotors drehen- de Wuchtscheibe zur Aufnahme und/oder Entnahme wenigstens einer Wuchtmasse angeordnet ist, und die Wuchtscheibe mit einem Kühlfluid derart beaufschlagbar ist, dass das Kühlfluid bei Rotation der Wuchtscheibe zentrifugalkraftbewirkt entlang wenigstens einer Stirnfläche in radialer Richtung nach Außen geführt ist, wobei die Wuchtscheibe an ihrer Stirnfläche wenigstens ein erstes sich in radialer Richtung nach außen hin zunehmend in axialer Richtung aus der Wuchtscheibe hinaus erstreckendes Fluidleitelement aufweist, so dass das Kühlfluid bei Rotation der Wuchtscheibe in einem Winkel a zu der Radialebene der Wuchtscheibe von dieser in Richtung des Stators lenkbar ist.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das Kühlfluid auf mehreren Ebenen nach außen geleitet werden kann und somit beispielsweise die Wickelköpfe auf unterschiedlichen Ebenen gekühlt werden. Somit lässt sich ferner auch eine deutlich größere Wickelkopffläche beölen und eine gleichmäßigere Kühlung erzielen.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine kann insbesondere auch für die Verwendung innerhalb eines Hybridmoduls vorgesehen sein. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.

Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:

PO: der Elektromotor ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet, P1 : der Elektromotor ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,

P2: der Elektromotor ist zwischen einer häufig als K0 bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,

P3: der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,

P4: der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und

P5: der Elektromotor ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine kann insbesondere für ein P2- Hybridmodul vorgesehen sein.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.

Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.

Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Falle von als Rotationsmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine ist insbesondere als Radialflussmaschine konfiguriert.

Der Stator einer Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch aufgebaut und besteht in der Regel aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen. Durch diesen Aufbau werden die durch das Statorfeld verursachten Wirbelströme im Stator geringgehalten. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten oder umfänglich geschlossene Ausnehmungen eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Ver- schlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Wuchtscheibe an ihrer Stirnfläche wenigstens ein zweites sich in radialer Richtung nach außen hin zunehmend in axialer Richtung aus der Wuchtscheibe hinaus erstreckendes Fluidleitelement aufweist, so dass das Kühlfluid bei Rotation der Wuchtscheibe in einem Winkel ß zu der Radialebene der Wuchtscheibe von dieser in Richtung des Stators lenkbar ist. Durch ein zweites Fluidleitelement kann eine weitere Anpassung der Leitung des Kühlfluids an der Wuchtscheibe vorgenommen werden, so dass eine genauere Steuerung des Kühlfluidstroms vorgenommen werden kann.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Winkel a und der Winkel ß voneinander verschieden sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Kühlfluid gezielt in zwei unterschiedliche Richtungen geschleudert werden kann, so dass eine gezieltere Kühlung an entsprechend definierten Bereichen des Stators erfolgen kann.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass eine erste Gruppe von Fluidleitelementen und eine zweite Gruppe von Fluidleitelementen in Umfangsrichtung abwechselnd zueinander angeordnet sind, wodurch die gezielte Steuerung des Kühlfluidstroms und der Kühlfluidbeaufschlagung des Stators weiter verbessert werden kann.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die erste Gruppe von Fluidleitelementen und/oder die zweite Gruppe von Fluidleitelementen jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet ist/sind. Auch hierdurch lässt sich die Steuerung des Kühlfluidstroms auf fertigungstechnisch einfache Weise optimieren. llm eine gute Verteilung des Kühlfluidnebels zu erzielen, kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die erste Gruppe von Fluidleitelementen und/oder die zweite Gruppe von Fluidleitelementen jeweils umfänglich äquidistant an der Wuchtscheibe angeordnet sind.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Wuchtscheibe an ihrer ersten Stirnfläche wenigstens ein erstes Fluidleitelement und an ihrer zweiten Stirnfläche wenigstens ein zweites Fluidleitelement aufweist, wodurch eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen wird, das Kühlfluid über die Wuchtscheibe gezielt in Richtung des Stators zu schleudern. Durch das Ausnutzen der beiden Stirnflächen der Wuchtscheibe kann insbesondere auch die Kapazität der Wuchtscheibe zur Erzeugung eines Kühlfluidnebels erhöht werden. Insbesondere können die Fluidleitelemente auf den gegenüberliegenden Stirnflächen so konfiguriert sein, dass sie einen Kühlfluidstrom in unterschiedliche axiale Richtungen erzeugen, so dass unterschiedliche Axialbereiche des Stators mit Kühlfluid beaufschlagbar sind.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass wenigstens eines der Fluidleitelemente, rampenförmig oder kanalförmig ausgebildet ist. Bevorzugt ist es, dass alle Fluidleitelemente einer Gruppe rampenförmig oder kanalförmig ausgebildet sind. Kanalförmig im Sinne diese Anmeldung meint geschlossen kanalförmig wie auch offen kanalförmig.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Wuchtscheibe an ihrer umfänglichen Mantelfläche radial nach Innen weisende Öffnungen besitzt, die derart konfiguriert sind, dass eine Unwucht des Rotors ausgeglichen wird. Dies hat insbesondere den Vorteil dass ein Auswuchten des Rotors ermöglicht wird, wobei die Materialentnahme oder das Hinzufügen von Wuchtmassen den definierten und gerichteten Fluidstrom nicht negativ beeinflusst und eine bei axialen Öffnungen auftretende Lochleibung vermieden wird. Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Wuchtscheibe an einer Rotorwelle angeordnet ist, welche radial nach Außen verlaufende Fluidkanäle aufweist, die derart konfiguriert sind, dass das Kühlfluid aus der Rotorwelle zu einer der mit einem Fluidleitelement, versehenen Stirnflächen, geleitet wird, wobei die Fluidkanäle äquidistant über den Umfang der Rotorwelle angeordnet sind und die Wuchtscheibe in Umfangsrichtung mittig zu einem Fluidleitelement, angeordnete Einlassöffnungen aufweist, welche über einen Ringkanal miteinander hydraulisch mit den Fluidkanälen der Rotorwelle verbunden sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stator einen Wickelkopf aufweist, der in axialer Richtung aus einem Statorblechpaket des Stators herausragt, wobei wenigstens das erste Fluidleitelement so konfiguriert ist, dass das Kühlfluid bei Rotation der Wuchtscheibe von dieser in Richtung des Wickelkopfes lenkbar ist, so dass dieser gezielt und kontrolliert kühlbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1 eine Axialschnittansicht einer elektrischen Maschine,

Figur 2 eine Aufsicht auf eine elektrische Maschine,

Figur 3 eine Wuchtscheibe in perspektivischer Ansicht,

Figur 4 eine Querschnittsansicht einer Wuchtscheibe, und

Figur 5 ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine. Die Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 , insbesondere zur Verwendung innerhalb eines hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrangs 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie es beispielhaft in der Figur 5 gezeigt ist.

Die elektrische Maschine 1 besitzt einen zylinderringförmigen Stator 4 und einen in dem Stator 4 koaxial und drehbar angeordneten Rotor 5, wobei drehfest an dem Rotor 5 eine in einer Radialebene 10 des Rotors 5 drehende Wuchtscheibe 6 zur Aufnahme oder Entnahme wenigstens einer Wuchtmasse 7 angeordnet ist.

Die Wuchtscheibe 6 ist mit einem Kühlfluid 8 derart beaufschlagbar, dass das Kühlfluid 8 bei Rotation der Wuchtscheibe zentrifugalkraftbewirkt entlang der Stirnfläche 16 in radialer Richtung nach Außen geführt ist, was durch die Pfeile in der Figur 1 angedeutet ist. Die Wuchtscheibe 6 besitzt an ihrer Stirnfläche 16 ein erstes sich in radialer Richtung nach außen hin zunehmend in axialer Richtung aus der Wuchtscheibe 6 hinaus erstreckendes Fluidleitelement 9, so dass das Kühlfluid 8 bei Rotation der Wuchtscheibe 6 in einem Winkel a zu der Radialebene 10 der Wuchtscheibe 6 von dieser in Richtung des Stators 4 lenkbar ist. Aus der Figur 1 ist ferner ersichtlich, dass die Wuchtscheibe 6 an ihrer Stirnfläche ferner ein zweites sich in radialer Richtung nach außen hin zunehmend in axialer Richtung aus der Wuchtscheibe 6 hinaus erstreckendes Fluidleitelement 15 aufweist, so dass das Kühlfluid 8 bei Rotation der Wuchtscheibe 6 in einem Winkel ß zu der Radialebene 10 der Wuchtscheibe 6 von dieser in Richtung des Stators 4 lenkbar ist. Der Winkel a und der Winkel ß sind voneinander verschieden, so dass unterschiedliche Bereiche des Stators 4 und/oder des Wickelkopfes 21 mit dem Kühlfluid 8 beaufschlagbar sind, was in der Figur 1 durch die gestrichelten Kreise angedeutet ist.

Der Stator 4 besitzt in der gezeigten Ausführungsform der elektrischen Maschine 1 einen Wickelkopf 21 , der in axialer Richtung aus einem Statorblechpaket 22 des Stators 4 herausragt, wobei das erste und zweite Fluidleitelement 9,15 so konfiguriert ist, dass das Kühlfluid 8 bei Rotation der Wuchtscheibe 6 von dieser in Richtung des Wickelkopfes 4 lenkbar ist. Wie insbesondere gut aus der Figur 3 ersichtlich, ist eine erste Gruppe 13 von Fluidleitelementen 9 und eine zweite Gruppe 14 von Fluidleitelementen 15 in Umfangsrichtung abwechselnd zueinander angeordnet. Die erste Gruppe 13 von Fluidleitelementen 9 und die zweite Gruppe 14 von Fluidleitelementen 15 ist jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet, d.h. die Fluidleitelemente 9,15 einer Gruppe sind im Wesentlichen identisch ausgebildet. Die erste Gruppe 13 von Fluidleitelementen 9 und die zweite Gruppe 14 von Fluidleitelementen 15 sind jeweils umfänglich äquidistant an der Wuchtscheibe 6 angeordnet.

Die Fluidleitelemente 9,15 sind in der gezeigten Ausführungsform rampenförmig ausgebildet.

Aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass die Wuchtscheibe 6 an ihrer umfänglichen Mantelfläche 11 radial nach Innen weisende Öffnungen 12 besitzt, die derart konfiguriert sind, dass eine Unwucht des Rotors 5 ausgeglichen wird. Durch die radial verlaufenden Öffnungen 12 wird zum einen der Ölfluss nach außen über die Fluidleitelemente 9,15 nicht gestört und zum anderen wird die Lochleibung auf Grund von Fliehkraft innerhalb der Wuchtscheibe 6 reduziert.

Die Figur 2 zeigt, dass die Wuchtscheibe 6 an einer Rotorwelle 18 angeordnet ist, welche radial nach Außen verlaufende Fluidkanäle 19 aufweist, die derart konfiguriert sind, dass das Kühlfluid 8 aus der Rotorwelle 18 zu einer der mit einem Fluidleitelement 9,15 versehenen Stirnflächen 16,17 geleitet wird. Der Kühlfluidfluss ist in der Figur 2 durch die Pfeile angedeutet. Die Fluidkanäle 19 sind äquidistant über den Umfang der Rotorwelle 18 angeordnet und die Wuchtscheibe 6 weist in Umfangsrichtung mittig zu einem Fluidleitelement 9,15 angeordnete Einlassöffnungen 20 auf, welche über einen Ringkanal 21 miteinander hydraulisch mit den Fluidkanälen 19 der Rotorwelle 18 verbunden sind. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass unabhängig von der Montageposition der Wuchtscheibe 6 gegenüber der Rotorwelle 18 stets ein gleichbleibender Anteil an Kühlfluid 8 an die Fluidleitelemente 9,15 geleitet wird. Die Wuchtscheibe 6 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 2 mit einer Steckverzahnung ausgebildet, die auf die als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle 18 geschoben wird. Man erkennt, - wie oben bereits erläutert - dass die Orientierung, in der die Wuchtscheibe 6 auf die Rotorwelle 18 aufgesteckt wird, keinen Einfluss auf die den Fluidleitelementen 9,15 zugeführte Kühlfluidmenge hat, da sich der Kühlfluidfluss an jeder radialen Einlassöffnung 20 der Wuchtscheibe 6 ausgleicht. Die Voraussetzung dafür ist, dass die Anzahl der radialen Fluidkanäle 19 in der Rotorwelle 18 gleich der Anzahl der Einlassöffnungen 20 in der Wuchtscheibe 6 ist. Außerdem müssen - wie gezeigt - sowohl die Fluidkanäle 19 als auch die Einlassöffnungen 20 gleichmäßig über den Umfang verteilt sein.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Bezuqszeichenliste

1 elektrische Maschine

2 Antriebsstrang

3 Kraftfahrzeug

4 Stator

5 Rotor

6 Wuchtscheibe

7 Wuchtmasse

8 Kühlfluid

9 Fluidleitelement

10 Radialebene

11 Mantelfläche

12 Öffnungen

13 Gruppe von Fluidleitelementen

14 Gruppe von Fluidleitelementen

15 Fluidleitelement

16 Stirnfläche

17 Stirnfläche

18 Rotorwelle

19 Fluidkanäle

20 Einlassöffnungen

21 Ringkanal

22 Statorblechpaket