DE102016210930B4

DE102016210930B4 - Electric machine

Info

Publication number: DE102016210930B4
Application number: DE102016210930.8A
Authority: DE
Inventors: Holger Fröhlich; David Charles
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: DE102016210930A1

Abstract

Elektrische Maschine (1) umfassend ein Rotorblechpaket (7), wobei- das Rotorblechpaket (7) mehrere in einer Stapelrichtung (L) gestapelte Bleche (14) umfasst,- die Bleche (14) jeweils wenigstens einen inneren Durchbruch (15) und wenigstens einen äußeren Durchbruch (17) aufweisen, welche die Stirnseiten (S) des jeweiligen Blechs (14) miteinander verbinden und auf zwei radial voneinander beabstandeten konzentrischen Kreisen (16, 18) angeordnet sind,- die inneren Durchbrüche (15) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (14) in einer Umfangsrichtung (U) der Bleche (14) derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass wenigstens ein durch das Rotorblechpaket (7) verlaufender, innerer Kühlkanal (11) gebildet wird,- die äußeren Durchbrüche (17) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (14) in einer Umfangsrichtung (U) der Bleche (14) derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass wenigstens ein durch das Rotorblechpaket (7) verlaufender, äußerer Kühlkanal (12) gebildet wird,- der wenigstens eine innere Kühlkanal (11) und der wenigstens eine äußere Kühlkanal (12) in unterschiedliche Richtungen orientiert sind, und- wobei der wenigstens eine innere Kühlkanal (11) und der wenigstens eine äußere Kühlkanal (12) schraubenspindelförmig ist,- der wenigstens eine innere Kühlkanal (11) ein linksgängiger schraubenspindelförmiger innerer Kühlkanal (11) und der wenigstens eine äußere Kühlkanal (12) ein rechtsgängiger schraubenspindelförmiger äußerer Kühlkanal (12) ist, um einen Innenkühlkreislauf (3) zu realisieren, und ein Gehäuse (2), innerhalb welchem das Rotorblechpaket (7) und ein Stator (8) mit Stator-Wickelköpfen (9,10) angeordnet sind.Electrical machine (1) comprising a laminated rotor stack (7), the laminated rotor stack (7) comprising a plurality of laminations (14) stacked in a stacking direction (L), - the laminations (14) each having at least one inner opening (15) and at least one have outer opening (17) which connect the end faces (S) of the respective sheet metal (14) to one another and are arranged on two radially spaced concentric circles (16, 18), - the inner openings (15) from in the stacking direction (L ) offset sheets (14) are arranged offset to one another in a circumferential direction (U) of the sheets (14) in such a way that at least one inner cooling channel (11) running through the rotor core (7) is formed, the outer openings (17) of sheets (14) offset in the stacking direction (L) are arranged offset from one another in a circumferential direction (U) of the sheets (14) in such a way that at least one outer cooling channel (12) running through the rotor core (7) is formed - the at least one inner cooling channel (11) and the at least one outer cooling channel (12) are oriented in different directions, and- wherein the at least one inner cooling channel (11) and the at least one outer cooling channel (12) are screw-spindle-shaped, - the at least one inner cooling channel (11) is a left-handed screw-spindle-shaped inner cooling channel (11) and the at least one outer cooling channel (12) is a right-handed screw-spindle-shaped outer cooling channel (12) in order to implement an inner cooling circuit (3), and a housing (2), within which the laminated rotor core (7) and a stator (8) with stator winding heads (9, 10) are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Rotorblechpaket, insbesondere ein innengekühltes bzw. ein von innen kühlbares Rotorblechpaket.The invention relates to an electrical machine with a laminated rotor core, in particular an internally cooled or internally coolable laminated rotor core.

Bei elektrischen Maschinen ist ein leistungsbegrenzender Faktor die Qualität von Verlustwärmeabfuhr. Besonders bei Ausführungen, bei denen temperaturbelastete Teile innerhalb der elektrischen Maschine nicht direkt durch ein Kühlmedium gekühlt werden, ist eine Ausnutzung eingesetzter Aktivmasse unter Umständen nicht optimal. Spezielle Zonen, bei denen eine Abfuhr von Wärme innerhalb einer elektrischen Maschine problematisch sein kann, sind insbesondere Stator-Wickelköpfe und ein Rotor der elektrischen Maschine.In electrical machines, a power-limiting factor is the quality of the heat dissipation. Particularly in the case of designs in which temperature-loaded parts within the electrical machine are not directly cooled by a cooling medium, utilization of the active material used may not be optimal. Special zones in which the dissipation of heat within an electrical machine can be problematic are, in particular, stator end windings and a rotor of the electrical machine.

Aus DE 42 42 132 Al ist ein Kühlsystem für eine elektrische Maschine bekannt, bei dem es sich um ein Innenkühlkreislaufsystem handelt, welches ermöglicht, dass Läuferkühlkanäle in beiden Richtungen axial durchströmt werden. Durch diese Nutzung der Läuferkühlkanäle für eine Durchströmung in zwei Richtungen wird ein maschineninterner Kühlkreislauf generiert. Um diesen Kühlkreislauf in Gang zu setzen, werden zwei Lüfter jeweils an den Stirnseiten des Läufers benötigt.the end DE 42 42 132 Al a cooling system for an electrical machine is known, which is an internal cooling circuit system which enables rotor cooling channels to be flown through axially in both directions. This use of the rotor cooling channels for flow in two directions generates a machine-internal cooling circuit. To set this cooling circuit in motion, two fans are required on each of the front sides of the rotor.

Aus DE 44 43 427 C2 ist ein Innenkühlkreislaufsystem mit einseitiger Durchströmung des Läufers bekannt. Durch am Läufer vorgesehene, radial innerhalb des Wickelkopfes liegende Lüfterflügel wird der Kühlluftstrom gegen den Wickelkopf geblasen. Über am Ständerumfang angeordnete Kühlkanäle strömt die Kühlluft zur anderen Maschinenseite und dort über den Wickelkopf zum Läufer und tritt schließlich in die Läuferkühlkanäle ein, von denen aus sie wieder zu den Lüfterflügeln gelangt.the end DE 44 43 427 C2 an internal cooling circuit system with one-sided flow through the rotor is known. The cooling air flow is blown against the winding head by means of fan blades provided on the rotor and located radially inside the winding head. The cooling air flows through cooling ducts arranged on the circumference of the stator to the other side of the machine and there over the end winding to the rotor and finally enters the rotor cooling ducts, from which it reaches the fan blades again.

Die US 2014 / 0 265 667 A1 beschreibt eine elektrische Maschine, bei der ein Luftstrom von außen über eine Gehäuseöffnung angesaugt, in Längsrichtung eines Rotors durch einen Kühlkanal des Rotors geführt wird, und einem Wicklungskopf eines Stators vorbeigeführt wird, bevor es übereinen Austrittsöffnung aus dem Gehäuse abgeführt wird. Der Kühlkanal verläuft nicht nur in Umfangsrichtung geschränkt sondern auch von radial innen nach radial außen.US 2014/0 265 667 A1 describes an electrical machine in which a flow of air is sucked in from the outside via a housing opening, is guided in the longitudinal direction of a rotor through a cooling duct of the rotor, and is guided past a winding head of a stator before it exits via an outlet opening Housing is discharged. The cooling channel runs not only set in the circumferential direction but also from radially inside to radially outside.

Die CN 103 986 263 A beschreibt einen Rotor für eine elektrische Maschine mit im Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Blechen, wobei durch den Rotor eine konzentrisch angeordneter Kühlkanal verläuft, der eine Schrägung aufweist.the CN 103 986 263 A describes a rotor for an electrical machine with sheets arranged offset from one another in the circumferential direction, a concentrically arranged cooling channel running through the rotor, which has a bevel.

Die DE 10 2010 038 529 A1 beschreibt eine fluidgekühlte elektrische Maschine, wobei im Spalt zwischen Stator und Rotor auf dem Rotor eine Spiralstruktur ausgebildet sein kann.the DE 10 2010 038 529 A1 describes a fluid-cooled electrical machine, it being possible for a spiral structure to be formed in the gap between the stator and rotor on the rotor.

In der US 2011 / 0 285 339 A1 ist eine elektrische Maschine beschreiben, bei der über einen Sensor eine Flüssigkeitssprüheinrichtung zum Kühlen der elektrischen Maschine.US 2011/0285339 A1 describes an electrical machine in which, via a sensor, a liquid spray device for cooling the electrical machine.

In der JP 2013 - 126 309 A ist eine elektrische Maschine beschrieben, bei der durch den Rotor ein innerer Kühlkanal und ein äußerer Kühlkanal verläuft. Der äußere Kühlkanal dient einer Kühlung der Wicklungsköpfe des Stators. Der innere Kühlkanal dient einer Kühlung des äußeren Kühlkanals, da Luft von außen durch den Rotor geführt wird, ohne dass dieser im direkten Kontakt mit dem Kühlmedium zur Kühlung der Wicklungsköpfe steht. In the JP 2013 - 126 309 A describes an electrical machine in which an inner cooling channel and an outer cooling channel run through the rotor. The outer cooling channel is used to cool the end windings of the stator. The inner cooling channel is used to cool the outer cooling channel, since air is passed through the rotor from the outside without it being in direct contact with the cooling medium for cooling the end windings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlleistung einer elektrischen Maschine mit einem innengekühlten bzw. von innen kühlbaren Rotor ohne Einsatz eines separat auf den Rotor montierten Lüfterrads zu verbessern.The invention is based on the object of improving the cooling performance of an electrical machine with an internally cooled or internally coolable rotor without the use of a fan wheel mounted separately on the rotor.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is achieved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.

Gemäß der Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, welche ein Rotorblechpaket aufweist, wobei das Rotorblechpaket mehrere in einer Stapelrichtung gestapelte Bleche umfasst. Die Bleche weisen jeweils wenigstens einen inneren Durchbruch und wenigstens einen äußeren Durchbruch auf, welche jeweils die Stirnseiten eines einzelnen Blechs miteinander verbinden und auf zwei radial voneinander beabstandeten konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wobei die Kreise insbesondere lediglich gedacht sind. Die inneren Durchbrüche von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet, dass wenigstens ein durch das Rotorblechpaket verlaufender, bevorzugt schraubenspindelförmiger innerer Kühlkanal gebildet wird. Weiterhin sind die äußeren Durchbrüche von in der Stapelrichtung versetzten Blechen in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet, dass wenigstens ein durch das Rotorblechpaket verlaufender, bevorzugt schraubenspindelförmiger äußerer Kühlkanal gebildet wird. Ferner sind der wenigstens eine schraubenspindelförmige innere Kühlkanal und der wenigstens eine bevorzugt schraubenspindelförmige äußere Kühlkanal in unterschiedliche Richtungen, bevorzugt entgegengesetzt zueinander, orientiert. Außerdem weisen beide Kühlkanäle (der wenigstens eine innere Kühlkanal und der wenigstens eine äußere Kühlkanal) eine schraubenspindelförmige Form auf. Insbesondere sind beide Kühlkanäle schraubenspindelförmig und entgegengesetzt zueinander orientiert sein. Weiterhin umfasst die Maschine ein bevorzugt geschlossenes Gehäuse, innerhalb welchem das Rotorblechpaket und ein Stator mit Stator-Wickelköpfen angeordnet sind. Somit können rotierende und feststehende Komponenten der elektrischen Maschine mittels der Kühlkanäle innerhalb des Rotorblechpakets gekühlt werden.According to the invention, an electrical machine is provided which has a laminated rotor stack, the laminated rotor stack comprising a plurality of laminations stacked in a stacking direction. The sheets each have at least one inner opening and at least one outer opening, which each connect the end faces of an individual sheet to one another and are arranged on two radially spaced concentric circles, the circles in particular merely being intended. The inner openings of laminations offset in the stacking direction are arranged offset to one another in a circumferential direction of the laminations in such a way that at least one, preferably screw-spindle-shaped, inner cooling channel is formed that runs through the laminated rotor core. Furthermore, the outer openings of sheets offset in the stacking direction are arranged offset from one another in a circumferential direction of the sheets in such a way that at least one, preferably screw-spindle-shaped, outer cooling channel is formed that runs through the laminated rotor core. Furthermore, the at least one screw-spindle-shaped inner cooling channel and the at least one preferably screw-spindle-shaped outer cooling channel are oriented in different directions, preferably opposite to one another. In addition, both cooling channels (the at least one inner cooling channel and the at least one outer cooling channel) have a screw-spindle shape. In particular, both are Cooling channels are helical and oriented opposite to each other. Furthermore, the machine comprises a preferably closed housing, within which the rotor core and a stator with stator end windings are arranged. Rotating and stationary components of the electrical machine can thus be cooled by means of the cooling channels within the laminated rotor core.

Mit anderen Worten weist das Rotorblechpaket bzw. ein das Rotorblechpaket umfassender Rotor einen Teil eines Innenkühlkreises aufweisen, welcher das Rotorblechpaket axial durchsetzt und auf zwei konzentrischen Kreisen angeordnete Rotorkühlkanäle bzw. Förderkanäle umfasst, innerhalb welcher insbesondere ein gasförmiges Kühlmittel förderbar bzw. umwälzbar ist.In other words, the laminated rotor core or a rotor comprising the laminated rotor core has part of an internal cooling circuit which axially penetrates the laminated rotor core and comprises rotor cooling channels or conveying channels arranged on two concentric circles, within which, in particular, a gaseous coolant can be conveyed or circulated.

Die Stapelrichtung verläuft insbesondere in einer Längsrichtung des Rotors. Bei den Blechen handelt es sich jeweils um einzelne Bleche, insbesondere um kongruente Bleche, welche identische Oberflächen aufweisen. Besonders bevorzugt sind alle Bleche des Rotorblechpakets baugleich, das heißt es handelt sich um identische Bauteile. Die Bleche sind weiterhin bevorzugt im Wesentlichen ringförmig, so dass das Rotorblechpaket insbesondere von einer im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Gestalt ist. Bei Vorsehen mehrerer innerer und äußerer Durchbrüche sind diese untereinander ferner bevorzugt äquidistant angeordnet, wodurch parallel zueinander verlaufende innere und äußere Kühlkanäle gebildet werden können, wodurch eine besonders gleichmäßige Wärmeabfuhr aus dem Rotorblechpaket ermöglicht wird.The stacking direction runs in particular in a longitudinal direction of the rotor. The sheets are each individual sheets, in particular congruent sheets, which have identical surfaces. It is particularly preferred that all of the laminations of the laminated rotor core are structurally identical, that is to say that they are identical components. The laminations are furthermore preferably essentially ring-shaped, so that the laminated rotor core is in particular of an essentially hollow-cylindrical shape. If several inner and outer openings are provided, these are also preferably arranged equidistantly from one another, whereby inner and outer cooling channels running parallel to one another can be formed, which enables particularly uniform heat dissipation from the rotor core.

Um einen axialen (Luft-)Durchzug durch das Rotorblechpaket des Rotors zu ermöglichen, wird eine Schrägung bzw. Schränkung des Rotorblechpakets vorgeschlagen, um eine möglichst große Oberfläche und ein schraubenspindelförmiges Design für wenigstens einen der Kühlkanäle zu erhalten, welches auf dem Funktionsprinzip der archimedischen Schraube beruht. Um einen Kreislauf zu realisieren, können im Rotorblechpaket insbesondere auf konzentrischen Kreisen jeweils eine linksgängige und eine rechtgängige Schraubenspindel (die Kühlkanäle) vorgesehen sein, die also entgegengesetzt zueinander orientiert sind. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass einer der Kühlkanäle, z.B. der wenigstens eine äußere Kühlkanal in axialer Richtung geradlinig durch das Rotorblechpaket verläuft, wohingegen der andere Kühlkanal, z.B. der wenigstens eine innere Kühlkanal als linksgängige Schraubenspindel ausgeführt ist.In order to enable an axial (air) passage through the rotor laminated core, an incline or offset of the laminated rotor core is proposed in order to obtain the largest possible surface and a screw spindle-shaped design for at least one of the cooling channels, which is based on the functional principle of the Archimedean screw is based. In order to implement a cycle, a left-hand and a right-hand screw spindle (the cooling channels) can be provided in the laminated rotor core, in particular on concentric circles, which are thus oriented in opposite directions to one another. Alternatively, it can also be provided that one of the cooling channels, e.g. the at least one outer cooling channel, runs in a straight line in the axial direction through the laminated rotor core, whereas the other cooling channel, e.g. the at least one inner cooling channel, is designed as a left-hand screw spindle.

Sofern das Rotorblechpaket im Betrieb der elektrischen Maschine rotiert, drehen sich auch die bevorzugt schraubenspindelförmigen Kühlkanäle innerhalb des Rotorblechpakets. Auf diese Weise kann Kühlmedium nach dem Prinzip einer Schneckenpumpe durch die Kühlkanäle gefördert werden, wobei die Kühlkanäle als Kammern der Schneckenpumpe zur Förderung von Kühlmedium dienen. Die äußere Kontur der Kühlkanäle wird durch die Form bzw. die Kontur der Durchbrüche in den einzelnen Blechen bestimmt. Auf eine mögliche Fördermenge kann hierbei insbesondere über die Drehzahl des Rotorblechpakets, den Innen- und Außendurchmesser und insbesondere über die Steigung der Kühlkanäle sowie über die Reibung des Kühlmediums an den Innenwänden der Kühlkanäle Einfluss genommen werden.If the laminated rotor core rotates during operation of the electrical machine, the preferably screw-spindle-shaped cooling channels within the laminated rotor core also rotate. In this way, cooling medium can be conveyed through the cooling channels according to the principle of a screw pump, the cooling channels serving as chambers of the screw pump for conveying cooling medium. The outer contour of the cooling channels is determined by the shape or the contour of the openings in the individual metal sheets. A possible delivery rate can be influenced in particular via the speed of the rotor core, the inner and outer diameter and, in particular, the gradient of the cooling channels and the friction of the cooling medium on the inner walls of the cooling channels.

Das Rotorblechpaket ermöglicht eine Förderung von Kühlmedium und dadurch einen besonders intensiven axialen Durchzug von Kühlmedium durch das Rotorblechpaket und insbesondere eine aktive Kühlung durch einen Abtransport von thermisch beladener Luft. Der bevorzugt schraubenspindelförmige Verlauf des Kühlkanals stellt dabei eine besonders große Wärmeübertragungsfläche bereit, wodurch eine verbesserte durchzugsbelüftete Wärmeabfuhr bzw. Kühlung insbesondere des Rotors ermöglicht wird.The laminated rotor package enables cooling medium to be conveyed and thereby a particularly intensive axial passage of cooling medium through the laminated rotor package and, in particular, active cooling by transporting away thermally laden air. The preferably screw-spindle-shaped course of the cooling channel provides a particularly large heat transfer surface, which enables an improved through-ventilated heat dissipation or cooling, in particular of the rotor.

Durch das Zusammenspiel von links- und rechtsgängiger Schraubenspindel im Rotorblechpaket können sich keine großen Drücke rechts und links des Motorraums aufbauen, so dass insbesondere die Gefahr, das Lagerfett aus den Wälzlagern austreten, vermieden werden kann. Man kann hier von einem nahezu drucklosen Umlauf des Kühlmittels sprechen. In den schraubenspindelförmigen Kühlkanälen kann ein gasförmiges Kühlmittel wie z.B. Luft, ein Aerosol oder Ölnebel umwälzbar zirkulieren. Hierdurch können insbesondere die Bereiche optimal gekühlt werden, bei denen die Abfuhr von Verlustwärme problematisch ist.Due to the interaction of left and right-hand screw spindles in the laminated rotor core, no large pressures can build up to the right and left of the engine compartment, so that in particular the risk of bearing grease escaping from the roller bearings can be avoided. One can speak of an almost pressureless circulation of the coolant here. A gaseous coolant such as air, an aerosol or oil mist can circulate in the screw-spindle-shaped cooling channels. In this way, particularly those areas can be optimally cooled in which the dissipation of lost heat is problematic.

Mit anderen Worten kann durch die Führung des Kühlmittels, das beispielsweise Luft oder ein inertes Gas sein kann, durch die spiralförmigen bzw. schraubenspindelförmige Läuferkühlkanäle auf verschiedenen konzentrischen Kreisen in beide Richtungen angetrieben werden, wobei der Kühlmittelkreislauf einen rechts- und einen linksgängigen Schraubenspindelförmigen Läuferkühlkanal umfassen kann. Weiterhin kann das Kühlmedium durch auftretende Fliehkräfte direkt auf einen Wickelkopf geblasen bzw. geschleudert werden, wodurch insbesondere die Bereiche optimal gekühlt werden können, bei denen die Abfuhr von Verlustwärme problematisch ist. Da die erfindungsgemäße Lösung ohne separates Lüfterrad auskommt, ist hier keine zusätzliche Bearbeitung der Läuferwelle für die Lüfterrad Montage erforderlich, wodurch neben einer Kosteneinsparung auch eine kürzere axiale Baulänge der elektrischen Maschine erzielbar ist.In other words, by guiding the coolant, which can be air or an inert gas, through the spiral-shaped or screw-spindle-shaped rotor cooling channels, it can be driven on different concentric circles in both directions, whereby the coolant circuit can include a right-handed and a left-handed screw-spindle-shaped rotor cooling channel . Furthermore, the cooling medium can be blown or thrown directly onto an end winding by centrifugal forces which occur, whereby in particular those areas can be optimally cooled in which the dissipation of heat loss is problematic. Since the solution according to the invention manages without a separate fan wheel, no additional machining of the rotor shaft is required here for the fan wheel assembly, which means that, in addition to cost savings, a shorter overall axial length of the electrical machine can be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der schraubenspindelförmige innere Kühlkanal und der schraubenspindelförmige äußere Kühlkanal einen Querschnitt aufweisen, welcher eine im Vergleich zu einem Kreis gleicher Querschnittsfläche vergrößerten Umfang aufweist. Dabei kann der Querschnitt beispielsweise eine annähernd ovale, dreieckige, rechteckige oder auch langlochähnliche Form aufweisen, welche jeweils entsprechend dem Teilkreisradius der konzentrischen Kreise gebogen ausgeführt ist. Diese Ausführungsform ermöglicht, dass eine größere Wärmeübergangsfläche zur Kühlung des Läufers zur Verfügung steht.According to one embodiment it is provided that the screw-spindle-shaped inner cooling channel and the screw-spindle-shaped outer cooling channel have a cross section which has an enlarged circumference compared to a circle of the same cross-sectional area. In this case, the cross section can have an approximately oval, triangular, rectangular or also slot-like shape, which is curved in accordance with the pitch circle radius of the concentric circles. This embodiment enables a larger heat transfer surface to be available for cooling the rotor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Summe von Querschnittsflächen des wenigstens einen bevorzugt schraubenspindelförmigen inneren Kühlkanals gleich einer Summe von Querschnittsflächen des wenigstens einen bevorzugt schraubenspindelförmigen äußeren Kühlkanals. Dies sorgt für eine gleichmäßige Durchströmung der Kühlkanäle auf den unterschiedlichen konzentrischen Kreisen, wodurch Verwirbelungen durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten vermieden werden können.According to a further embodiment, a sum of cross-sectional areas of the at least one preferably screw-spindle-shaped inner cooling channel is equal to a sum of cross-sectional areas of the at least one preferably screw-spindle-shaped outer cooling channel. This ensures a uniform flow through the cooling channels on the different concentric circles, whereby turbulence caused by different flow velocities can be avoided.

Gemäß einer Ausführungsform sind an einem Umfang des Gehäuses von einem Kühlmedium durchströmbare Primär-Kühlkanäle für einen Außenkühlkreislauf angeordnet. Damit wird ermöglicht, Wärme an ein gasförmiges oder flüssiges primäres Kühlmedium des Außenkühlkreislaufs abzuführen, wodurch eine Rückkühlung von Kühlmittel in dem Innenkühlkreislauf der elektrischen Maschine deutlich verbessert werden kann.According to one embodiment, primary cooling channels for an external cooling circuit through which a cooling medium can flow are arranged on a circumference of the housing. This makes it possible to dissipate heat to a gaseous or liquid primary cooling medium of the external cooling circuit, as a result of which recooling of coolant in the internal cooling circuit of the electrical machine can be significantly improved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind an einem Lagerschild oder an dem Gehäuse der elektrischen Maschine Wärmeübertragungsflächen mittels Flächenrippen und/oder Nadelrippen vergrößert. Damit kann insbesondere radial angesaugte Luft über den ganzen Umfang des Lagerschildes bzw. des Gehäuses radial nach innen über Rippen geführt werden. Die zur Wärmeabgabe wirksame Gehäuseoberfläche wird somit vergrößert und der Wärmeaustausch und damit die Kühlung optimiert. Dies führt zu einer höheren Zuverlässigkeit und Lebensdauer der elektrischen Maschine. Das Lagerschild bzw. Gehäuse besteht typischerweise aus gut wärmeleitenden Materialien, meist einer Aluminiumlegierung mit einer für den Anwendungsfall angepassten und geeigneten geometrischen Struktur und Oberflächenbeschaffenheit.According to a further embodiment, heat transfer surfaces are enlarged by means of surface ribs and / or needle ribs on a bearing plate or on the housing of the electrical machine. In this way, in particular, radially sucked in air can be guided radially inward over ribs over the entire circumference of the end shield or the housing. The housing surface that is effective for dissipating heat is thus enlarged and the heat exchange and thus the cooling are optimized. This leads to a higher reliability and service life of the electrical machine. The end shield or housing typically consists of materials that conduct heat well, mostly an aluminum alloy with a geometric structure and surface quality that is adapted and suitable for the application.

Grundsätzlich ist der Wärmeübergang vom Kühlkörper zur umgebenden Kühlmittel abhängig von der Temperaturdifferenz, der wirksamen Oberfläche und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft. Um einen vorteilhaften Wärmeübergang zu ermöglichen, können die Flächen- und/oder Nadelrippen daher folgende Merkmale aufweisen: Sie können aus gut wärmeleitfähigen Material bestehen. Die Rippen können weiterhin möglichst fein sein. Ferner können eine dicke Wurzel und möglichst viele Rippen eine möglichst große Oberfläche besitzen, denn eine höhere Rippendichte führt zu einer Vergrößerung der Wärmeabgabefläche und damit zu einer höheren Effizienz für die Kühlung. Außerdem kann die Rippengeometrie in Richtung des Volumenstromes ausgereichtet sein.Basically, the heat transfer from the heat sink to the surrounding coolant depends on the temperature difference, the effective surface and the flow speed of the air. In order to enable an advantageous heat transfer, the surface and / or needle ribs can therefore have the following features: They can consist of a material with good thermal conductivity. The ribs can still be as fine as possible. Furthermore, a thick root and as many ribs as possible can have as large a surface as possible, because a higher rib density leads to an enlargement of the heat dissipation area and thus to a higher efficiency for the cooling. In addition, the rib geometry can be aligned in the direction of the volume flow.

Die elektrische Maschine kann weiterhin als Asynchronmaschine ausgeführt sein. Dadurch wird ermöglicht, dass Lüfterflügel direkt an einem Kurzschlussring z.B. eines Aluminium-Druckgussläufers mit angegossen werden können.The electrical machine can also be designed as an asynchronous machine. This enables fan blades to be cast directly onto a short-circuit ring, e.g. of an aluminum die-cast rotor.

Als Kühlmedium kann insbesondere ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch bzw. ein Aerosol zum Einsatz kommen. Mit anderen Worten kann ein Aerosol zum Durchströmen des wenigstens einen bevorzugt schraubenspindelförmigen inneren Kühlkanals und des wenigstens einen bevorzugt schraubenspindelförmigen äußeren Kühlkanals vorgesehen sein. Für das Flüssigkeits-Gas-Gemisch gilt, dass nach Inbetriebnahme der elektrischen Maschine mit Hilfe der rotierenden Komponenten ein Aerosol aus dem Flüssigkeits-Gas-Gemisch erzeugt wird.In particular, a liquid-gas mixture or an aerosol can be used as the cooling medium. In other words, an aerosol can be provided for flowing through the at least one preferably screw-spindle-shaped inner cooling channel and the at least one preferably screw-spindle-shaped outer cooling channel. For the liquid-gas mixture, after the electrical machine has been started up, an aerosol is generated from the liquid-gas mixture with the help of the rotating components.

Das Aerosol hat dabei den Vorteil, dass zum einen eine Scherbeanspruchung der Komponenten gering bleibt, also die Reibungsverluste, die z.B. bei der Verwendung einer Kühlflüssigkeit wie Öl auftreten würden, vermieden werden. Zum anderen besitzt das Aerosol gegenüber Luft eine sehr viel höhere spezifische Wärmeleitfähigkeit, so dass eine sehr viel bessere Wärmeableitung rotorseitig über das geschlossene Gehäuse möglich ist. So können Lagerschild bzw. Gehäuse flüssigkeitsgekühlt sein, um an der Gehäusewandung mit dem im Inneren der Maschine zirkulierenden Kühlmedium zum Wärmetausch in Kontakt zu treten. Bei den Materialeigenschaften der Flüssigkeit sind dabei die Viskosität, Entflammbarkeit, Temperaturresistenz, spezifische Wärmeleitfähigkeit und Aerosolbildungsfähigkeit zu beachten. Auf diese Weise kann die Auswahl der Flüssigkeit der jeweiligen Applikation angepasst werden. Als besonders geeignet haben sich in diesem Zusammenhang insbesondere Öle herausgestellt.The aerosol has the advantage that, on the one hand, shear stress on the components remains low, i.e. the friction losses that would occur when using a coolant such as oil, for example, are avoided. On the other hand, the aerosol has a much higher specific thermal conductivity than air, so that much better heat dissipation on the rotor side is possible via the closed housing. For example, the bearing plate or housing can be liquid-cooled in order to come into contact on the housing wall with the cooling medium circulating inside the machine for heat exchange. With regard to the material properties of the liquid, the viscosity, flammability, temperature resistance, specific thermal conductivity and aerosol formation ability must be taken into account. In this way, the selection of the liquid can be adapted to the respective application. Oils in particular have proven to be particularly suitable in this context.

Um einen Innenkreislauf für Kühlmittel innerhalb eines Gehäuses einer elektrischen Maschine zu realisieren, ist im Rotorblechpaket auf konzentrischen Kreisen ein linksgängiger Kühlkanal und ein rechtsgängiger Kühlkanal vorgesehen. Die Richtung des jeweiligen spiralförmigen Kühlkanals ist dabei abhängig vom Nutsprung in Abhängigkeit von einer Teilung der Wicklungsnut und einer Teilung der Durchbrüche auf den konzentrischen Kreisen in den einzelnen Rotorblechen, welche beim Stapeln jeweils entgegengesetzt gerichtete schraubenspindelförmige Kühlkanäle ausbilden.In order to implement an internal circuit for coolant within a housing of an electrical machine, a left-hand cooling duct and a right-hand cooling duct are provided on concentric circles in the laminated rotor core. The direction of the respective spiral cooling channel is dependent on the groove jump as a function of a division of the winding groove and a division of the openings on the concentric circles in the individual rotor sheets, which in each case when stacking Form oppositely directed screw-spindle-shaped cooling channels.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

1 eine Längsschnitt-Darstellung einer elektrischen Maschine mit einem innengekühlten Rotor,
2 eine Frontalansicht eines Rotorblechpaketpakets mit inneren und äußeren Kühlkanälen,
3 eine vergrößerte Detailansicht von inneren und äußeren Kühlkanälen nach 2,
4 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Rotorblechpakets nach 2,
5 eine vergrößerte Detailansicht von Wicklungsnuten sowie inneren und äußeren Kühlkanälen nach 4,
6 eine Frontalansicht eines weiteren Rotorblechpakets mit inneren und äußeren Kühlkanälen,
7 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Rotorblechpakets nach 6,
8 eine weitere perspektivische Ansicht eines Teils des Rotorblechpakets nach 6 und
9 eine vergrößerte Detailansicht von Wicklungsnuten sowie inneren und äußeren Kühlkanälen nach 8.

In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the schematic drawing. Here shows

1 a longitudinal section view of an electrical machine with an internally cooled rotor,
2 a front view of a rotor lamination packet with inner and outer cooling channels,
3 an enlarged detailed view of inner and outer cooling channels according to 2 ,
4th a perspective view of a part of the rotor core according to FIG 2 ,
5 an enlarged detailed view of winding grooves and inner and outer cooling channels according to 4th ,
6th a front view of a further laminated rotor core with inner and outer cooling channels,
7th a perspective view of a part of the rotor core according to FIG 6th ,
8th a further perspective view of part of the laminated rotor core according to FIG 6th and
9 an enlarged detailed view of winding grooves and inner and outer cooling channels according to 8th .

1 zeigt eine elektrische Maschine 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Innenkühlkreislauf 3, dessen Förderrichtung innerhalb des Gehäuses 2 mit Pfeilen veranschaulicht ist. Eine Rotorwelle 4 ist mittels zweier Lager 5 drehbar innerhalb des Gehäuses 2 gelagert. Ein Rotor 6 umfasst ein Rotorblechpaket 7, das drehfest mit der Rotorwelle 4 verbunden ist. Bei rotierender Rotorwelle 4 dreht sich somit das Rotorblechpaket 7 bzw. der Rotor 6 als Ganzes. Der Rotor 6 wird mit geringem Abstand radial von einem fest stehenden Stator 8 umgeben, welcher an seinen beiden gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils einen Stator-Wickelkopf 9 und 10 aufweist, welche in axialer Richtung L über zwei einander gegenüberliegende axiale Stirnseiten des Rotors 6 hinausragen. 1 shows an electrical machine 1 with a housing 2 and an internal cooling circuit 3 , its conveying direction within the housing 2 illustrated with arrows. A rotor shaft 4th is by means of two bearings 5 rotatable within the housing 2 stored. One rotor 6th comprises a rotor core 7th , that rotates with the rotor shaft 4th connected is. With rotating rotor shaft 4th The rotor core thus rotates 7th or the rotor 6th as a whole. The rotor 6th is at a small distance radially from a stationary stator 8th surrounded, which each have a stator winding head on its two opposite end faces 9 and 10 has, which in the axial direction L over two opposite axial end faces of the rotor 6th protrude.

Um einen axialen Luftdurchzug durch das Rotorblechpaket 7 des Rotors 6 zu ermöglichen, weisen benachbarte Bleche des Rotorblechpakets 7 eine Schrägung bzw. eine Schränkung zueinander auf (vgl. 2 bis 5), um eine möglichst große Oberfläche und ein schraubenspindelförmiges Design von Kühlkanälen zu erhalten, welches auf dem Funktionsprinzip der archimedischen Schraube beruht. Um den Innenkühlkreislauf 3 zu realisieren, sind im Rotorblechpaket 7 auf konzentrischen Kreisen jeweils wenigstens ein linksgängiger schraubenspindelförmiger innerer Kühlkanal 11 und wenigstens ein rechtsgängiger schraubenspindelförmiger äußerer Kühlkanal 12 vorgesehen, welche somit entgegengesetzt zueinander orientiert sind. Durch diese Kühlkanäle 11 und 12 erhält man die Möglichkeit, bei einer Rotation des Rotorblechpakets 7 ein Kühlmittel für den Innenkühlkreislauf 3 zu fördern. Das heißt ein Kühlmittel kann axial durch den Rotor 6 z.B. von rechts nach links durch den rechtsgängigen äußeren Kühlkanal 12 gefördert werden. Bei dem Kühlmittel kann es sich z.B. um Luft oder ein Aerosol handeln.To allow air to flow axially through the laminated rotor core 7th of the rotor 6th to enable, have adjacent laminations of the rotor core 7th an incline or offset to one another (cf. 2 until 5 ) in order to obtain the largest possible surface and a screw-spindle-shaped design of cooling channels, which is based on the functional principle of the Archimedean screw. To the internal cooling circuit 3 are to be implemented in the rotor core 7th at least one left-hand screw-spindle-shaped inner cooling channel on concentric circles 11 and at least one right-hand helical outer cooling channel 12th provided, which are thus oriented opposite to one another. Through these cooling channels 11 and 12th one obtains the possibility of rotating the laminated rotor core 7th a coolant for the internal cooling circuit 3 to promote. That means a coolant can axially through the rotor 6th eg from right to left through the right-hand outer cooling duct 12th be promoted. The coolant can be air or an aerosol, for example.

Nach einem Austritt des Kühlmittels aus dem Rotorblechpaket 7 kann das Kühlmittel durch Fliehkräfte gegen einen inneren Gehäusewandabschnitt 13 des Gehäuses 2 in Richtung des in 1 links dargestellten Stator-Wickelkopfs 9 der elektrischen Maschine 1 geschleudert werden. Durch den Kontakt mit dem Gehäusewandabschnitt 13 kann das Kühlmittel zurückgekühlt werden und beim Durchströmen des Stator-Wickelkopfes 9 kann das Kühlmittel wiederum Wärme aufnehmen. Insgesamt sind vier innere Gehäusewandabschnitte 13 in Bereichen innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet, in welche aus den Kühlkanälen 11 bzw. 12 austretendes Kühlmittel geschleudert wird. Die Gehäusewandabschnitte 13 können zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsflächen Flächenrippen oder Nadelrippen aufweisen.After the coolant has escaped from the rotor core 7th can the coolant by centrifugal forces against an inner housing wall section 13th of the housing 2 towards the in 1 stator winding head shown on the left 9 of the electric machine 1 be thrown. By contact with the housing wall section 13th the coolant can be cooled back and when flowing through the stator end winding 9 the coolant can in turn absorb heat. There are a total of four inner housing wall sections 13th in areas inside the housing 2 arranged in which from the cooling channels 11 respectively. 12th escaping coolant is thrown out. The housing wall sections 13th can have surface ribs or needle ribs to enlarge the heat transfer surfaces.

In der gezeigten beispielhaften Anordnung umströmt bzw. durchströmt das Kühlmittel den Stator-Wickelkopf 9 zwangsweise, weil es hier schon dem Sog des linksgängigen Kühlkanals 12 unterliegt. Durch den linksgängigen Kühlkanal 11 kann das Kühlmittel wiederum axial von der linken Seite zur rechten Seite des Rotorblechpakets 7 gefördert werden. Das Kühlmittel wird hier wiederum durch die Einwirkung von Fliehkräften in Richtung des rechten Stator-Wickelkopfs 10 geschleudert. Zuerst wird das nun reichlich wärmebeladene Kühlmittel unter Einfluss des Soges des rechtsgängigen Kühlkanals 12 zur Rückkühlung an dem Gehäusewandabschnitt 13 entlanggeführt, und dann umströmt bzw. durchströmt das Kühlmittel den Stator-Wickelkopf 10. Die Fördermenge des Kühlmittels hängt dabei insbesondere ab von der Drehzahl, dem Durchmesser der konzentrischen Kreise, der Steigung der Kühlkanäle 11 und 12 sowie der Reibung des Mediums an den Kühlkanälen 11 und 12.In the exemplary arrangement shown, the coolant flows around or through the stator end winding 9 compulsorily because there is already the pull of the left-hand cooling duct 12th subject. Through the left-hand cooling channel 11 can turn the coolant axially from the left side to the right side of the rotor core 7th be promoted. The coolant is here in turn due to the action of centrifugal forces in the direction of the right stator end winding 10 hurled. First, the coolant, which is now rich in heat, is under the influence of the suction of the right-hand cooling duct 12th for recooling on the housing wall section 13th guided along, and then the coolant flows around or through the stator end winding 10 . The flow rate of the coolant depends in particular on the speed, the diameter of the concentric circles, and the slope of the cooling channels 11 and 12th as well as the friction of the medium on the cooling channels 11 and 12th .

2 bis 5 zeigen einen Stapel des Rotorblechpakets 7, welches in der elektrischen Maschine 1 nach 1 zum Einsatz kommen kann. Das Rotorblechpaket 7 umfasst mehrere in Längsrichtung L des Rotors 6 übereinander gestapelte, identische Bleche 14. Die Bleche 14 umfassen jeweils acht innere Durchbrüche 15 auf einem gedachten inneren Kreisring 16, wobei die inneren Durchbrüche 15 aller übereinander gestapelter Bleche 14 insgesamt acht durch das Rotorblechpaket 7 verlaufende schraubenspindelförmige innere Kühlkanäle 11 ausbilden, welche linksorientiert sind. Die Bleche 14 umfassen weiterhin jeweils neun äußere Durchbrüche 17 auf einem gedachten äußeren Kreisring 18, welcher konzentrisch um den inneren Kreisring 16 angeordnet ist. Dabei bilden die äußeren Durchbrüche 17 aller übereinander gestapelter Bleche 14 insgesamt neun durch das Rotorblechpaket 7 verlaufende schraubenspindelförmige äußere Kühlkanäle 12 aus, welche rechtsorientiert sind.
Jeder der gestanzten Durchbrüche 15 und 17 eines jeweiligen Blechs 14 verbindet einander gegenüberliegende Stirnseiten S des Blechs 14 miteinander und bildet einen Abschnitt der parallel zueinander verlaufenden, schraubenspindelförmigen Kühlkanäle 11 bzw. 12 aus, welche dadurch entstehen, dass die einzelnen Bleche 14 deckungsgleich in Längsrichtung L des Rotors 6 zu dem Rotorblechpaket 7 gestapelt werden, wobei jedes einzelne Blech 14 in Umfangrichtung U versetzt zueinander angeordnet wird. Jedes einzelne Blech 14 weist ferner insgesamt 60 sich radial nach außen erstreckende, identische Wicklungsnuten 19 auf, welche äquidistant angeordnet und entlang eines äußeren Umfangs des Blechs 14 um jeweils einen Nutsprung 20 verteilt sind. Der Nutsprung 20 ist hierbei der umfängliche Abstand bzw. der Winkelabstand (in diesem Fall 6°) zweier benachbarter Wicklungsnuten 19 zueinander. 2 until 5 show a stack of the rotor core 7th which in the electrical machine 1 after 1 can be used. The rotor core 7th comprises several in the longitudinal direction L of the rotor 6th stacked identical sheets 14th . The sheets 14th each have eight internal openings 15th on an imaginary inner circular ring 16 , the inner breakthroughs 15th of all sheets stacked on top of each other 14th a total of eight through the rotor core 7th running screw spindle-shaped inner cooling channels 11 train who are left-wing. The sheets 14th furthermore each comprise nine outer openings 17th on an imaginary outer circular ring 18th , which is concentric around the inner circular ring 16 is arranged. The outer breakthroughs are formed 17th of all sheets stacked on top of each other 14th a total of nine through the rotor core 7th Running helical outer cooling channels 12th which are right-wing.
Each of the punched openings 15th and 17th of a respective sheet 14th connects opposite end faces S of the sheet metal 14th with each other and forms a section of the screw-spindle-shaped cooling channels that run parallel to one another 11 respectively. 12th which are created by the fact that the individual sheets 14th congruent in the longitudinal direction L of the rotor 6th to the rotor core 7th be stacked, with each individual sheet 14th is arranged offset to one another in the circumferential direction U. Every single sheet 14th also has a total of 60 radially outwardly extending, identical winding grooves 19th on, which are arranged equidistantly and along an outer circumference of the sheet metal 14th by one groove jump each time 20th are distributed. The groove jump 20th is the circumferential distance or the angular distance (in this case 6 °) between two adjacent winding slots 19th to each other.

Die Bleche 14 werden in dem durch 2 bis 5 gezeigten Beispiel derart zueinander verdreht gestapelt, dass die Wicklungsnuten 19 bzw. die Durchbrüche 15 und 17 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 14 in einer Umfangsrichtung U der Bleche 14 von einem Blech zu einem unmittelbar benachbarten Blech versetzt zueinander angeordnet sind. Die Durchbrüche 15 und 17 der in Stapelrichtung L versetzten Bleche sind dabei in der Umfangsrichtung U der Bleche 14 um jeweils sieben Nutsprünge 20, d.h. um 7*6°=42° versetzt zueinander angeordnet. Durch diese geschränkte Stapelung ergeben sich der linksgängige Kühlkanal 11 und der rechtsgängige Kühlkanal 12, die untereinander parallel verlaufen. Durch diesen „Sprung“ beim Stapeln der einzelnen Bleche 14 jeweils auf die siebte Wicklungsnut 19 entsteht eine Schränkung der Durchbrüche 15 und 17 auf den konzentrischen Kreisen 16 und 18 mit unterschiedlicher Teilung. Für die Durchbrüche 17, welche die äußeren Kühlkanäle 12 bilden, mit 40° Teilung (360° geteilt durch 9 äußere Durchbrüche 17) bedeutet das Rechtsspiralen mit einer Steigung von einem der Bleche zu einem unmittelbar benachbarten Blech von 2°. Für die Durchbrüche 15, welche die inneren Kühlkanäle 11 bilden, mit 45° Teilung (360° geteilt durch 8 innere Durchbrüche 15) bedeutet das Linksspiralen mit einer Steigung von einem der Bleche zu einem unmittelbar benachbarten Blech von -3°.The sheets 14th be in that by 2 until 5 The example shown is stacked rotated relative to one another in such a way that the winding grooves 19th or the breakthroughs 15th and 17th of sheets offset in the stacking direction L. 14th in a circumferential direction U of the sheets 14th are arranged offset from one another from one sheet to an immediately adjacent sheet. The breakthroughs 15th and 17th of the sheets offset in the stacking direction L are in the circumferential direction U of the sheets 14th by seven groove jumps each time 20th , ie arranged offset from one another by 7 * 6 ° = 42 °. This offset stacking results in the left-hand cooling channel 11 and the right-hand cooling duct 12th that run parallel to each other. This "jump" when stacking the individual sheets 14th each on the seventh winding slot 19th there is a narrowing of the breakthroughs 15th and 17th on the concentric circles 16 and 18th with different pitch. For the breakthroughs 17th , which are the outer cooling channels 12th form, with 40 ° division (360 ° divided by 9 outer openings 17th ) means the right-hand spiral with a slope from one of the sheets to an immediately adjacent sheet of 2 °. For the breakthroughs 15th showing the inner cooling channels 11 form, with 45 ° division (360 ° divided by 8 inner openings 15th ) means the left-hand spiral with a slope from one of the sheets to an immediately adjacent sheet of -3 °.

6 bis 9 zeigen ein Rotorblechpaket 7, welches in der elektrischen Maschine 1 nach 1 zum Einsatz kommen kann und sich von dem Rotorblechpaket nach 2 bis 5 durch die Anzahl an äußeren Durchbrüchen (insgesamt 60) unterscheidet, wobei die Anzahl an Wicklungsnuten insgesamt 60 und inneren Durchbrüchen insgesamt 8 beträgt (wie in dem Beispiel nach 2 bis 5 insgesamt 8) . Daraus ergibt sich ein Nutsprung 20 von 360°/60 = 6° und ein identischer Winkelabstand zwischen zwei benachbarten äußeren Durchbrüchen 17. Ein Winkelabstand zwischen zwei benachbarten inneren Durchbrüchen 15 beträgt 360°/8=45°. 6th until 9 show a laminated rotor core 7th which in the electrical machine 1 after 1 can be used and is based on the rotor core 2 until 5 differs by the number of outer openings (a total of 60), the number of winding slots being a total of 60 and inner openings being a total of 8 (as in the example according to FIG 2 until 5 a total of 8). This results in a groove jump 20th of 360 ° / 60 = 6 ° and an identical angular distance between two adjacent outer openings 17th . An angular distance between two adjacent inner openings 15th is 360 ° / 8 = 45 °.

Die Durchbrüche 15 und 17 der in Stapelrichtung L versetzten Bleche sind in der Umfangsrichtung U der Bleche 14 um jeweils sieben Nutsprünge, d.h. um 7*6°=42° versetzt zueinander angeordnet. Durch diese geschränkte Stapelung ergeben sich der linksgängige innere Kühlkanal 11 und der äußere Kühlkanal 12, die untereinander parallel verlaufen. Durch diesen „Sprung“ beim Stapeln der einzelnen Bleche 14 jeweils auf die siebte Wicklungsnut entsteht eine Schränkung der inneren Durchbrüche 15 auf den konzentrischen Kreisen mit unterschiedlicher Teilung. Für die Durchbrüche 17, welche die äußeren Kühlkanäle 12 bilden, mit 6° Teilung (360° geteilt durch 60 äußere Durchbrüche 17) bedeutet das einen axialen Verlauf des äußeren Kühlkanals 17 mit einer Steigung von einem der Bleche zu einem unmittelbar benachbarten Blech von 0°, das heißt die äußeren Kühlkanäle 12 verlaufen in axialer Richtung L geradlinig durch das Rotorblechpaket 7. Für die inneren Durchbrüche 15, welche die inneren Kühlkanäle 11 bilden, mit 45° Teilung (360° geteilt durch 8 innere Durchbrüche 15) bedeutet das Linksspiralen mit einer Steigung von einem der Bleche zu einem unmittelbar benachbarten Blech von -3°.The breakthroughs 15th and 17th of the sheets offset in the stacking direction L are in the circumferential direction U of the sheets 14th arranged offset to one another by seven groove steps, ie by 7 * 6 ° = 42 °. This offset stacking results in the left-hand inner cooling channel 11 and the outer cooling channel 12th that run parallel to each other. This "jump" when stacking the individual sheets 14th In each case on the seventh winding groove, there is a twisting of the inner breakthroughs 15th on the concentric circles with different pitches. For the breakthroughs 17th , which are the outer cooling channels 12th form, with 6 ° division (360 ° divided by 60 outer openings 17th ) that means an axial course of the outer cooling channel 17th with a slope from one of the sheets to an immediately adjacent sheet of 0 °, i.e. the outer cooling channels 12th run in a straight line in the axial direction L through the laminated rotor core 7th . For the inner breakthroughs 15th showing the inner cooling channels 11 form, with 45 ° division (360 ° divided by 8 inner openings 15th ) means the left-hand spiral with a slope from one of the sheets to an immediately adjacent sheet of -3 °.

Claims

Electrical machine (1) comprising a laminated rotor stack (7), wherein - the laminated rotor stack (7) comprises a plurality of laminations (14) stacked in a stacking direction (L), - the laminations (14) each have at least one inner opening (15) and at least one have outer opening (17) which connect the end faces (S) of the respective sheet metal (14) to one another and are arranged on two radially spaced concentric circles (16, 18), - the inner openings (15) from in the stacking direction (L ) offset sheets (14) in a circumferential direction (U) of the sheets (14) so offset are arranged to each other that at least one inner cooling channel (11) running through the laminated rotor core (7) is formed, - the outer openings (17) of sheets (14) offset in the stacking direction (L) in a circumferential direction (U) of the sheets (14) are arranged offset from one another in such a way that at least one outer cooling channel (12) running through the laminated rotor core (7) is formed, - the at least one inner cooling channel (11) and the at least one outer cooling channel (12) are oriented in different directions and - the at least one inner cooling channel (11) and the at least one outer cooling channel (12) being screw-spindle-shaped, - the at least one inner cooling channel (11) being a left-handed screw-spindle-shaped inner cooling channel (11) and the at least one outer cooling channel (12) ) is a right-hand screw-spindle-shaped outer cooling channel (12) in order to realize an inner cooling circuit (3), and a housing (2) within which the rotor sheet hpaket (7) and a stator (8) with stator winding heads (9,10) are arranged.

Electric machine after Claim 1 wherein the inner cooling channel (11) and the outer cooling channel (12) are screw-spindle-shaped and have a cross-section which has an enlarged circumference compared to a circle of the same cross-sectional area.

Electric machine after Claim 1 or 2 , wherein a sum of cross-sectional areas of the at least one inner cooling channel (11) is equal to a sum of cross-sectional areas of the at least one outer cooling channel (12).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, wherein primary cooling channels for an external cooling circuit through which a cooling medium can flow are arranged on a circumference of the housing (2).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, wherein heat transfer surfaces are enlarged by means of surface ribs and / or needle ribs on a bearing plate or on the housing (2) of the electrical machine (1).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, wherein the electrical machine (1) is designed as an asynchronous machine.

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, wherein an aerosol is provided for flowing through the at least one inner cooling channel and the at least one outer cooling channel.