DE102023120265A1 - assembly of an electric drive motor of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen ist eine Baugruppe (1) einer elektrischen Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Rotorwelle (2), einer Schleifringeinheit (3) auf dieser und ein die Schleifringeinheit (3) umfassendes Bürstenmodul (4), aufweisend eine zentrale Tragplatte (21), auf jeder von deren Bodenseiten (5, 6) eine Bürstentragplatte (7) mit jeweils wenigstens einer Bürste (8, 9) appliziert ist, wobei die wenigstens eine Bürste (8, 9) je Bodenseite (5, 6) mit einem Stromabnahmering (10, 11) der Schleifringeinheit (3) in Gleitkontakt steht, welche Stromabnahmeringe (10, 11) auf einer Mantelfläche (12) eines mit einem Außenmantel (13) der Rotorwelle (2) gefügten Tragrings (14) als Bestandteil der Schleifringeinheit (3) liegen, wobei zur Kühlung eines Bürsten-Stromabnahmeringkontakts (15) längs durch die Rotorwelle (2) ein Zuführkanal (16) für Öl läuft, welcher bei der Schleifringeinheit (3) von einem Querkanal (17) in der Rotorwelle (2) geschnitten ist, der mit einem Ableitkanal (18) durch den Tragring (14) in Verbindung steht wobei eine Mündung (19) des jeweiligen Ableitkanals (18) an der Mantelfläche (12) des Tragrings (14) zwischen den beiden Stromabnahmeringen (10, 11) liegt. A subassembly (1) of an electric drive machine of a motor vehicle is proposed, with a rotor shaft (2), a slip ring unit (3) on the latter and a brush module (4) comprising the slip ring unit (3), having a central support plate (21), on each of the bottom sides (5, 6) of which a brush support plate (7) with at least one brush (8, 9) is applied, wherein the at least one brush (8, 9) on each bottom side (5, 6) is in sliding contact with a current collection ring (10, 11) of the slip ring unit (3), which current collection rings (10, 11) lie on a jacket surface (12) of a support ring (14) joined to an outer jacket (13) of the rotor shaft (2) as a component of the slip ring unit (3), wherein a feed channel (16) for oil runs lengthwise through the rotor shaft (2) for cooling a brush-current collection ring contact (15), which in the case of the slip ring unit (3) is cut by a transverse channel (17) in the rotor shaft (2), which is connected to a discharge channel (18) through the support ring (14), wherein an opening (19) of the respective discharge channel (18) is located on the outer surface (12) of the support ring (14) between the two current collection rings (10, 11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe einer elektrischen Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Rotorwelle, einer Schleifringeinheit auf der Rotorwelle und ein die Schleifringeinheit umfassendes Bürstenmodul, welches eine zentrale Tragplatte aufweist, auf jeder von deren Bodenseiten zumindest mittelbar eine Bürstentragplatte mit jeweils wenigstens einer stromleitenden Bürste appliziert ist, wobei die wenigstens eine Bürste je Bodenseite mit einem Stromabnahmering der Schleifringeinheit in Gleitkontakt steht, welche Stromabnahmeringe auf einer Mantelfläche eines mit einem Außenmantel der Rotorwelle gefügten Tragrings als Bestandteil der Schleifringeinheit liegen und wobei eine Kühlung eines Bürsten-Stromabnahmeringkontakts mit Öl vorgesehen ist.The invention relates to an assembly of an electric drive machine of a motor vehicle, with a rotor shaft, a slip ring unit on the rotor shaft and a brush module comprising the slip ring unit, which has a central support plate, on each of the bottom sides of which a brush support plate with at least one current-conducting brush is applied at least indirectly, wherein the at least one brush on each bottom side is in sliding contact with a current collection ring of the slip ring unit, which current collection rings lie on a jacket surface of a support ring joined to an outer jacket of the rotor shaft as part of the slip ring unit and wherein cooling of a brush-current collection ring contact with oil is provided.
Eine Baugruppe mit ölgekühltem Bürsten-Stromabnahmeringkontakt (Stichwort: Aktivkühlung) geht aus der
Aufgabe ist es, ein Bürstenmodul mit einer optimierten Kühlung dessen Bürsten-Stromabnahmeringkontakts zu schaffen.The task is to create a brush module with optimized cooling of its brush current collection ring contact.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Kühlung des Bürsten-Stromabnahmeringkontakts mit Öl längs durch die Rotorwelle ein Zuführkanal für das Öl läuft, welcher bei der Schleifringeinheit von wenigstens einem Querkanal für das Öl in der Rotorwelle geschnitten ist, der mit zumindest einem Ableitkanal für das Öl durch den Tragring in Verbindung steht, wobei eine Mündung des jeweiligen Ableitkanals an der Mantelfläche des Tragrings zwischen den beiden Stromabnahmeringen liegt.According to the invention, this object is achieved in that, in order to cool the brush current collection ring contact with oil, a supply channel for the oil runs lengthwise through the rotor shaft, which in the slip ring unit is cut by at least one transverse channel for the oil in the rotor shaft, which is connected to at least one discharge channel for the oil through the support ring, wherein an opening of the respective discharge channel is located on the outer surface of the support ring between the two current collection rings.
Vorgeschlagen ist somit zumindest ein mit dem Zuführkanal durch die Rotorwelle in Fluidverbindung stehender Quer- und Ableitkanal. Beide Kanäle (Quer- und Ableitkanal) fluchten vorzugsweise miteinander, wobei gemäß einem Unteranspruch auch eine Ringnutabnahme möglich ist, so dass diese Fluchtung nicht zwingend nötig ist, was hilft, Montagekosten zu sparen.At least one transverse and discharge channel is therefore proposed, which is in fluid communication with the supply channel through the rotor shaft. Both channels (transverse and discharge channel) are preferably aligned with one another, whereby according to a subclaim, an annular groove removal is also possible, so that this alignment is not absolutely necessary, which helps to save assembly costs.
Das Kühlöl gelangt somit sehr gezielt und dosiert druckbeaufschlagt an den Kontakt der jeweiligen Bürste auf dem Stromabnahmering. Eine einfache Variante sieht hierbei vor, den wenigstens einen Ableitkanal durch den Tragring mittig zwischen den Stromabnahmeringen anzuordnen und auf einen Innenrand der Tragplatte zu richten.The cooling oil thus reaches the contact of the respective brush on the current collection ring in a very targeted and metered manner under pressure. A simple variant here provides for at least one discharge channel to be arranged through the support ring in the middle between the current collection rings and directed towards an inner edge of the support plate.
Der vorgenannte Innenrand der Tragplatte ist gemäß einer zweckmäßigen Konkretisierung der Erfindung zur gezielteren Ölzuleitung im Umfangsbereich der jeweiligen Bürste je Seite dachartig angeschrägt und bildet somit eine Prallfläche. Denkbar und vorgesehen sind auch separate und mit der Tragplatte gefügte Leitelemente.According to a practical embodiment of the invention, the aforementioned inner edge of the support plate is bevelled like a roof on each side for a more targeted oil supply in the peripheral area of the respective brush and thus forms an impact surface. Separate guide elements joined to the support plate are also conceivable and provided.
Vorgeschlagen ist es zudem, jeder Bürstentragplattenseite zumindest einen Ableitkanal für eine gezielte Kühlölzufuhr zuzuordnen. Der jeweilige Kanal kann bspw. schräg durch die Rotorwelle und den Tragring auf den jeweiligen Kontaktbereich zu gerichtet verlaufen. Alternativ ist es vorgesehen, zwei in Axialrichtung der Rotorwelle hintereinander liegende Kanalgruppen (eine je Bürstentragplattenseite) zu applizieren.It is also proposed to assign at least one discharge channel to each side of the brush support plate for a targeted supply of cooling oil. The respective channel can, for example, run diagonally through the rotor shaft and the support ring towards the respective contact area. Alternatively, it is planned to apply two channel groups one behind the other in the axial direction of the rotor shaft (one per side of the brush support plate).
Bevorzugt trägt jede Bürstentragplatte mehrere, umfangsmäßig gleichverteilte Bürsten, so bspw. 3. Dabei ist es vorgeschlagen, jeder Bürste einen Ableitkanal oder einen Querkanal fluchtend mit einem Ableitkanal zuzuordnen, was eine aufgefächerte Verteilung für eine hervorragende Ölkühlung ergibt. Bei erstgenannter Variante ist es denkbar, bspw. lediglich einen Querkanal in der Rotorwelle vorzusehen, von dem über eine Ringnutverteilung (Außenmantel Rotorwelle / Bohrung Tragring) das Kühlöl in die respektiven Ableitkanäle geführt wird.Preferably, each brush support plate carries several brushes that are evenly distributed around the circumference, for example 3. It is proposed that each brush be assigned a discharge channel or a cross channel that is aligned with a discharge channel, which results in a fanned-out distribution for excellent oil cooling. In the first variant, it is conceivable, for example, to provide only one cross channel in the rotor shaft, from which the cooling oil is guided into the respective discharge channels via an annular groove distribution (outer casing of rotor shaft / bore of support ring).
Das Kühlöl kann an einer der Endstirnen der Rotorwelle in diese geleitet werden. Denkbar und vorgesehen ist jedoch auch gleichermaßen ein Kühlöleintritt in die Rotorwelle über deren Außenmantel. Zudem kann die Mündung des jeweiligen Ableitkanals eine zugespitzte / düsenartige Gestaltung aufweisen. Anstelle von Öl wie Schmieröl / Motorenöl zur Kühlung des vorbeschriebenen Kontakts kann auch ein anderes Medium gewählt sein.The cooling oil can be fed into the rotor shaft at one of its ends. However, it is also conceivable and intended that the cooling oil enter the rotor shaft via its outer casing. In addition, the mouth of the respective discharge channel can have a tapered / nozzle-like design. Instead of oil such as lubricating oil / engine oil for cooling the contact described above, another medium can also be selected.
Zur Zeichnung:
- •
1 zeigt einen Längshalbschnitt durch die Baugruppe in einem axial vorderen Abschnitt der Rotorwelle; - •
2 zeigt einen Ausschnitt der Schnittansicht wie vorgenannt mit schräg verlaufendem Quer- und Ableitkanal; - •
3 zeigt wiederum einen Ausschnitt der Schnittansicht mit Ringnutabgriff für das Kühlöl und - •
4 zeigt einen Querschnitt durch die Rotorwelle und die Schleifringeinheit im Längenabschnitt der Tragplatte.
- •
1 shows a longitudinal half-section through the assembly in an axially forward section of the rotor shaft; - •
2 shows a section of the sectional view as mentioned above with diagonally running transverse and drainage channels; - •
3 shows again a section of the sectional view with ring groove tap for the cooling oil and - •
4 shows a cross-section through the rotor shaft and the slip ring unit in the longitudinal section of the support plate.
Aus
Das vorgenannte Bürstenmodul 4 hat eine zentrale Tragplatte 21. Die in
Ein jeweiliger Bürsten-Stromabnahmeringkontakt 15, d. h. ein Bereich eines Gleitkontakts der jeweiligen Bürste 8, 9 auf dem entsprechenden Stromabnahmering 10, 11, ist für eine gute Wärmeabfuhr aktiv ölgekühlt.A respective brush current
Längs durch die Rotorwelle 2 läuft ein Zuführkanal 16 für Kühlöl, welches druckbeaufschlagt aus Richtung der elektrischen Antriebsmaschine herangeleitet ist (s. Pfeilangabe). Bei der Schleifringeinheit 3, in Längsrichtung gesehen mittig zwischen den Stromabnahmeringen 10, 11, ist der Zuführkanal 16 von 6 umfangsverteilten Querkanälen 17 zur Weiterleitung des Kühlöls geschnitten.A
Wie in diesem Kontext aus
Gemäß den
Gemäß der Variante nach
Nach
Liste der Bezugszahlenlist of reference numbers
- 11
- Baugruppemodule
- 22
- Rotorwellerotor shaft
- 33
- Schleifringeinheitslip ring unit
- 44
- Bürstenmodulbrush module
- 55
- Bodenseitebottom side
- 66
- Bodenseitebottom side
- 7a7a
- Bürstentragplattebrush support plate
- 7b7b
- Bürstentragplattebrush support plate
- 88
- Bürstebrush
- 99
- Bürstebrush
- 1010
- Stromabnahmeringcurrent collection ring
- 1111
- Stromabnahmeringcurrent collection ring
- 1212
- Mantelflächelateral surface
- 1313
- Außenmantelouter shell
- 1414
- Tragringsupport ring
- 1515
- Bürsten-Stromabnahmeringkontaktbrush current collection ring contact
- 1616
- Zuführkanalfeed channel
- 1717
- Querkanalcross-channel
- 1818
- Ableitkanaldrainage channel
- 1919
- Mündungmouth
- 2020
- Innenrandinner edge
- 2121
- Tragplattesupport plate
- 2222
- Prallflächeimpact surface
- 2323
- Bürstentragplattenseitebrush support plate side
- 2424
- Bürstentragplattenseitebrush support plate side
- 2525
- Austrittsbereichexit area
- 2626
- Eintrittsbereichentrance area
- 2727
- Ringnutring groove
- 2828
- Bürstenfederbrush spring
- 2929
- Bürstenfederbrush spring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
DE 10 2021 122 065 B3 [0002]
DE 10 2021 122 065 B3 [0002]
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- 2024-06-28 WO PCT/DE2024/100578 patent/WO2025026480A1/en unknown
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