DE102021108197A1

DE102021108197A1 - Rotor shaft for a rotor of an electrical machine, electrical machine and motor vehicle

Info

Publication number: DE102021108197A1
Application number: DE102021108197.1A
Authority: DE
Inventors: Philip Moerth; Benjamin Krank
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotorwelle (5) für einen Rotor (4) einer elektrischen Maschine (1), wobei in axialer Richtung (7) der Rotorwelle (5) zwischen einem ersten Längenbereich (8) und einem zweiten Längenbereich (8) der Rotorwelle (5) wenigstens ein Abschleuderelement (10) angeordnet ist, von welchem bei einer Drehung (6a) der Rotorwelle (5) Öl 11 gezielt von der Rotorwelle (5) abschleuderbar ist.The invention relates to a rotor shaft (5) for a rotor (4) of an electrical machine (1), with the rotor shaft (5) between a first length region (8) and a second length region (8) of the rotor shaft ( 5) at least one throw-off element (10) is arranged, from which oil 11 can be thrown off the rotor shaft (5) in a targeted manner when the rotor shaft (5) rotates (6a).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorwelle für einen Rotor einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a rotor shaft for a rotor of an electrical machine according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to an electrical machine for a motor vehicle and a motor vehicle.

In der EP 2 542 803 B1 ist eine Anordnung zur berührungslosen Abdichtung einer drehbar gelagerten Welle zu einem Gehäuse hin offenbart, wobei der Innenraum des Gehäuses zumindest teilweise mit Schmieröl befüllt ist und wobei eine mit der Welle drehfest verbundene Schleuderscheibe zumindest teilweise in radialer Richtung verlaufende Bohrungen aufweist, sodass Schmieröl von einem Schleuderraum zu einen die Schleuderscheibe zumindest teilweise umgebenden Fangraum hin förderbar ist. Die Bohrungen münden mit ihrem radial innenliegenden Endbereich in den Schleuderraum und münden mit ihrem radial außenliegenden Endbereich in den Fangraum, wobei zwischen Schleuderscheibe und einem Flanschteil des Gehäuses ein Spaltbereich vorgesehen ist, der den Schleuderraum mit dem Fangraum verbindet.In the EP 2 542 803 B1 discloses an arrangement for non-contact sealing of a rotatably mounted shaft to a housing, with the interior of the housing being at least partially filled with lubricating oil and with a centrifugal disk connected non-rotatably to the shaft having bores running at least partially in the radial direction, so that lubricating oil flows from a centrifugal chamber can be conveyed to a catch space that at least partially surrounds the centrifugal disc. The bores open into the centrifugal space with their radially inner end area and open into the collecting space with their radially outer end area, with a gap area being provided between the centrifugal disc and a flange part of the housing, which gap area connects the centrifugal space with the collecting space.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rotorwelle für einen Rotor einer elektrischen Maschine, eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine besonders erhöht werden kann.It is the object of the invention to create a rotor shaft for a rotor of an electric machine, an electric machine for a motor vehicle and a motor vehicle, so that the reliability of the electric machine against failure can be particularly increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rotorwelle für einen Rotor einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.This object is achieved according to the invention by a rotor shaft for a rotor of an electrical machine having the features of patent claim 1, an electrical machine for a motor vehicle having the features of patent claim 7 and by a motor vehicle with such an electrical machine having the features of patent claim 10. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent patent claims and the description.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Rotorwelle für einen Rotor einer elektrischen Maschine. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine als Synchronmaschine, insbesondere als selbsterregte Synchronmaschine, ausgebildet. In einem vollständig hergestellten Zustand des Rotors umfasst der Rotor die Rotorwelle. Der Rotor kann wenigstens ein Blechpaket umfassen, welches an der Rotorwelle angeordnet sein kann. In einem vollständig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine weist die elektrische Maschine den Rotor und damit die Rotorwelle auf.A first aspect of the invention relates to a rotor shaft for a rotor of an electrical machine. The electrical machine is preferably designed as a synchronous machine, in particular as a self-excited synchronous machine. In a fully manufactured state of the rotor, the rotor includes the rotor shaft. The rotor can include at least one laminated core, which can be arranged on the rotor shaft. In a completely manufactured state of the electric machine, the electric machine has the rotor and thus the rotor shaft.

Die elektrische Maschine weist einen mit einem Gehäuseelement der elektrischen Maschine verbundenen Stator auf, wobei der Rotor beziehungsweise die Rotorwelle um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator verdrehbar ist. Die Maschinendrehachse entspricht einer Wellendrehachse der Rotorwelle. Beispielsweise kann mittels der elektrischen Maschine eine elektrische Leistung in eine mechanische Leistung umgewandelt werden, wodurch der Rotor von dem Stator angetrieben werden kann und dadurch um die Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Alternativ kann mittels der elektrischen Maschine die mechanische Leistung in die elektrische Leistung umgewandelt werden. Beispielsweise kann die elektrische Maschine vorgesehen sein, um ein Kraftfahrzeug anzutreiben, wobei die elektrische Maschine über den Rotor, insbesondere die Rotorwelle, bei der Drehung ein Drehmoment, insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann. Die elektrische Leistung kann aus einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs entnommen werden beziehungsweise dem Bordnetz zugeführt werden.The electrical machine has a stator connected to a housing element of the electrical machine, with the rotor or the rotor shaft being rotatable about a machine axis of rotation relative to the stator. The machine axis of rotation corresponds to a shaft axis of rotation of the rotor shaft. For example, electrical power can be converted into mechanical power by means of the electrical machine, as a result of which the rotor can be driven by the stator and can therefore be rotated about the machine axis of rotation relative to the stator. Alternatively, the mechanical power can be converted into electrical power by means of the electrical machine. For example, the electric machine can be provided to drive a motor vehicle, wherein the electric machine can provide a torque during rotation, in particular for driving the motor vehicle, via the rotor, in particular the rotor shaft. The electrical power can be taken from an on-board network of the motor vehicle or can be supplied to the on-board network.

Die elektrische Maschine kann wenigstens ein Bürstenmodul umfassen. Das Bürstenmodul kann wenigstens eine Bürste aufweisen, welche insbesondere als Kohlebürste ausgebildet sein kann. Mittels des Bürstenmoduls kann zwischen dem Rotor und dem Stator eine elektrische Verbindung beziehungsweise ein elektrischer Kontakt hergestellt werden. Beispielsweise kann die elektrische Maschine als ölgekühlte elektrische Maschine ausgebildet sein, worunter insbesondere verstanden werden kann, dass die elektrische Maschine ein Öl umfasst, mittels welchem Wärme von Bauelementen der elektrischen Maschine abführbar ist, wodurch die elektrische Maschine beziehungsweise die Bauelemente kühlbar sind. Bei dem Bauelement kann es sich beispielsweise um die Rotorwelle handeln. Alternativ oder zusätzlich kann das Öl zur Schmierung der elektrischen Maschine vorgesehen sein. Beispielsweise kann mittels des Öls ein Rotorwellenlager der elektrischen Maschine geschmiert werden, wobei die Rotorwelle mittels des Rotorwellenlagers relativ zu dem Gehäuseelement der elektrischen Maschine verdrehbar an dem Gehäuseelement angeordnet sein kann.The electric machine can include at least one brush module. The brush module can have at least one brush, which can be designed in particular as a carbon brush. An electrical connection or an electrical contact can be established between the rotor and the stator by means of the brush module. For example, the electrical machine can be designed as an oil-cooled electrical machine, which can be understood in particular as meaning that the electrical machine includes an oil by means of which heat can be dissipated from components of the electrical machine, as a result of which the electrical machine or the components can be cooled. The component can be the rotor shaft, for example. Alternatively or additionally, the oil can be provided for lubricating the electrical machine. For example, a rotor shaft bearing of the electrical machine can be lubricated by means of the oil, wherein the rotor shaft can be arranged on the housing element such that it can rotate relative to the housing element of the electrical machine by means of the rotor shaft bearing.

Um nun eine Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine besonders erhöhen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in axialer Richtung der Rotorwelle zwischen einem ersten Längenbereich der Rotorwelle und einem in axialer Richtung der Rotorwelle auf den ersten Längenbereich folgenden, zweiten Längenbereich der Rotorwelle wenigstens ein Abschleuderelement angeordnet ist, von welchem bei der Drehung der Rotorwelle Öl gezielt von der Rotorwelle abschleuderbar ist. Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: In einem Betrieb der elektrischen Maschine dreht sich die Rotorwelle mit einer Drehzahl relativ zu dem Stator beziehungsweise ist die Rotorwelle mit der Drehzahl relativ zu dem Stator verdrehbar. Insbesondere dann, wenn sich die Rotorwelle mit der Drehzahl dreht, kann das Öl auf der Rotorwelle, insbesondere einer Oberfläche der Rotorwelle, entlangströmen, wobei sich das Öl in dem ersten Längenbereich befinden kann beziehungsweise in dem ersten Längenbereich auf der Rotorwelle, insbesondere der Oberfläche der Rotorwelle, entlangströmen kann. Der zweite Längenbereich schließt sich in der axialen Richtung der Rotorwelle mittelbar an den ersten Längenbereich an. Dementsprechend ist der zweite Längenbereich in Strömungsrichtung des in dem ersten Längenbereich auf der Rotorwelle entlangströmenden Öls stromab des ersten Längenbereichs angeordnet. In der axialen Richtung der Rotorwelle ist das insbesondere als Schleudergeometrie bezeichnete Abschleuderelement zwischen den Längenbereichen angeordnet, wobei das Abschleuderelement in Strömungsrichtung des den ersten Längenbereich auf der Rotorwelle entlangströmenden Öls stromab des ersten Längenbereichs angeordnet ist. Zumindest ein Teil des sich in dem ersten Längenbereich befindenden Öls kann von dem ersten Längenbereich zu dem Abschleuderelement strömen und somit dem Abschleuderelement zugeführt werden. Bei der Drehung der Rotorwelle mit der Drehzahl ist das sich auf dem Abschleuderelement befindende beziehungsweise auf dem Abschleuderelement entlangströmende Öl mittels des Abschleuderelements zumindest teilweise von dem Abschleuderelement und damit gezielt von der Rotorwelle abschleuderbar und kann dadurch definiert von der Rotorwelle abgeführt werden und einer Umgebung der Rotorwelle zugeführt werden. Bei der Drehung der Rotorwelle mit der Drehzahl kann zumindest ein Teil des sich auf dem Abschleuderelement befindenden Öls beziehungsweise des auf dem Abschleuderelement entlangströmenden Öls von der Rotorwelle abgeschleudert werden, wobei das Abschleudern des sich in dem ersten Längenbereich befindenden Öls beziehungsweise des auf dem ersten Längenbereich entlangströmenden Öls unterbleibt beziehungsweise, insbesondere deutlich, geringer ist als der mittels des Abschleuderelements abgeschleuderte Teil des Öls. Dadurch, dass das Öl mittels des Abschleuderelements zumindest teilweise von der Rotorwelle abgeschleudert wird, ist der sich in der axialen Richtung der Rotorwelle an das Abschleuderelement anschließende, zweite Längenbereich vorzugsweise frei von dem Öl beziehungsweise in dem zweiten Längenbereich befindet sich, insbesondere deutlich, weniger Öl als in dem ersten Längenbereich. Bei der Drehung der Rotorwelle wirkt auf das sich auf dem Abschleuderelement befindende Öl eine Trägheitskraft in Form einer in radialer Richtung der Rotorwelle nach außen gerichteten Fliehkraft infolge der Drehung, sodass das Öl insbesondere, wenn die Fliehkraft eine zwischen dem Öl und dem Abschleuderelement wirkende Reibungskraft, insbesondere Haftreibungskraft, überschreitet, von dem Abschleuderelement und dadurch von der Rotorwelle abgeschleudert wird.In order to be able to particularly increase the reliability of the electrical machine, it is provided according to the invention that at least one centrifugal element is arranged in the axial direction of the rotor shaft between a first longitudinal region of the rotor shaft and a second longitudinal region of the rotor shaft following the first longitudinal region in the axial direction of the rotor shaft is, from which when the rotor shaft rotates, oil can be thrown off the rotor shaft in a targeted manner. This can be understood in particular as follows: When the electric machine is in operation, the rotor shaft rotates at a speed relative to the stator, or the rotor shaft rotates with it the speed relative to the stator rotatable. In particular, when the rotor shaft rotates at the speed, the oil can flow along the rotor shaft, in particular a surface of the rotor shaft, whereby the oil can be located in the first length area or in the first length area on the rotor shaft, in particular the surface of the Rotor shaft, can flow along. The second length range directly follows the first length range in the axial direction of the rotor shaft. Accordingly, the second length region is arranged downstream of the first length region in the direction of flow of the oil flowing along the rotor shaft in the first length region. In the axial direction of the rotor shaft, the centrifugal element, referred to in particular as centrifugal geometry, is arranged between the longitudinal regions, wherein the centrifugal element is arranged downstream of the first longitudinal region in the flow direction of the oil flowing along the first longitudinal region on the rotor shaft. At least a part of the oil located in the first length area can flow from the first length area to the slinger element and thus be supplied to the slinger element. When the rotor shaft rotates at the speed, the oil on the slinger element or flowing along the slinger element can be at least partially spun off the slinger element and thus specifically off the rotor shaft by means of the slinger element and can thus be discharged in a defined manner from the rotor shaft and an area surrounding the rotor shaft be supplied. When the rotor shaft rotates at the speed, at least part of the oil on the slinger element or the oil flowing along the slinger element can be spun off the rotor shaft, with the slinging off of the oil in the first length area or of the oil flowing along the first length area Oil is omitted or, in particular, is significantly less than the part of the oil thrown off by means of the throw-off element. Because the oil is at least partially spun off the rotor shaft by means of the slinging element, the second length region adjoining the slinging element in the axial direction of the rotor shaft is preferably free of oil or there is, in particular, significantly less oil in the second length region than in the first length range. During the rotation of the rotor shaft, an inertial force acts on the oil on the ejector element in the form of a centrifugal force directed outwards in the radial direction of the rotor shaft as a result of the rotation, so that the oil, in particular when the centrifugal force is a frictional force acting between the oil and the ejector element, in particular static friction force, is thrown off the throw-off element and thereby off the rotor shaft.

Vorzugsweise weist das Abschleuderelement wenigstens eine Kante auf, wobei das an dem Abschleuderelement entlangströmende Öl über die Kante strömt, wodurch das Abschleudern, insbesondere infolge einer Strömungsablösung des Öls, begünstigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist das Abschleuderelement beziehungsweise eine Geometrie des Abschleuderelements derart ausgestaltet, dass eine erste Geschwindigkeit, mittels welcher das Öl auf dem Abschleuderelement entlangströmt, unterschiedlich zu einer zweiten Geschwindigkeit ist, mittels welcher das Öl in dem ersten Längenbereich auf der Rotorwelle entlangströmt. Insbesondere dann, wenn die erste Geschwindigkeit des Öls auf dem Abschleuderelement geringer ist als die zweite Geschwindigkeit in dem ersten Längenbereich, kann das Öl besonders gut von der Rotorwelle abgeschleudert werden, weil eine Verweildauer des Öls in dem Abschleuderelement bezogen auf den ersten Längenbereich besonders erhöht sein kann.The throwing-off element preferably has at least one edge, with the oil flowing along the throwing-off element flowing over the edge, as a result of which throwing off, in particular as a result of a flow separation of the oil, can be promoted. Alternatively or additionally, the slinger element or a geometry of the slinger element is designed in such a way that a first speed at which the oil flows along the slinger element is different from a second speed at which the oil flows along the rotor shaft in the first longitudinal region. In particular, when the first speed of the oil on the slinging element is lower than the second speed in the first length range, the oil can be spun off the rotor shaft particularly well because the dwell time of the oil in the slinging element is particularly increased in relation to the first length range can.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Bisher sind ölgekühlte, selbsterregte Synchronmaschinen im Automotive-Bereich nicht im Einsatz. Dabei kann ein insbesondere als Spagat bezeichneter Zielkonflikt zwischen einer Leistungsdichte der elektrischen Maschine und damit verbundenen Kühlungsanforderungen der elektrischen Maschine bestehen, wobei eine Abdichtung eines Rotorbestromungssystems der elektrischen Maschine, insbesondere gegenüber dem Öl, besonders herausfordernd sein kann. Das Rotorbestromungssystem kann besonders sensibel gegenüber dem Öl beziehungsweise einer Undichtheit sein. Während des Betriebs der elektrischen Maschine kann, insbesondere aufgrund eines systembedingten Abriebs an dem Bürstenmodul, Ölverpestung auftreten, worunter insbesondere verstanden werden kann, dass Partikel, insbesondere des Abriebs, in das Öl gelangen und mit dem Öl mittransportiert werden. Die insbesondere als Ölkontaminierung bezeichnete Ölverpestung kann zu einer besonders erhöhten Konzentration der Partikel, bei welchen es sich insbesondere um leitfähigen Staub handeln kann, zwischen elektrisch leitfähigen Komponenten der elektrischen Maschine führen, wodurch ein Kurzschluss und/oder ein Isolationsfehler auftreten können. Dadurch kann es zu einem Ausfall der elektrischen Maschine kommen. Beispielsweise kann das Rotorbestromungssystem die elektrisch leitfähige Komponente umfassen.The invention is based in particular on the following findings and considerations: To date, oil-cooled, self-excited synchronous machines have not been used in the automotive sector. There can be a conflict of objectives, referred to in particular as a balancing act, between a power density of the electrical machine and the associated cooling requirements of the electrical machine, with sealing off a rotor current system of the electrical machine, in particular from the oil, being particularly challenging. The rotor current system can be particularly sensitive to the oil or a leak. During operation of the electrical machine, oil contamination can occur, in particular due to system-related wear on the brush module, which can be understood in particular as particles, in particular from the wear, getting into the oil and being transported with the oil. Oil contamination, which is referred to in particular as oil contamination, can lead to a particularly high concentration of particles, which can in particular be conductive dust, between electrically conductive components of the electrical machine, as a result of which a short circuit and/or an insulation fault can occur. This can lead to a failure of the electrical machine. For example, the rotor current system can include the electrically conductive component.

Bei der erfindungsgemäßen Rotorwelle kann mittels des Abschleuderelements der Kurzschluss beziehungsweise der Isolationsfehler vermieden werden und dadurch die Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine besonders erhöht werden. Mittels des Abschleuderelements kann das Öl vor Erreichen eines kritischen Bereiches, welcher beispielsweise der zweite Längenbereich sein kann, der Rotorwelle beziehungsweise der elektrischen Maschine abgeschleudert werden und dadurch definiert von der Rotorwelle abgeführt werden. Das Öl kann beispielsweise in Folge einer Undichtigkeit, insbesondere eines Dichtungselements der elektrischen Maschine, auf die Rotorwelle, insbesondere den ersten Längenbereich, gelangen. Bei dem kritischen Bereich kann es sich beispielsweise um einen Bereich der elektrischen Maschine handeln, welcher das Bürstenmodul umfasst. Dadurch kann mittels der erfindungsgemäßen Rotorwelle ein bezüglich der Ölkontaminierung sensibles beziehungsweise besonders anfälliges Bauteil, insbesondere das Rotorbestromungssystem beziehungsweise die elektrisch leitfähige Komponente, der elektrischen Maschine vor einem Ausfall geschützt werden. Somit ist das erfindungsgemäße Abschleuderelement eine Robustheitsmaßnahme der Rotorwelle beziehungsweise der elektrischen Maschine, insbesondere gegenüber der Undichtigkeit.In the case of the rotor shaft according to the invention, the short circuit or the insulation fault can be avoided by means of the centrifugal element be and thereby the reliability of the electrical machine can be particularly increased. By means of the throwing element, the oil can be thrown off the rotor shaft or the electric machine before it reaches a critical area, which can be, for example, the second length area, and can thus be discharged from the rotor shaft in a defined manner. The oil can get onto the rotor shaft, in particular the first length region, for example as a result of a leak, in particular in a sealing element of the electrical machine. The critical area can be, for example, an area of the electrical machine that includes the brush module. As a result, a component that is sensitive or particularly susceptible to oil contamination, in particular the rotor current system or the electrically conductive component, of the electrical machine can be protected from failure by means of the rotor shaft according to the invention. Thus, the centrifugal element according to the invention is a robustness measure for the rotor shaft or the electrical machine, in particular with regard to leaks.

In weiterer Ausgestaltung ist das Abschleuderelement an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Rotorwelle ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Abschleuderelement an der außenumfangsseitigen Mantelfläche der Rotorwelle angeordnet. Dadurch kann das Öl mittels des Abschleuderelements besonders vorteilhaft von der Rotorwelle abgeschleudert werden.In a further refinement, the throw-off element is formed on a lateral surface of the rotor shaft on the outer peripheral side. In other words, the throwing-off element is arranged on the outer peripheral lateral surface of the rotor shaft. As a result, the oil can be spun off the rotor shaft in a particularly advantageous manner by means of the slinging element.

Vorzugsweise erstreckt sich das Abschleuderelement in Umfangsrichtung der Rotorwelle über wenigstens 90 Grad. Mit anderen Worten ausgedrückt umgibt beziehungsweise umschließt das Abschleuderelement die Wellendrehachse der Rotorwelle in Umfangsrichtung der Rotorwelle zu wenigstens 90 Grad. Dadurch kann das in dem ersten Längenbereich auf der Rotorwelle entlangströmende Öl besonders gut dem Abschleuderelement zugeführt werden, wodurch besonders viel Öl von der Rotorwelle abgeschleudert werden kann. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Abschleuderelement sich in Umfangsrichtung der Rotorwelle über 360 Grad erstreckt.The throw-off element preferably extends over at least 90 degrees in the circumferential direction of the rotor shaft. In other words, the centrifugal element surrounds or encloses the axis of rotation of the rotor shaft in the circumferential direction of the rotor shaft by at least 90 degrees. As a result, the oil flowing along the rotor shaft in the first length region can be fed particularly well to the throwing element, as a result of which a particularly large amount of oil can be thrown off the rotor shaft. It has proven particularly advantageous if the throw-off element extends over 360 degrees in the circumferential direction of the rotor shaft.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung steht das Abschleuderelement in radialer Richtung der Rotorwelle nach außen von jeweiligen Oberflächen der Längenbereiche ab. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Abschleuderelement in der radialen Richtung weiter von der Wellendrehachse der Rotorwelle beabstandet als die jeweiligen Oberflächen der Längenbereiche. Dadurch kann das von dem ersten Längenbereich zu dem Abschleuderelement strömende Öl besonders vorteilhaft an dem Abschleuderelement gesammelt werden und dadurch besonders gut von der Rotorwelle abgeschleudert werden. Zudem kann dadurch, dass das Abschleuderelement in der radialen Richtung der Rotorwelle nach außen von den jeweiligen Oberflächen der Längenbereiche absteht, bei der Drehung der Rotorwelle eine Rotationsgeschwindigkeit des Abschleuderelements höher sein als eine Rotationsgeschwindigkeit der jeweiligen Oberflächen der Längenbereiche, wodurch das Öl mittels des Abschleuderelements besonders vorteilhaft von der Rotorwelle abgeschleudert werden kann.In a further embodiment of the invention, the throw-off element protrudes outwards in the radial direction of the rotor shaft from respective surfaces of the longitudinal regions. In other words, the slinger is spaced further from the shaft axis of rotation of the rotor shaft in the radial direction than the respective surfaces of the longitudinal regions. As a result, the oil flowing from the first longitudinal region to the centrifuging element can be collected particularly advantageously on the centrifuging element and can thus be centrifuged particularly well off the rotor shaft. In addition, because the slinger element protrudes outwards from the respective surfaces of the length areas in the radial direction of the rotor shaft, a rotational speed of the slinger element can be higher than a rotational speed of the respective surfaces of the length areas during the rotation of the rotor shaft, whereby the oil is particularly swept away by means of the slinger element can advantageously be thrown off the rotor shaft.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Abschleuderelement als eine Rippe ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Abschleuderelement rippenförmig ausgebildet. Dadurch kann das von dem ersten Längenbereich zu dem Abschleuderelement strömende Öl besonders vorteilhaft an dem rippenförmig ausgebildeten Abschleuderelement gesammelt werden und dadurch besonders gut von der Rotorwelle abgeschleudert werden. Zudem kann bei der Drehung der Rotorwelle die Rotationsgeschwindigkeit des Abschleuderelements höher sein als die Rotationsgeschwindigkeit der jeweiligen Oberflächen der Längenbereiche, wodurch das Öl mittels des rippenförmig ausgebildeten Abschleuderelements besonders vorteilhaft von der Rotorwelle abgeschleudert werden kann.In a further embodiment, the throw-off element is designed as a rib. In other words, the throw-off element is designed in the form of ribs. As a result, the oil flowing from the first longitudinal region to the slinger element can be collected particularly advantageously on the slinger element designed in the form of ribs and can thus be spun off the rotor shaft particularly well. In addition, when the rotor shaft rotates, the rotational speed of the slinger element can be higher than the rotational speed of the respective surfaces of the longitudinal regions, as a result of which the oil can be spun off the rotor shaft particularly advantageously by means of the rib-shaped slinger element.

In weiterer Ausgestaltung ist das Abschleuderelement als eine Nut der Rotorwelle ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt umfasst die Rotorwelle die Nut, welche das Abschleuderelement ist. Unter der Nut kann insbesondere eine sich in Umfangsrichtung der Rotorwelle erstreckende, längliche Vertiefung der Rotorwelle beziehungsweise der äußeren Mantelfläche verstanden werden. Mittels der Nut kann das Öl besonders vorteilhaft an dem Abschleuderelement gesammelt werden und dadurch besonders vorteilhaft von der Rotorwelle abgeschleudert werden.In a further refinement, the throw-off element is designed as a groove in the rotor shaft. In other words, the rotor shaft includes the groove, which is the throw-off element. The groove can be understood in particular as an elongate depression in the rotor shaft or in the outer lateral surface that extends in the circumferential direction of the rotor shaft. By means of the groove, the oil can be collected in a particularly advantageous manner on the throwing-off element and thereby be thrown off the rotor shaft in a particularly advantageous manner.

Vorzugsweise ist das Abschleuderelement, insbesondere die Nut und/oder die Rippe, spanend bearbeitet. Beispielsweise kann das Abschleuderelement, insbesondere die Nut und/oder die Rippe, mittels Drehen hergestellt sein.The throw-off element, in particular the groove and/or the rib, is preferably machined. For example, the throw-off element, in particular the groove and/or the rib, can be produced by turning.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgebildet ist. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator und einen um eine Maschinendrehachse der elektrischen Maschine relativ zu dem Stator drehbaren Rotor, welcher eine Rotorwelle aufweist. Eine Wellendrehachse der Rotorwelle entspricht der Maschinendrehachse. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise als Synchronmaschine, insbesondere als selbsterregte Synchronmaschine, ausgebildet. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to an electrical machine for a motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck. The electrical machine includes a stator and a rotor which can rotate about a machine axis of rotation of the electrical machine relative to the stator and has a rotor shaft. A shaft rotation axis of the rotor shaft corresponds to the engine rotation axis. The electric The machine is preferably designed as a synchronous machine, in particular as a self-excited synchronous machine. Advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.

Um eine Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine besonders erhöhen zu können, ist in axialer Richtung der Rotorwelle zwischen einem ersten Längenbereich und einem, in axialer Richtung der Rotorwelle auf den ersten Längenbereich folgenden, zweiten Längenbereich der Rotorwelle, wenigstens ein Abschleuderelement angeordnet, von welchem bei einer Drehung der Rotorwelle Öl gezielt von der Rotorwelle abschleuderbar ist. Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden:

In einem Betrieb der elektrischen Maschine dreht sich die Rotorwelle mit einer Drehzahl relativ zu dem Stator. Insbesondere dann, wenn sich die Rotorwelle mit der Drehzahl dreht, kann das Öl auf der Rotorwelle, insbesondere einer Oberfläche der Rotorwelle, entlangströmen, wobei sich das Öl in dem ersten Längenbereich befinden kann beziehungsweise in dem ersten Längenbereich auf der Rotorwelle, insbesondere der Oberfläche der Rotorwelle, entlangströmen kann. Dabei kann zumindest ein Teil des sich in dem ersten Längenbereich befindenden Öls von dem ersten Längenbereich zu dem Abschleuderelement strömen und somit dem Abschleuderelement zugeführt werden. Bei der Drehung der Rotorwelle mit der Drehzahl ist das sich auf dem Abschleuderelement befindende beziehungsweise auf dem Abschleuderelement entlangströmende Öl mittels des Abschleuderelements zumindest teilweise von dem Abschleuderelement und damit gezielt von der Rotorwelle abschleuderbar und kann dadurch definiert von der Rotorwelle abgeführt werden und einer Umgebung der Rotorwelle zugeführt werden. Bei der Drehung der Rotorwelle mit der Drehzahl kann zumindest ein Teil des sich auf dem Abschleuderelement befindenden Öls beziehungsweise des auf dem Abschleuderelement entlangströmenden Öls von der Rotorwelle abgeschleudert werden, wobei das Abschleudern des sich in dem ersten Längenbereich befindenden Öls beziehungsweise des auf dem ersten Längenbereich entlangströmenden Öls unterbleibt beziehungsweise, insbesondere deutlich, geringer ist als der mittels des Abschleuderelements abgeschleuderte Teil des Öls. Dadurch, dass das Öl mittels des Abschleuderelements zumindest teilweise von der Rotorwelle abgeschleudert wird, ist der sich in der axialen Richtung der Rotorwelle an das Abschleuderelement anschließende, zweite Längenbereich vorzugsweise frei von dem Öl beziehungsweise in dem zweiten Längenbereich befindet sich, insbesondere deutlich, weniger Öl als in dem ersten Längenbereich.

In order to be able to particularly increase the fail-safety of the electrical machine, at least one centrifugal element is arranged in the axial direction of the rotor shaft between a first length region and a second length region of the rotor shaft, which follows the first length region in the axial direction of the rotor shaft, from which during a rotation the rotor shaft, oil can be thrown off the rotor shaft in a targeted manner. This can be understood to mean the following in particular:

During operation of the electric machine, the rotor shaft rotates at a speed relative to the stator. In particular, when the rotor shaft rotates at the speed, the oil can flow along the rotor shaft, in particular a surface of the rotor shaft, whereby the oil can be located in the first length area or in the first length area on the rotor shaft, in particular the surface of the Rotor shaft, can flow along. At least a part of the oil located in the first length area can flow from the first length area to the throwing element and thus be fed to the throwing element. When the rotor shaft rotates at the speed, the oil on the slinger element or flowing along the slinger element can be at least partially spun off the slinger element and thus specifically off the rotor shaft by means of the slinger element and can thus be discharged in a defined manner from the rotor shaft and an area surrounding the rotor shaft be supplied. When the rotor shaft rotates at the speed, at least part of the oil on the slinger element or the oil flowing along the slinger element can be spun off the rotor shaft, with the slinging off of the oil in the first length area or of the oil flowing along the first length area Oil is omitted or, in particular, is significantly less than the part of the oil thrown off by means of the throw-off element. Because the oil is at least partially spun off the rotor shaft by means of the slinging element, the second length region adjoining the slinging element in the axial direction of the rotor shaft is preferably free of oil or there is, in particular, significantly less oil in the second length region than in the first length range.

In weiterer Ausgestaltung umfasst die elektrische Maschine ein separat von der Rotorwelle ausgebildetes Dichtungselement, welches an dem ersten Längenbereich der Rotorwelle direkt anliegt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das zusätzlich zu der Rotorwelle vorgesehene Dichtungselement unmittelbar an dem ersten Längenbereich der Rotorwelle angeordnet, wodurch das Dichtungselement den ersten Längenbereich zumindest teilweise, insbesondere in Umfangsrichtung der Rotorwelle und/oder in axialer Richtung der Rotorwelle, unmittelbar begrenzt. Das Dichtungselement ist dazu vorgesehen, die Rotorwelle beziehungsweise den ersten Längenbereich hinsichtlich des Öls abzudichten, sodass der erste Längenbereich frei von dem Öl gehalten werden kann. Das Dichtelement ist vorzugsweise als dynamische Dichtung ausgeführt. Beispielsweise dichtet das Dichtelement die Rotorwelle, insbesondere den ersten Längenbereich, gegenüber einem Gehäuseelement der elektrischen Maschine ab. Während des Betriebs der elektrischen Maschine kann es passieren, dass das Öl unerwünschterweise das Dichtelement passiert und somit in den ersten Längenbereich der Rotorwelle gelangt. Mit anderen Worten ausgedrückt weist das Dichtungselement eine Undichtigkeit auf, wodurch das Öl in den ersten Längenbereich der Rotorwelle gelangt. Das das Dichtelement unerwünschterweise passierende Öl kann von dem ersten Längenbereich zu dem Abschleuderelement strömen und mittels des Abschleuderelements von der Rotorwelle abgeschleudert werden, wodurch die Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine besonders erhöht werden kann. Dementsprechend ist das Abschleuderelement eine Robustheitsmaßnahme gegen Folgefehler des nicht funktionierenden Dichtelements beziehungsweise des die Undichtigkeit aufweisenden Dichtungselements, welches den ersten Längenbereich nicht vollständig abdichten kann, um ein bezüglich Ölkontaminierung besonders sensibles beziehungsweise besonders anfälliges Bauteil der elektrischen Maschine vor dem Öl und dadurch vor einem Ausfall zu schützen.In a further refinement, the electric machine comprises a sealing element which is formed separately from the rotor shaft and which bears directly against the first longitudinal region of the rotor shaft. In other words, the sealing element provided in addition to the rotor shaft is arranged directly on the first longitudinal area of the rotor shaft, as a result of which the sealing element directly delimits the first longitudinal area at least partially, in particular in the circumferential direction of the rotor shaft and/or in the axial direction of the rotor shaft. The sealing element is intended to seal off the rotor shaft or the first longitudinal area with respect to the oil, so that the first longitudinal area can be kept free from the oil. The sealing element is preferably designed as a dynamic seal. For example, the sealing element seals the rotor shaft, in particular the first length region, from a housing element of the electrical machine. During the operation of the electrical machine, it can happen that the oil undesirably passes through the sealing element and thus reaches the first longitudinal area of the rotor shaft. In other words, the sealing element has a leak, as a result of which the oil gets into the first longitudinal area of the rotor shaft. The oil undesirably passing through the sealing element can flow from the first longitudinal region to the slinging element and be thrown off the rotor shaft by means of the slinging element, as a result of which the reliability of the electrical machine can be particularly increased. Accordingly, the throw-off element is a robustness measure against consequential errors of the non-functioning sealing element or the sealing element showing a leak, which cannot completely seal the first length region, in order to protect a component of the electrical machine that is particularly sensitive or particularly susceptible to oil contamination from the oil and thus from a failure protection.

Vorzugsweise ist das Dichtungselement als Radialwellendichtring ausgebildet. Dadurch kann die Rotorwelle, insbesondere der erste Längenbereich, bei dem Betrieb der elektrischen Maschine besonders vorteilhaft abgedichtet werden.The sealing element is preferably designed as a radial shaft sealing ring. As a result, the rotor shaft, in particular the first longitudinal area, can be sealed particularly advantageously during operation of the electrical machine.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine antreibbar. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle with at least one electrical machine according to the second aspect of the invention. The motor vehicle according to the invention is preferably used as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck, or as a Designed passenger bus or motorcycle. The motor vehicle can preferably be driven by means of the electric machine. Advantages and advantageous configurations of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Rotorwelle; und
2 eine erfindungsgemäße elektrische Maschine mit einer erfindungsgemäßen Rotorwelle gemäß einer weiteren Ausführungsform.

The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings. Show it:

1 a schematic partial sectional view of a motor vehicle according to the invention with an electric machine according to the invention with a rotor shaft according to the invention; and
2 an electrical machine according to the invention with a rotor shaft according to the invention according to a further embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht eine elektrische Maschine 1 und ein Kraftfahrzeug 2, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgebildet ist. In einem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs 2 umfasst das Kraftfahrzeug 2 die elektrische Maschine 1. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine 1 dafür vorgesehen, das Kraftfahrzeug 2 anzutreiben. 1 shows a schematic partial sectional view of an electric machine 1 and a motor vehicle 2, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck. In a fully manufactured state of the motor vehicle 2, the motor vehicle 2 includes the electric machine 1. The electric machine 1 is preferably provided for driving the motor vehicle 2.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 3 und einen Rotor 4, welcher relativ zu dem Stator 3 um eine Maschinendrehachse drehbar ist. Der Rotor weist eine Rotorwelle 5 auf, welche eine Wellendrehachse 6 umfasst, die der Maschinendrehachse entspricht. Bei einer Drehung 6a der Rotorwelle 5 kann die elektrische Maschine 1 über die Rotorwelle 5 ein Drehmoment bereitstellen, welches zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 vorgesehen ist.The electrical machine 1 comprises a stator 3 and a rotor 4 which can be rotated relative to the stator 3 about a machine axis of rotation. The rotor has a rotor shaft 5 which includes a shaft axis of rotation 6 which corresponds to the engine axis of rotation. When the rotor shaft 5 rotates 6a, the electric machine 1 can provide a torque via the rotor shaft 5, which torque is provided for driving the motor vehicle 2.

Um eine Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine 1 besonders erhöhen zu können, ist in axialer Richtung 7 der Rotorwelle 5 zwischen einem ersten Längenbereich 8 und einem in axialer Richtung 7 der Rotorwelle 5 auf den ersten Längenbereich 8 folgenden, zweiten Längenbereich 9 der Rotorwelle 5 wenigstens ein Abschleuderelement 10 angeordnet, von welchem bei der Drehung 6a der Rotorwelle 5 Öl 11 gezielt von der Rotorwelle 5 abschleuderbar ist. Das mittels des Abschleuderelements 10 von der Rotorwelle 5 abgeschleuderte Öl 11 ist mittels eines Pfeils 12 veranschaulicht. Bei einem Betrieb der elektrischen Maschine 1 kann sich das Öl 11 auf der Rotorwelle 5, insbesondere einer Oberfläche der Rotorwelle 5, in dem ersten Längenbereich 8 befinden, wobei das Öl 11 von dem ersten Längenbereich 8 zu dem Abschleuderelement 10 strömen kann und dadurch dem Abschleuderelement 10 zugeführt werden kann. Das Öl 11 kann auf dem Abschleuderelement 10 gesammelt werden und infolge der Drehung 6a der Rotorwelle 5 mittels des Abschleuderelements 10 von dem Abschleuderelement 10 und dadurch von der Rotorwelle 5 abgeschleudert und damit abgeführt werden. Beispielsweise wird bei der Drehung 6a der Rotorwelle 5 mit einer Drehzahl das sich auf dem Abschleuderelement 10 befindende Öl 11 mittels des Abschleuderelements 10 zumindest teilweise von der Rotorwelle 5 abgeschleudert, wobei bei der Drehung 6a der Rotorwelle 5 mit der Drehzahl das Abschleudern des in dem ersten Längenbereich 8 befindenden Öls 11 unterbleibt. Infolge des Abschleuderns des Öls 11 mittels des Abschleuderelements 10 von der Rotorwelle 5 ist der zweite Längenbereich 9 vorzugsweise frei von dem Öl 11.In order to be able to particularly increase the fail-safety of the electrical machine 1, at least one centrifugal element is located in the axial direction 7 of the rotor shaft 5 between a first length region 8 and a second length region 9 of the rotor shaft 5 following the first length region 8 in the axial direction 7 of the rotor shaft 5 10 is arranged, from which oil 11 can be thrown off the rotor shaft 5 in a targeted manner during rotation 6a of the rotor shaft 5 . The oil 11 thrown off the rotor shaft 5 by the throwing element 10 is illustrated by an arrow 12 . When the electric machine 1 is in operation, the oil 11 can be on the rotor shaft 5, in particular on a surface of the rotor shaft 5, in the first longitudinal region 8, with the oil 11 being able to flow from the first longitudinal region 8 to the slinger element 10 and thereby to the slinger element 10 can be supplied. The oil 11 can be collected on the slinger element 10 and, as a result of the rotation 6a of the rotor shaft 5, be spun off by the slinger element 10 from the slinger element 10 and thereby from the rotor shaft 5 and thus discharged. For example, when the rotor shaft 5 rotates 6a at one speed, the oil 11 on the slinger element 10 is at least partially spun off the rotor shaft 5 by means of the slinger element 10, with the slinging of the in the first Length range 8 located oil 11 is omitted. As a result of the oil 11 being flung off the rotor shaft 5 by the flinging element 10, the second length region 9 is preferably free of the oil 11.

Das Öl 11 kann bei dem Betrieb der elektrischen Maschine 1 verpestet beziehungsweise kontaminiert sein, insbesondere mittels eines leitfähigen Staubs, wodurch eine Benetzung elektrisch leitfähiger Komponenten der elektrischen Maschine 1, insbesondere des Rotors 4, mittels des Öls 11 zu einem Kurzschluss und/oder zu einem Isolationsfehler führen kann. Dadurch, dass das Öl 11 mittels des Abschleuderelements 10 von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden kann, kann die Benetzung der elektrisch leitfähigen Komponente und damit der Kurzschluss und/oder der Isolationsfehler besonders vorteilhaft vermieden werden.The oil 11 can be polluted or contaminated during operation of the electrical machine 1, in particular by means of conductive dust, which means that wetting electrically conductive components of the electrical machine 1, in particular the rotor 4, by means of the oil 11 can lead to a short circuit and/or a can lead to insulation faults. Due to the fact that the oil 11 can be spun off the rotor shaft 5 by means of the slinging element 10, the wetting of the electrically conductive component and thus the short circuit and/or the insulation fault can be avoided in a particularly advantageous manner.

In weiterer Ausgestaltung ist das Abschleuderelement 10 an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 13 der Rotorwelle 5 ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich das Abschleuderelement 10 in Umfangsrichtung 14 der Rotorwelle 5 über wenigstens 90 Grad. In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Abschleuderelement 10 in Umfangsrichtung 14 der Rotorwelle 5 über 360 Grad. Das Abschleuderelement 10 umgibt die Wellendrehachse 6 somit vollständig in der Umfangsrichtung 14. Dadurch kann das in dem ersten Längenbereich 8 auf der Rotorwelle 5 entlangströmende Öl 11 besonders gut dem Abschleuderelement 10 zugeführt werden, wodurch besonders das Öl 11 besonders vorteilhaft von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden kann.In a further embodiment, the throwing-off element 10 is formed on a lateral surface 13 of the rotor shaft 5 on the outer circumference. The throw-off element 10 preferably extends over at least 90 degrees in the circumferential direction 14 of the rotor shaft 5 . In the in the 1 The embodiment shown extends the centrifugal element 10 in the circumferential direction 14 of the rotor shaft 5 over 360 degrees. The centrifugal element 10 thus completely surrounds the shaft axis of rotation 6 in the circumferential direction 14. As a result, the oil 11 be fed particularly well to the throwing-off element 10, as a result of which the oil 11 in particular can be thrown off the rotor shaft 5 in a particularly advantageous manner.

In weiterer Ausgestaltung steht das Abschleuderelement 10 in radialer Richtung 15 der Rotorwelle 5 nach außen von jeweiligen Oberflächen 16, 17 der Längenbereiche 8, 9 ab. Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Der erste Längenbereich 8 weist eine erste der Oberflächen 16 auf und der zweite Längenbereich 9 weist eine zweite der Oberflächen 17 auf. Zumindest eine Teilfläche 18 des Abschleuderelements 10 ist in der radialen Richtung 15 der Rotorwelle 5 weiter von der Wellendrehachse 6 beabstandet als die jeweiligen Oberflächen 16, 17 der Längenbereiche 8, 9. Dadurch kann das von dem ersten Längenbereich 8 zu dem Abschleuderelement 10 strömende Öl 11 besonders vorteilhaft an dem Abschleuderelement 10 gesammelt werden und dadurch besonders gut von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden. Zudem kann bei der Drehung 6a der Rotorwelle eine Rotationsgeschwindigkeit des Abschleuderelements 10 höher sein als eine Rotationsgeschwindigkeit der jeweiligen Oberflächen 16, 17 der Längenbereiche 8, 9, wodurch das Öl 11 mittels des Abschleuderelements 10 besonders vorteilhaft von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden kann.In a further embodiment, the throw-off element 10 protrudes outwards in the radial direction 15 of the rotor shaft 5 from the respective surfaces 16, 17 of the longitudinal regions 8, 9. This can in particular be understood to mean the following: the first length region 8 has a first of the surfaces 16 and the second length region 9 has a second of the surfaces 17 . At least one partial surface 18 of the slinger element 10 is further spaced from the shaft axis of rotation 6 in the radial direction 15 of the rotor shaft 5 than the respective surfaces 16, 17 of the longitudinal regions 8, 9. This means that the oil 11 are particularly advantageously collected on the throw-off element 10 and are thrown off the rotor shaft 5 particularly well as a result. In addition, during rotation 6a of the rotor shaft, a rotational speed of the slinger element 10 can be higher than a rotational speed of the respective surfaces 16, 17 of the longitudinal regions 8, 9, as a result of which the oil 11 can be spun off the rotor shaft 5 in a particularly advantageous manner by means of the slinger element 10.

In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Abschleuderelement 10 als Rippe 19 ausgebildet. Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Das Abschleuderelement 10 weist zwei gegenüberliegend angeordnete Flanken 20 auf, welche schräg oder senkrecht zu der Teilfläche 18 verlaufen. Die Flanken 20 erstrecken sich von der äußeren Mantelfläche 13 bis zu der Teilfläche 18. Vorzugsweise erstrecken sich die Flanken 20 in der radialen Richtung 15 der Rotorwelle 5 und/oder sind jeweils parallel zueinander angeordnet. Mittels der Rippe 19 kann das Öl 11 besonders vorteilhaft von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden.in the in 1 shown embodiment, the throwing element 10 is designed as a rib 19. This can be understood to mean the following in particular: The throw-off element 10 has two oppositely arranged flanks 20 which run obliquely or perpendicularly to the partial surface 18 . The flanks 20 extend from the outer lateral surface 13 to the partial surface 18. The flanks 20 preferably extend in the radial direction 15 of the rotor shaft 5 and/or are each arranged parallel to one another. The oil 11 can be flung off the rotor shaft 5 in a particularly advantageous manner by means of the rib 19 .

2 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht die elektrische Maschine 1, wobei in der in der 2 gezeigten Ausführungsform das Abschleuderelement 10 als Nut 21 der Rotorwelle 5 ausgebildet ist. Unter der Nut 21 kann insbesondere eine Vertiefung der außenumfangsseitigen Mantelfläche 13 der Rotorwelle 5 verstanden werden. Dadurch ist der Teilfläche 18 des Abschleuderelements 10 in der radialen Richtung 15 weniger weit von der Wellendrehachse 6 beabstandet als die jeweiligen Oberflächen 16, 17 der Längenbereiche 8, 9. Mittels der Nut 21 kann das Öl 11 besonders vorteilhaft von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden. 2 shows the electrical machine 1 in a schematic partial sectional view, wherein in FIG 2 shown embodiment, the throwing element 10 is formed as a groove 21 of the rotor shaft 5. The groove 21 can be understood in particular as a recess in the lateral surface 13 of the rotor shaft 5 on the outer peripheral side. As a result, the partial surface 18 of the centrifuging element 10 is spaced less far from the shaft axis of rotation 6 in the radial direction 15 than the respective surfaces 16, 17 of the longitudinal regions 8, 9. The oil 11 can be centrifuged off the rotor shaft 5 particularly advantageously by means of the groove 21.

Die elektrische Maschine 1 weist ein separat von der Rotorwelle 5 ausgebildetes Dichtungselement 22 auf, welches an dem ersten Längenbereich 8 der Rotorwelle 5 direkt anliegt. Das Dichtungselement 22 dichtet den ersten Längenbereich 8 der Rotorwelle 5 gegenüber einem Gehäuseelement 23 der elektrischen Maschine 1 ab. Das Dichtungselement 22 ist beispielsweise dazu vorgesehen, dass das Öl 11 nicht von einem dritten Längenbereich 24 der Rotorwelle 5 in den ersten Längenbereich 8 gelangen kann, wobei sich der dritte Längenbereich 24 auf einer ersten Seite des Dichtungselements 22 befindet und sich der ersten Längenbereich 8, der zweite Längenbereich 9 und das Abschleuderelement 10 auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite des Dichtungselements 22 befinden. Vorzugsweise ist das Dichtungselement 22 als Radialwellendichtring 25 ausgebildet. Sich in dem dritten Längenbereich 24 befindendes Öl 11, welches das Dichtungselement 22, beispielsweise infolge einer Undichtigkeit des Dichtungselements 22, passiert und dadurch von dem dritten Längenbereich 24 in den ersten Längenbereich 8 gelangt, kann von dem ersten Längenbereich 8 zu dem Abschleuderelement 10 strömen und mittels des Abschleuderelements 10 von der Rotorwelle 5 abgeschleudert werden. Dadurch kann der zweite Längenbereich 9 frei von dem Öl 11 bleiben.The electrical machine 1 has a sealing element 22 which is formed separately from the rotor shaft 5 and which bears directly against the first longitudinal region 8 of the rotor shaft 5 . The sealing element 22 seals off the first longitudinal region 8 of the rotor shaft 5 from a housing element 23 of the electrical machine 1 . The sealing element 22 is provided, for example, so that the oil 11 cannot get from a third longitudinal area 24 of the rotor shaft 5 into the first longitudinal area 8, the third longitudinal area 24 being located on a first side of the sealing element 22 and the first longitudinal area 8, the second longitudinal region 9 and the throwing-off element 10 are located on a second side of the sealing element 22 opposite the first side. The sealing element 22 is preferably designed as a radial shaft sealing ring 25 . Oil 11 in the third length region 24, which passes through the sealing element 22, for example as a result of a leak in the sealing element 22, and thus travels from the third length region 24 into the first length region 8, can flow from the first length region 8 to the centrifugal element 10 and thrown off the rotor shaft 5 by means of the throw-off element 10 . As a result, the second longitudinal area 9 can remain free of the oil 11 .

BezugszeichenlisteReference List

11: elektrische Maschineelectric machine
22: Kraftfahrzeugmotor vehicle
33: Statorstator
44: Rotorrotor
55: Rotorwellerotor shaft
66: Wellendrehachseshaft axis of rotation
6a6a: Drehungrotation
77: axiale Richtungaxial direction
88th: erster Längenbereichfirst length range
99: zweiter Längenbereichsecond length range
1010: Abschleuderelementcentrifugal element
1111: Öloil
1212: PfeilArrow
1313: Mantelflächelateral surface
1414: Umfangsrichtungcircumferential direction
1515: radiale Richtungradial direction
1616: erste Oberflächefirst surface
1717: zweite Oberflächesecond surface
1818: Teilflächeface
1919: Ripperib
2020: Flankenflanks
2121: Nutgroove
2222: Dichtungselementsealing element
2323: Gehäuseelementhousing element
2424: dritter Längenbereichthird length range
2525: RadialwellendichtringRadial shaft seal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2542803 B1 [0002]

Claims

Rotor shaft (5) for a rotor (4) of an electrical machine (1), characterized in that in the axial direction (7) of the rotor shaft (5) between a first length region (8) and a second length region (8) of the rotor shaft (5 ) at least one throw-off element (10) is arranged, from which oil (11) can be thrown off the rotor shaft (5) in a targeted manner when the rotor shaft (5) rotates (6a).

Rotor shaft (5) after claim 1 , characterized in that the centrifugal element (10) is formed on an outer peripheral lateral surface (13) of the rotor shaft (5).

Rotor shaft (5) after claim 1 or 2 , characterized in that the throw-off element (10) in the circumferential direction (14) of the rotor shaft (5) extends over at least 90 degrees.

Rotor shaft (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the throwing element (10) protrudes outwards in the radial direction (15) of the rotor shaft (5) from respective surfaces (16, 17) of the longitudinal regions (8, 9).

Rotor shaft (5) after claim 4 , characterized in that the throw-off element (10) is designed as a rib (19).

Rotor shaft (5) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the centrifugal element (10) is designed as a groove (21) of the rotor shaft (5).

Electrical machine (1) for a motor vehicle (2), with a stator (3) and with a rotor (4) which can be rotated relative to the stator (3) and which has a rotor shaft (5), characterized in that in the axial direction ( 7) of the rotor shaft (5) between a first longitudinal region (8) and a second longitudinal region (9) of the rotor shaft (5) at least one centrifugal element (10) is arranged, from which oil ( 11) can be thrown off the rotor shaft (5) in a targeted manner.

Electrical machine (1) according to claim 7 , characterized by a sealing element (22) which is formed separately from the rotor shaft (5) and which rests directly on the first longitudinal region (8) of the rotor shaft (5).

Electrical machine (1) according to claim 8 , characterized in that the sealing element (22) is designed as a radial shaft sealing ring (25).

Motor vehicle (2), with at least one electrical machine (1) according to one of Claims 7 until 9 .