DE102023106332A1

DE102023106332A1 - Electrical machine designed as a salient pole synchronous machine, component for an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine, motor vehicle comprising an electrical machine and method for producing a component for an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine

Info

Publication number: DE102023106332A1
Application number: DE102023106332.4A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Chernogorski
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2023-03-14
Filing date: 2023-03-14
Publication date: 2024-09-19

Abstract

Elektrische Maschine, ausgebildet als eine Schenkelpol-Synchronmaschine und umfassend wenigstens eine entweder einen Stator (4) oder einen Rotor (5) bildende Komponente (3), die wenigstens zwei sich jeweils entlang einer Radialrichtung (12) der elektrischen Maschine (2) erstreckende Zähne (15) mit jeweils einer hierum gewickelten Wicklung (16) aufweist, wobei wenigstens eine der Wicklungen (16) mehrere, bezogen auf die Radialrichtung (12), übereinander angeordnete Wicklungslagengruppen (27) aufweist, wobei jede der Wicklungslagengruppen (27) eine oder mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagen (28) umfasst, wobei die Wicklungslagengruppen (27) jeweils aus einem separaten und elektrisch leitfähigen Leiterdraht (20) gebildet sind, wobei eine oder mehrere elektrische Verbindungskomponenten (36) vorgesehen ist oder sind, die jeweils Endabschnitte (31, 34) der Leiterdrähte (20) zweier benachbarter Wicklungslagengruppen (27) einer der Wicklungen (16) miteinander verbindet oder verbinden, so dass diese Wicklungslagengruppen (27) elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei die elektrische Maschine ein Kühlsystem (21) aufweist, mittels dem ein Kühlfluid durch einen Hohlquerschnitt wenigstens eines der Leiterdrähte (20) führbar ist.

Electrical machine, designed as a salient pole synchronous machine and comprising at least one component (3) forming either a stator (4) or a rotor (5), which has at least two teeth (15) each extending along a radial direction (12) of the electrical machine (2), each with a winding (16) wound around it, wherein at least one of the windings (16) has a plurality of winding layer groups (27) arranged one above the other with respect to the radial direction (12), wherein each of the winding layer groups (27) comprises one or more winding layers (28) arranged one above the other, wherein the winding layer groups (27) are each formed from a separate and electrically conductive conductor wire (20), wherein one or more electrical connection components (36) is or are provided, which connects end sections (31, 34) of the conductor wires (20) of two adjacent winding layer groups (27) of one of the windings (16) to one another or so that these winding layer groups (27) are electrically connected in series, wherein the electrical machine has a cooling system (21) by means of which a cooling fluid can be guided through a hollow cross section of at least one of the conductor wires (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, ausgebildet als eine Schenkelpol-Synchronmaschine. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Komponente für eine als eine Schenkelpol-Synchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Maschine. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer einen Stator oder einen Rotor bildenden Komponente für eine als eine Schenkelpol-Synchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine.The present invention relates to an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine. The present invention further relates to a component for an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine. In addition, the present invention relates to a motor vehicle comprising an electrical machine. Finally, the present invention relates to a method for producing a component forming a stator or a rotor for an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine.

Bezogen auf ein Gehäuse einer Schenkelpol-Synchronmaschine umfasst diese typischerweise einen fest angeordneten Stator respektive Ständer und einen um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor respektive Läufer. Sofern die Schenkelpol-Synchronmaschine als ein Innenläufer ausgebildet ist, dann ist der Rotor, bezogen auf dessen Rotationsachse, in einem radial weiter innen liegenden Bereich angeordnet als der Stator. Sofern die Schenkelpol-Synchronmaschine als ein Außenläufer ausgebildet ist, dann ist der Rotor, bezogen auf diese Rotationsachse, in einem radial weiter außen liegenden Bereich angeordnet als der Stator.In relation to a housing of a salient pole synchronous machine, this typically comprises a fixed stator or stand and a rotor or runner mounted so as to be rotatable about a rotation axis. If the salient pole synchronous machine is designed as an internal rotor, then the rotor is arranged in a region that is radially further inward than the stator in relation to its rotation axis. If the salient pole synchronous machine is designed as an external rotor, then the rotor is arranged in a region that is radially further outward than the stator in relation to this rotation axis.

Schenkelpol-Synchronmaschinen sind, meist gleichstromerregte, Synchronmaschinen, bei denen zur Erzeugung des Erregergleichfeldes Wicklungen bestromt werden. Im Gegensatz zu Vollpolmaschinen, bei denen der Rotor respektive Läufer Längsnuten aufweist, in denen die Wicklungen aufgenommen sind, sind bei Schenkelpol-Synchronmaschinen Polschuhe bildende Zähne des Stators oder des Rotors vorgesehen, um die die Wicklungen gewickelt sind. Schenkelpol-Synchronmaschinen sind häufig als Innenläufer realisiert. Sofern in diesem Fall die Schenkelpol-Synchronmaschine als eine Außenpol-Schenkelpolmaschine realisiert ist, sind die Zähne am Stator angeordnet. Bei einer als eine Innenpol-Schenkelpolmaschine realisierten Schenkelpol-Synchronmaschine sind die Zähne am Rotor angeordnet.Salient-pole synchronous machines are synchronous machines, usually excited by direct current, in which windings are energized to generate the excitation direct current field. In contrast to solid-pole machines, in which the rotor or armature has longitudinal slots in which the windings are accommodated, salient-pole synchronous machines have teeth on the stator or rotor that form pole shoes, around which the windings are wound. Salient-pole synchronous machines are often implemented as internal rotors. If in this case the salient-pole synchronous machine is implemented as an external-pole salient-pole machine, the teeth are arranged on the stator. In a salient-pole synchronous machine implemented as an internal-pole salient-pole machine, the teeth are arranged on the rotor.

Der elektrische Strom, der durch die die Wicklungen bildenden Leiterdrähte fließt, verursacht eine Erwärmung der Wicklungen. Folglich ist eine Kühlung der Wicklungen erforderlich, wobei zu diesem Zweck ein Kühlfluid beispielsweise durch eine Rotorwelle oder durch einen Rotorkern des Rotors geleitet wird. Entsprechende Systeme sind etwa aus DE 20 2012 007 645 U1 oder WO 2020 / 049 830 A1 bekannt. Derartige Kühlkonzepte, insbesondere die sogenannte Rotorwellenkühlung, sind jedoch nachteilig, da die Kühlwirkung nur indirekt eintritt. Das bedeutet, dass die Wärme nicht unmittelbar an ihrem Entstehungsort, also im Bereich der Wicklungen, auf das Kühlfluid übertragen wird, sondern stattdessen zunächst von der Wicklung zur Rotorwelle oder zu dem Rotorkern übertragen werden muss, wodurch die Kühlwirkung abschwächt wird. Um dem entgegenzuwirken, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Kühlfluid zur direkten Kühlung der Wicklungen durch die als Hohlleiter ausgebildeten Leiterdrähte zu führen. Entsprechende Systeme sind etwa aus DE 10 2020 114 683 A1 , DE 10 2013 205 506 A1 , WO 2017 / 055 246 A2 , WO 2015 / 150 556 A1 , DE 10 2013 205 506 A1 , US 3 821 569 A oder DE 10 2017 119 033 A1 bekannt, wobei aus der letztgenannten Druckschrift ein Konzept bekannt ist, bei dem in Nuten eines Stators einer elektrischen Maschine sogenannte „hair pins“ eingesetzt werden, die über ein Verbindungselement zur Bildung einer Spule miteinander verbunden werden.The electric current flowing through the conductor wires forming the windings causes the windings to heat up. Consequently, cooling of the windings is necessary, whereby a cooling fluid is passed through a rotor shaft or through a rotor core of the rotor, for example. Corresponding systems are made of DE 20 2012 007 645 U1 or WO 2020 / 049 830 A1 Such cooling concepts, in particular the so-called rotor shaft cooling, are disadvantageous, however, because the cooling effect only occurs indirectly. This means that the heat is not transferred to the cooling fluid directly at its source, i.e. in the area of the windings, but instead must first be transferred from the winding to the rotor shaft or to the rotor core, which weakens the cooling effect. To counteract this, it is known from the state of the art to lead the cooling fluid through the conductor wires designed as waveguides for direct cooling of the windings. Corresponding systems are available, for example, from EN 10 2020 114 683 A1 , EN 10 2013 205 506 A1 , WO 2017 / 055 246 A2 , WO 2015 / 150 556 A1 , EN 10 2013 205 506 A1 , US 3 821 569 A or EN 10 2017 119 033 A1 known, whereby a concept is known from the latter publication in which so-called “hair pins” are inserted into slots of a stator of an electrical machine, which are connected to one another via a connecting element to form a coil.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept für eine elektrische Maschine mit einem Leiterdraht, der eine Wicklung ausbildet und durch dessen Hohlquerschnitt ein Kühlfluid führbar ist, anzugeben.It is the object of the present invention to provide an improved concept for an electrical machine with a conductor wire which forms a winding and through whose hollow cross-section a cooling fluid can be guided.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe bei einer elektrische Maschine der eingangs genannten Art dadurch, dass diese wenigstens eine entweder einen Stator oder einen Rotor bildende Komponente umfasst, die wenigstens zwei sich jeweils entlang einer Radialrichtung der elektrischen Maschine erstreckende Zähne mit jeweils einer hierum gewickelten Wicklung aufweist, wobei wenigstens eine der Wicklungen mehrere, bezogen auf die Radialrichtung, übereinander angeordnete Wicklungslagengruppen aufweist, wobei jede der Wicklungslagengruppen eine oder mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagen umfasst, wobei die Wicklungslagengruppen jeweils aus einem separaten und elektrisch leitfähigen Leiterdraht gebildet sind, wobei eine oder mehrere elektrische Verbindungskomponenten vorgesehen ist oder sind, die jeweils Endabschnitte der Leiterdrähte zweier benachbarter Wicklungslagengruppen einer der Wicklungen miteinander verbindet oder verbinden, so dass diese Wicklungslagengruppen elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei die elektrische Maschine ein Kühlsystem aufweist, mittels dem ein Kühlfluid durch einen Hohlquerschnitt wenigstens eines der Leiterdrähte führbar ist.According to the invention, the object is achieved in an electrical machine of the type mentioned at the outset in that it comprises at least one component forming either a stator or a rotor, which has at least two teeth each extending along a radial direction of the electrical machine, each with a winding wound around them, wherein at least one of the windings has a plurality of winding layer groups arranged one above the other in relation to the radial direction, wherein each of the winding layer groups comprises one or more winding layers arranged one above the other, wherein the winding layer groups are each formed from a separate and electrically conductive conductor wire, wherein one or more electrical connection components are or are provided, which each connect or connect end sections of the conductor wires of two adjacent winding layer groups of one of the windings to one another, so that these winding layer groups are electrically connected in series, wherein the electrical machine has a cooling system by means of which a cooling fluid can be guided through a hollow cross section of at least one of the conductor wires.

Mittels der elektrischen Maschine ist bevorzugt ein Traktionsmoment erzeugbar, das über einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auf dessen Räder übertragbar ist. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße elektrische Maschine als ein Innenläufer ausgebildet, bei dem die Komponente der Rotor ist, so dass die elektrische Maschine eine Innenpol-Schenkelpolmaschine ist. Grundsätzlich können die eingangs zu Schenkelpol-Synchronmaschinen erläuterten Aspekte auch bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine vorgesehen sein. Das Kühlfluid ist bevorzugt ein Gas, insbesondere Luft, oder, besonders bevorzugt, eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser oder Öl.The electric machine can preferably be used to generate a traction torque that can be transmitted to the wheels of a motor vehicle via a drive train. The electric machine according to the invention is preferably designed as an internal rotor, in which the component is the rotor, so that the electric machine is an internal pole salient pole machine. In principle, the salient pole synchronizers described at the beginning can be used as internal rotors. The aspects explained above can also be provided in the electrical machine according to the invention. The cooling fluid is preferably a gas, in particular air, or, particularly preferably, a cooling liquid, in particular water or oil.

Durch die vorliegende Erfindung wird es ermöglicht, das Konzept der kühlfluiddurchströmten Leiterdrähte auch bei Schenkelpol-Synchronmaschinen zu realisieren. So werden die Wicklungen bei Schenkelpol-Synchronmaschinen typischerweise dadurch gebildet, dass der Leiterdraht, etwa mittels einer Wickelnadel, um den Zahn gewickelt wird. Dies setzt jedoch eine ausreichende Elastizität des Leiterdrahtes voraus, da aufgrund der benachbarten Anordnung der Zähne zueinander nur ein begrenzter Platz zum Führen der Wickelnadel zur Verfügung steht. Dies bewirkt, dass der Leiterdraht bei dem Wickelvorgang derart stark gebogen wird, dass Leiterdrähte mit Hohlquerschnitten hierzu grundsätzlich nicht geeignet sind. So weisen Leiterdrähte mit hohler Querschnittsgeometrie typischerweise eine zu hohe mechanische Steifigkeit auf, so dass die für die Wicklung mittels einer Wickelnadel erforderliche Biegbarkeit nicht gegeben ist.The present invention makes it possible to implement the concept of conductor wires through which cooling fluid flows in salient pole synchronous machines. The windings in salient pole synchronous machines are typically formed by winding the conductor wire around the tooth, for example using a winding needle. However, this requires sufficient elasticity of the conductor wire, since the adjacent arrangement of the teeth means that there is only limited space available for guiding the winding needle. This means that the conductor wire is bent so much during the winding process that conductor wires with hollow cross sections are fundamentally unsuitable for this purpose. Conductor wires with a hollow cross-sectional geometry typically have too high a mechanical rigidity, so that the flexibility required for winding using a winding needle is not provided.

Diese Problematik im Zusammenhang mit der Herstellung von Schenkelpol-Synchronmaschinen wird mittels der mehrteiligen respektive mehrstückigen Struktur der Wicklung überwunden respektive umgangen. Diese Mehrstückigkeit ermöglicht es, dass die Wicklungslagengruppen einzeln gewickelt werden können, wobei im Vergleich dazu, dass die gesamte Wicklung aus einem ununterbrochenen Leiterdraht gebildet wird, kürzere Leiterdrahtstücken verwendet werden können, wodurch die entsprechende Drahtführung mittels der Wickelnadel vereinfacht wird und insbesondere stärkere Biegungen vermieden werden können.This problem in connection with the manufacture of salient pole synchronous machines is overcome or avoided by means of the multi-part or multi-piece structure of the winding. This multi-piece structure enables the winding layer groups to be wound individually, whereby, compared to the entire winding being formed from a continuous conductor wire, shorter conductor wire pieces can be used, which simplifies the corresponding wire guidance using the winding needle and, in particular, allows for greater bends to be avoided.

Nachfolgend werden Definitionen relevanter Raumrichtungen bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine eingeführt. So ist eine Rotorwelle des Rotors um eine Rotationsachse drehbar gelagert, die sich entlang einer Längsrichtung der elektrischen Maschine erstreckt. Die Radialrichtung erstreckt sich senkrecht zur Längsrichtung. Eine Umfangsrichtung steht wiederum senkrecht auf der Radialrichtung. Das heißt, dass sich ein um die Rotationsachse rotierender Punkt entlang der Umfangsrichtung bewegt. Sofern eine dieser Richtungen ohne konkrete Bezugnahme genannt wird, bezieht diese sich gemäß den soeben eingeführten Definitionen auf die elektrische Maschine. Die Längs-, die Radial- und die Umfangsrichtung bezüglich der Komponente entsprechen der Längs-, der Radial- und der Umfangsrichtung bezüglich der elektrischen Maschine.Definitions of relevant spatial directions in the electrical machine according to the invention are introduced below. A rotor shaft of the rotor is mounted so that it can rotate about an axis of rotation that extends along a longitudinal direction of the electrical machine. The radial direction extends perpendicular to the longitudinal direction. A circumferential direction is in turn perpendicular to the radial direction. This means that a point rotating about the axis of rotation moves along the circumferential direction. If one of these directions is mentioned without a specific reference, it refers to the electrical machine in accordance with the definitions just introduced. The longitudinal, radial and circumferential directions with respect to the component correspond to the longitudinal, radial and circumferential directions with respect to the electrical machine.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Wicklungen mehrere, bezogen auf die Radialrichtung, übereinander angeordnete Wicklungslagengruppen aufweist. Jede der Wicklungslagengruppen weist eine Wicklungslage oder mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagen auf, wobei die Wicklungslagengruppen jeweils aus einem separaten Leiterdraht gebildet sind. Die Wicklung umfasst mithin mehrere Leiterdrähte, wobei diese Leiterdrähte respektive die Wicklungslagengruppen elektrisch in Reihe zueinander geschaltet sind. Folglich wird die jeweilige Wicklung aus einem bezüglich seiner Längsrichtung unterbrochenen Leiter gebildet, wobei die Stücke dieses Leiters aus den separaten Leiterdrähten gebildet werden.According to the invention, it is provided that at least one of the windings has a plurality of winding layer groups arranged one above the other in relation to the radial direction. Each of the winding layer groups has one winding layer or a plurality of winding layers arranged one above the other, wherein the winding layer groups are each formed from a separate conductor wire. The winding therefore comprises a plurality of conductor wires, wherein these conductor wires or the winding layer groups are electrically connected in series with one another. Consequently, the respective winding is formed from a conductor which is interrupted in its longitudinal direction, wherein the pieces of this conductor are formed from the separate conductor wires.

Jede der Wicklungslagen erstreckt sich jeweils entlang des kompletten Umfangs des jeweiligen Zahns beziehungsweise umschließt diesen seitlich komplett. Die Wicklungslage umfasst wenigstens eine Wicklungsumrundung des Leiterdrahts, die den Zahn um 360° beziehungsweise genau einmal komplett umschließt beziehungsweise umläuft. Sofern die Wicklungslage mehrere Wicklungsumrundungen aufweist, dann kann diese, bezogen auf den Blick in Radialrichtung, eine spiralförmige Struktur aufweisen, die senkrecht zur Radialrichtung steht. Hierbei sind die Wicklungsumrundungen innerhalb einer Wicklungslage konzentrisch um den jeweiligen Zahn herum angeordnet.Each of the winding layers extends along the entire circumference of the respective tooth or completely surrounds it laterally. The winding layer comprises at least one winding circuit of the conductor wire, which completely surrounds or runs around the tooth by 360° or exactly once. If the winding layer has several winding circuits, then this can have a spiral structure, when viewed in the radial direction, which is perpendicular to the radial direction. The winding circuits within a winding layer are arranged concentrically around the respective tooth.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich der Zahn respektive zumindest ein Abschnitt des Zahns entlang der Radialrichtung erstreckt. Die Wicklung umschließt den jeweiligen Zahn, bezogen auf die Radialrichtung beziehungsweise die Längsrichtung des Zahnes, seitlich. Entsprechend erstreckt sich eine Längsrichtung des Leiterdrahts respektive der Wicklung zumindest großteils senkrecht zur Radialrichtung.According to the invention, it is provided that the tooth or at least a section of the tooth extends along the radial direction. The winding surrounds the respective tooth laterally in relation to the radial direction or the longitudinal direction of the tooth. Accordingly, a longitudinal direction of the conductor wire or the winding extends at least largely perpendicular to the radial direction.

Der die Wicklung bildende Leiterdraht weist einen Hohlquerschnitt auf. Das bedeutet, dass der Leiterdraht in seinem Inneren einen Kühlkanal aufweist, der sich entlang der Längsrichtung des Leiterdrahts erstreckt und seitlich geschlossen ist. Die Längsrichtung des Leiterdrahts und die Längsrichtung des Kühlkanals sind identisch. Bevorzugt weist der Leiterdraht an seinen Enden, also an seinen Stirnflächen, jeweils eine Öffnung auf, die jeweils eine Einbeziehungsweise eine Auslassöffnung des Kühlkanals bildet. Das Kühlfluid kann dem Leiterdraht über eine dieser Öffnungen zugeführt und über die jeweils andere Öffnung abgeführt werden.The conductor wire forming the winding has a hollow cross-section. This means that the conductor wire has a cooling channel inside it that extends along the longitudinal direction of the conductor wire and is closed at the sides. The longitudinal direction of the conductor wire and the longitudinal direction of the cooling channel are identical. The conductor wire preferably has an opening at each of its ends, i.e. at its end faces, which each form an inlet or outlet opening of the cooling channel. The cooling fluid can be supplied to the conductor wire via one of these openings and discharged via the other opening.

Der Leiterdraht ist elektrisch leitfähig und besteht somit aus einem elektrisch leitfähigen Material, etwa einem Metall wie Kupfer. Der Außenquerschnitt des Leiterdrahts kann rund, insbesondere elliptisch oder kreisförmig, oder rechteckig, insbesondere mit abgerundeten Ecken, sein. Selbiges gilt für dessen den Außenquerschnitt des Kühlkanals bildenden Innenquerschnitt.The conductor wire is electrically conductive and therefore consists of an electrically conductive material, such as a metal such as copper. The outer cross-section of the conductor wire can be round, in particular elliptical or circular, or rectangular, in particular especially with rounded corners. The same applies to the inner cross section, which forms the outer cross section of the cooling channel.

Erfindungsgemäß weist die elektrische Maschine eine oder mehrere elektrische Verbindungskomponenten auf, die jeweils Endabschnitte der Leiterdrähte zweier benachbarter Wicklungslagengruppen einer der Wicklungen miteinander verbindet oder verbinden, so dass diese Wicklungslagengruppen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Obwohl die Wicklung in nicht einen durchgehenden sondern mehrere Leiterdrähte aufweist, bilden die Leiterdrähte der mittels der elektrischen Verbindungskomponente verbundenen Wicklungslagengruppen aufgrund ihrer elektrischen Reihenschaltung eine elektromagnetische Feldspule aus. Die elektrische Verbindungskomponente kann aus einem elektrisch leitfähigen Material, etwa einem Metall wie Kupfer, bestehen. Die elektrische Verbindungskomponente kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, etwa einem Kunststoff, und ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement aufweisen, mittels dem die elektrische Kontaktierung der jeweiligen Endabschnitte realisiert wird.According to the invention, the electrical machine has one or more electrical connection components, each of which connects or connects end sections of the conductor wires of two adjacent winding layer groups of one of the windings to one another, so that these winding layer groups are electrically connected in series. Although the winding does not have one continuous conductor wire but several, the conductor wires of the winding layer groups connected by means of the electrical connection component form an electromagnetic field coil due to their electrical series connection. The electrical connection component can consist of an electrically conductive material, for example a metal such as copper. The electrical connection component can consist of an electrically insulating material, for example a plastic, and have an electrically conductive connecting element by means of which the electrical contacting of the respective end sections is realized.

Besonders bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine vorgesehen, dass die Endabschnitte der Leiterdrähte sämtlicher paarweise benachbarter Wicklungslagengruppen der jeweiligen Wicklung miteinander über jeweils eine elektrische Verbindungskomponente verbunden sind, so dass sämtliche Wicklungslagengruppen der jeweiligen Wicklung nacheinander elektrisch in Reihe geschaltet sind.It is particularly preferred in the electrical machine according to the invention that the end sections of the conductor wires of all pairwise adjacent winding layer groups of the respective winding are connected to one another via an electrical connection component, so that all winding layer groups of the respective winding are electrically connected in series one after the other.

Der eine Wicklungslagengruppe bildende Leiterdraht kann einen eingangsseitigen Endabschnitt und/oder einen ausgangsseitigen Endabschnitt aufweisen. Die Endabschnitte können die stirnseitigen Enden beziehungsweise Stirnflächen des jeweiligen Leiterdrahts umfassen, so dass insbesondere die Einlassöffnung des Kühlkanals im Bereich des eingangsseitigen Endabschnitts und/oder die Auslassöffnung des Kühlkanals im Bereich des ausgangsseitigen Endabschnitts angeordnet ist. Der eingangsseitige Endabschnitt und/oder der ausgangsseitige Endabschnitt kann, bezogen auf die Längsrichtung des jeweiligen Zahns respektive der jeweiligen Wicklung, seitlich von dieser Wicklung abstehen, um eine fluidische und/oder elektrische Kontaktierung dieser Wicklung zu erleichtern oder zu ermöglichen.The conductor wire forming a winding layer group can have an input-side end section and/or an output-side end section. The end sections can comprise the front ends or front faces of the respective conductor wire, so that in particular the inlet opening of the cooling channel is arranged in the region of the input-side end section and/or the outlet opening of the cooling channel is arranged in the region of the output-side end section. The input-side end section and/or the output-side end section can protrude laterally from this winding in relation to the longitudinal direction of the respective tooth or the respective winding in order to facilitate or enable fluidic and/or electrical contacting of this winding.

Denkbar ist, dass die erfindungsgemäße elektrische Maschine wenigstens eine fluidische Eingangs-Verbindungskomponente aufweist, mittels der oder denen eingangsseitige Endabschnitte der Leiterdrähte wenigstens zweier Wicklungslagengruppen mit eine oder mehreren Zuführkammern, die diesen Leiterdrähten fluidisch jeweils vorgeschaltet ist oder sind, fluidisch derart verbunden sind, dass diese Wicklungslagengruppen fludisch parallel geschaltet sind. Das die Zuführkammer durchströmende Kühlfluid wird an der fluidischen Eingangs-Verbindungskomponente in mehrere Teilströme aufgeteilt, die unterschiedlichen Wicklungslagengruppen zugeführt werden. Die Teilströme durchströmen jeweils nicht die komplette Wicklung, sondern nur einen Teil derselben, nämlich die jeweilige Wicklungslagengruppe, wodurch eine Steigerung der Kühlwirkung bewirkt wird. Die fluidische Eingangs-Verbindungskomponente kann aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen.It is conceivable that the electrical machine according to the invention has at least one fluidic input connection component, by means of which input-side end sections of the conductor wires of at least two winding layer groups are fluidically connected to one or more feed chambers, which are fluidically connected upstream of these conductor wires, in such a way that these winding layer groups are fluidically connected in parallel. The cooling fluid flowing through the feed chamber is divided into several partial flows at the fluidic input connection component, which are fed to different winding layer groups. The partial flows do not flow through the entire winding, but only a part of it, namely the respective winding layer group, which increases the cooling effect. The fluidic input connection component can be made of a plastic or a metal.

Denkbar ist, dass die erfindungsgemäße elektrische Maschine wenigstens eine fluidische Ausgangs-Verbindungskomponente aufweist, mittels der oder denen ausgangsseitige Endabschnitte der Leiterdrähte wenigstens zweier Wicklungslagengruppen mit einer oder mehreren Abführkammern, die diesen Leiterdrähten jeweils fluidisch nachgeschaltet ist oder sind, fluidisch verbunden sind. Das Kühlfluid wird nach dem Durchströmen der jeweiligen Wicklungslagengruppe über den ausgangsseitigen Endabschnitt und die fluidische Ausgangs-Verbindungskomponente der Abführkammer zugeführt. Die die jeweiligen Wicklungslagengruppen durchströmenden Teilströme vereinigen sich in der jeweiligen fluidischen Ausgangs-Verbindungskomponente. Die fluidische Ausgangs-Verbindungskomponente kann aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen.It is conceivable that the electrical machine according to the invention has at least one fluidic output connection component, by means of which output-side end sections of the conductor wires of at least two winding layer groups are fluidically connected to one or more discharge chambers, which are each fluidically connected downstream of these conductor wires. After flowing through the respective winding layer group, the cooling fluid is fed to the discharge chamber via the output-side end section and the fluidic output connection component. The partial flows flowing through the respective winding layer groups combine in the respective fluidic output connection component. The fluidic output connection component can consist of a plastic or a metal.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine kann ein oder mehrere Versorgungsteile aufweisen, das oder die jeweils, bezogen auf eine Längsrichtung der elektrischen Maschine, neben wenigstens einer der Wicklungen angeordnet ist oder sind, wobei das oder wenigstens eines der mehreren Versorgungsteile als ein Zuführteil ausgebildet ist und die oder wenigstens eine der mehreren Zuführkammern aufweist, oder wobei das oder wenigstens eines der mehreren Versorgungsteile als ein Abführteil ausgebildet ist und die oder wenigstens eine der mehreren Abführkammern aufweist. Das Versorgungsteil kann eine aus einem Metall oder einem Kunststoff bestehende Komponente sein. Die oder wenigstens eine der mehreren fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten und/oder die oder wenigstens eine der mehreren fluidischen Ausgangs-Verbindungskomponenten kann, insbesondere unter Ausbildung einer Rastverbindung, an dem Versorgungsteil befestigt sein. Denkbar ist, dass das Versorgungsteil wenigstens eine Aufnahmeöffnung aufweist, die in die Zuführkammer respektive die Abführkammer mündet, wobei die Verbindungskomponente in die Aufnahmeöffnung eingesetzt ist. Bevorzugt ist sowohl das Zuführteil als auch das Abführteil vorgesehen, wobei die jeweilige Wicklung, bezogen auf die Längsrichtung, dazwischen angeordnet ist.The electrical machine according to the invention can have one or more supply parts, each of which is or are arranged next to at least one of the windings in relation to a longitudinal direction of the electrical machine, wherein the or at least one of the several supply parts is designed as a feed part and has the or at least one of the several feed chambers, or wherein the or at least one of the several supply parts is designed as a discharge part and has the or at least one of the several discharge chambers. The supply part can be a component made of a metal or a plastic. The or at least one of the several fluidic input connection components and/or the or at least one of the several fluidic output connection components can be attached to the supply part, in particular by forming a latching connection. It is conceivable that the supply part has at least one receiving opening which opens into the feed chamber or the discharge chamber, wherein the connection component is inserted into the receiving opening. Preferably, both the feed part and the discharge part are provided. see, with the respective winding, relative to the longitudinal direction, arranged therebetween.

Denkbar ist, dass das oder wenigstens eines der mehreren Versorgungsteile ringförmig gebildet und konzentrisch um die oder eine sich entlang der Längsrichtung erstreckenden und drehbeweglich gelagerten Rotorwelle der den Rotor bildenden Komponente angeordnet ist, wobei die oder wenigstens eine der mehreren Zuführkammern und/oder die oder wenigstens eine der mehreren Abführkammern ringförmig gebildet und konzentrisch um die Rotorwelle angeordnet ist. Das Versorgungsteil kann an der Komponente, insbesondere der Rotorwelle und/oder den Zähnen, befestigt sein. Denkbar ist, dass die Zuführkammer allen Wicklungslagengruppen aller Wicklungen fluidisch vorgeschaltet ist und/oder dass die Abführkammer allen Wicklungslagengruppen aller Wicklungen fluidisch nachgeschaltet ist.It is conceivable that the or at least one of the several supply parts is formed in a ring shape and is arranged concentrically around the or a rotor shaft extending along the longitudinal direction and mounted for rotation of the component forming the rotor, wherein the or at least one of the several supply chambers and/or the or at least one of the several discharge chambers is formed in a ring shape and is arranged concentrically around the rotor shaft. The supply part can be attached to the component, in particular the rotor shaft and/or the teeth. It is conceivable that the supply chamber is fluidically connected upstream of all winding layer groups of all windings and/or that the discharge chamber is fluidically connected downstream of all winding layer groups of all windings.

Besonders bevorzugt ist oder sind eine oder mehrere gemeinsame Verbindungskomponenten vorgesehen, die jeweils die oder eine der mehreren fluidischen Verbindungskomponenten und die oder eine der mehreren elektrischen Verbindungskomponenten bildet. In dieser Ausführungsform ist die gemeinsame Verbindungskomponente als ein gemeinsames Bauteil vorgesehen, das einerseits die elektrische Verbindungskomponente respektive eine der elektrischen Verbindungskomponenten und andererseits die fluidische Verbindungskomponente respektive eine der fluidischen Verbindungskomponenten realisiert.Particularly preferably, one or more common connection components are provided, each of which forms the or one of the several fluidic connection components and the or one of the several electrical connection components. In this embodiment, the common connection component is provided as a common component which, on the one hand, realizes the electrical connection component or one of the electrical connection components and, on the other hand, the fluidic connection component or one of the fluidic connection components.

Bevorzugt weist die oder wenigstens eine der mehreren gemeinsamen Verbindungskomponenten jeweils einen Grundkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material, etwa einem Metall wie Kupfer, auf, wobei der Grundkörper wenigstens einen Kanal und/oder wenigstens eine Kammer aufweist, durch den oder die das Kühlfluid führbar ist. Der Kanal respektive die Kammer ist fluidisch zwischen der Zu- beziehungsweise der Abführkammer und dem jeweiligen Leiterdraht angeordnet. Die jeweiligen Endabschnitte können mit dem elektrisch leitfähigen Grundkörper in Berührkontakt stehen, so dass über diesen die elektrische Kontaktierung realisiert wird.Preferably, the or at least one of the several common connection components each has a base body made of an electrically conductive material, such as a metal such as copper, wherein the base body has at least one channel and/or at least one chamber through which the cooling fluid can be guided. The channel or the chamber is arranged fluidically between the supply or discharge chamber and the respective conductor wire. The respective end sections can be in touching contact with the electrically conductive base body, so that the electrical contact is realized via this.

Bezüglich des Kühlsystems kann vorgesehen sein, dass dieses einen Kühlkreislauf ausbildet, in dem das Kühlfluid mittels eines Fördermittels förderbar ist. In dieser Ausführungsform zirkuliert das Kühlfluid von dem Fördermittel zu den Wicklungen und wieder zurück und wird somit entsprechend umgewälzt. Das Fördermittel kann eine Kühlfluidpumpe sein. In dem Kühlsystem kann eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Kühlfluids eingebunden sein, etwa ein Wärmetauscher.With regard to the cooling system, it can be provided that it forms a cooling circuit in which the cooling fluid can be conveyed by means of a conveying means. In this embodiment, the cooling fluid circulates from the conveying means to the windings and back again and is thus circulated accordingly. The conveying means can be a cooling fluid pump. A cooling device for cooling the cooling fluid can be integrated into the cooling system, for example a heat exchanger.

Die oder eine sich entlang einer Längsrichtung der elektrischen Maschine erstreckende und drehbeweglich gelagerte Rotorwelle der den Rotor bildenden Komponente kann wenigstens einen Zuführkanal und/oder wenigstens einen Abführkanal aufweisen oder begrenzen, wobei sich der Zuführkanal und/oder der Abführkanal zumindest abschnittsweise entlang der Längsrichtung der Rotorwelle erstreckt. Der Zuführkanal kann von dem Fördermittel zu dem wenigstens einen den Hohlquerschnitt aufweisenden Leiterdraht führen. Der Abführkanal kann von dem wenigstens einen den Hohlquerschnitt aufweisenden Leiterdraht zu dem Fördermittel führen. Der Zuführkanal und/oder der Abführkanal kann als eine, insbesondere zentrale, Längsbohrung in der Rotorwelle ausgebildet sein. Der Zuführkanal und/oder der Abführkanal kann eine hohlzylinderförmige beziehungsweise hülsenartige Geometrie aufweisen und sich zwischen der Rotorwelle und einer, insbesondere drehfesten, Rotorwellenhülse, in der die Rotorwelle angeordnet respektive gelagert ist, erstrecken.The rotor shaft of the component forming the rotor, or a rotor shaft extending along a longitudinal direction of the electric machine and mounted for rotation, can have or delimit at least one feed channel and/or at least one discharge channel, wherein the feed channel and/or the discharge channel extends at least in sections along the longitudinal direction of the rotor shaft. The feed channel can lead from the conveyor to the at least one conductor wire having the hollow cross-section. The discharge channel can lead from the at least one conductor wire having the hollow cross-section to the conveyor. The feed channel and/or the discharge channel can be designed as a, in particular central, longitudinal bore in the rotor shaft. The feed channel and/or the discharge channel can have a hollow cylindrical or sleeve-like geometry and extend between the rotor shaft and a, in particular rotationally fixed, rotor shaft sleeve in which the rotor shaft is arranged or mounted.

Der Kühlkreislauf kann einen beweglichen Abschnitt und einen festen Abschnitt umfassen. Im beweglichen Abschnitt wird das Kühlfluid durch rotierende Bauteile der elektrischen Maschine geführt, insbesondere durch den Rotor. Im festen Abschnitt wird das Kühlfluid durch ortsfest angeordnete Bauteile der elektrischen Maschine geführt, insbesondere durch das Fördermittel. Zum Übertritt des Kühlfluids vom festen in den beweglichen Abschnitt kann dieses in den Zuführkanal mittels einer Einbringlanze eingebracht werden. Zum Übertritt des Kühlfluids vom beweglichen in den festen Abschnitt kann dieses über wenigstens eine Querbohrung und/oder seitliche Öffnung der Rotorwelle strömen.The cooling circuit can comprise a movable section and a fixed section. In the movable section, the cooling fluid is guided through rotating components of the electrical machine, in particular through the rotor. In the fixed section, the cooling fluid is guided through stationary components of the electrical machine, in particular through the conveying means. In order for the cooling fluid to pass from the fixed to the movable section, it can be introduced into the feed channel by means of an introduction lance. In order for the cooling fluid to pass from the movable to the fixed section, it can flow through at least one transverse bore and/or lateral opening in the rotor shaft.

Besonders bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine vorgesehen, dass die Komponente aus mehreren Teilen zusammengefügt ist, wobei wenigstens zwei der Teile wenigstens einen der wenigstens zwei Zähne aufweist. Die eingangs genannte Problematik im Zusammenhang mit der Herstellung von Schenkelpol-Synchronmaschinen wird mittels der mehrteiligen respektive mehrstückigen Struktur der Komponente weiter überwunden respektive umgangen. Diese Mehrstückigkeit ermöglicht es, dass das Wickeln des Leiterdrahtes um den jeweiligen Zahn, insbesondere mittels der Wickelnadel, erfolgen kann, bevor die Teile der Komponente zum endgültigen Stator respektive Rotor zusammengefügt werden. Da die Zähne in diesem Zustand noch nicht in ihrer endgültigen Relativposition zueinander stehen, steht für die Wickelnadel ein größerer Werkzeugführungsbereich, der sich um den jeweiligen Zahn herum erstreckt, zur Verfügung. Die Teile der Komponente können, nachdem die Leiterdrähte um den jeweiligen Zahn gewickelt wurden, zusammengefügt respektive aneinander befestigt werden. Denkbar sind hierzu Schweiß- und/oder Löt- und/oder Schraub- und/oder Nietverbindungen. Die Teile können aus einem, insbesondere laminierten, Eisen bestehen, wobei die zusammengefügten Teile vorzugsweise ein Joch bilden.It is particularly preferred in the electrical machine according to the invention that the component is assembled from several parts, with at least two of the parts having at least one of the at least two teeth. The problem mentioned at the beginning in connection with the production of salient pole synchronous machines is further overcome or circumvented by means of the multi-part or multi-piece structure of the component. This multi-piece structure enables the winding of the conductor wire around the respective tooth, in particular by means of the winding needle, to take place before the parts of the component are assembled to form the final stator or rotor. Since the teeth are not yet in their final relative position to one another in this state, a larger tool guide area that extends around the respective tooth is available for the winding needle. The parts of the component can be assembled or fastened to one another after the conductor wires have been wound around the respective tooth. Welded and/or soldered and/or screwed and/or riveted connections are conceivable for this purpose. The parts can consist of iron, in particular laminated iron, with the joined parts preferably forming a yoke.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Teile, insbesondere jedes der Teile, segmentartig ist. Bezogen auf den zusammengefügten Zustand der Komponente kann das segmentartige Teil mit Blick entlang der Längsrichtung tortenstückartig sein, also zwei gewinkelt zueinander stehende seitliche Außenseiten aufweisen, die mit den seitlichen Außenseiten benachbarter Teile in Kontakt stehen. Der Öffnungswinkel des das Teil beschreibenden Kreissegments, also der Winkel zwischen dessen seitlichen Außenseiten, ist bevorzugt für alle Teile identisch und beträgt insbesondere 60°. In diesem Fall setzt sich die Komponente aus sechs, bevorzugt identisch geformten beziehungsweise ausgebildeten, Teilen zusammen. Die seitlichen Außenseiten können radial innenseitig spitz zusammenlaufen oder über eine innere Außenseite des jeweiligen Teils voneinander abgetrennt sein. Die seitlichen Außenseiten können radial außenseitig über eine äußere Außenseite des jeweiligen Teils voneinander abgetrennt sein. Die innere Außenseite und/oder die äußere Außenseite kann mit Blick entlang der Längsrichtung kreisförmig gebogen sein.In the electrical machine according to the invention, it can be provided that at least one of the parts, in particular each of the parts, is segment-like. In relation to the assembled state of the component, the segment-like part can be pie-like when viewed along the longitudinal direction, i.e. can have two lateral outer sides that are at an angle to one another and are in contact with the lateral outer sides of adjacent parts. The opening angle of the circular segment describing the part, i.e. the angle between its lateral outer sides, is preferably identical for all parts and is in particular 60°. In this case, the component is made up of six parts, preferably identically shaped or designed. The lateral outer sides can converge to a point on the radial inside or be separated from one another via an inner outside side of the respective part. The lateral outer sides can be separated from one another on the radial outside via an outer outside side of the respective part. The inner outside side and/or the outer outside side can be curved in a circle when viewed along the longitudinal direction.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann zudem oder alternativ vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Teile, insbesondere jedes der Teile, genau einen Zahn aufweist. Der Zahn oder, sofern das jeweilige Teil mehrere Zähne aufweist, die Zähne kann oder können an der äußeren Außenseite entlang der Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein. Bezogen auf den zusammengefügten Zustand der Komponente und mit Blick entlang der Längsrichtung können die Zähne eine sternartige Struktur ergeben, bei der die Zähne insbesondere äquidistant entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind. Sofern der Öffnungswinkel jeder der Teile 60° beträgt und jedes der Teile zudem genau einen Zahn aufweist, umfasst die Komponente genau sechs Zähne. Zwischen benachbarten Zähnen bilden sich Aufnahmenuten, durch die sich die Wicklungen erstrecken.In the electrical machine according to the invention, it can also or alternatively be provided that at least one of the parts, in particular each of the parts, has exactly one tooth. The tooth or, if the respective part has several teeth, the teeth can be arranged distributed on the outer side along the circumferential direction. In relation to the assembled state of the component and looking along the longitudinal direction, the teeth can result in a star-like structure in which the teeth are arranged in particular equidistantly along the circumferential direction. If the opening angle of each of the parts is 60° and each of the parts also has exactly one tooth, the component comprises exactly six teeth. Receiving grooves are formed between adjacent teeth, through which the windings extend.

Sofern die Komponente den Rotor bildet, kann vorgesehen sein, dass die Teile entlang eines Umfangs der oder einer sich entlang der Längsrichtung der elektrischen Maschine erstreckenden und drehbeweglich gelagerten Rotorwelle angeordnet sind. Die Teile sind hierbei entlang der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. Die innere Außenseite des Teils kann mit der Rotorwelle in Kontakt stehen und insbesondere hieran befestigt sein. Die innere Außenseite des Teils und eine radiale Außenseite der Rotorwelle können jeweils Zahnungen aufweisen, die ineinander eingreifen respektive miteinander verzahnt sind. Die Längsrichtung der Zahnungen erstrecken sich bevorzugt entlang der Radialrichtungen. Eine Breitenrichtung der Zahnungen, entlang der deren Querschnitte gleich bleiben, erstrecken sich bevorzugt entlang der Längsrichtung. So können die Teile zur Montage entlang der Längsrichtung auf die Rotorwelle aufgesteckt werden. Zur Befestigung der Teile an der Rotorwelle können zusätzlich oder alternativ zu den Verzahnungen Schweiß- und/oder Löt- und/oder Schraub- und/oder Nietverbindungen vorgesehen sein.If the component forms the rotor, it can be provided that the parts are arranged along a circumference of the rotor shaft or a rotor shaft that extends along the longitudinal direction of the electrical machine and is mounted so that it can rotate. The parts are arranged next to one another along the circumferential direction. The inner outside of the part can be in contact with the rotor shaft and in particular can be fastened to it. The inner outside of the part and a radial outside of the rotor shaft can each have teeth that engage with one another or are interlocked with one another. The longitudinal direction of the teeth preferably extends along the radial directions. A width direction of the teeth, along which their cross sections remain the same, preferably extends along the longitudinal direction. The parts can thus be plugged onto the rotor shaft for assembly along the longitudinal direction. In addition to or as an alternative to the teeth, welded and/or soldered and/or screwed and/or riveted connections can be provided to fasten the parts to the rotor shaft.

Die Rotorwelle kann über wenigstens ein Lager, das insbesondere ein Kugel- oder ein Walzenlager ist, an dem Gehäuse angebunden sein. Die Rotorwelle kann mit einer Ein- und/oder Ausgangswelle der elektrischen Maschine gekoppelt sein oder eine solche ausbilden. Entsprechend ist ein Drehmoment von der Rotorwelle, insbesondere über die Ein- und/oder Ausgangswelle, auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs übertragbar ist und/oder umgekehrt. The rotor shaft can be connected to the housing via at least one bearing, which is in particular a ball or roller bearing. The rotor shaft can be coupled to an input and/or output shaft of the electric machine or form such a shaft. Accordingly, a torque can be transmitted from the rotor shaft, in particular via the input and/or output shaft, to the drive train of the motor vehicle and/or vice versa.

Bevorzugt weisen die Zähne jeweils eine T-Form mit einem Längsbalken und einem Querbalken auf, wobei sich der Längsbalken entlang der Radialrichtung erstreckt, wobei der Leiterdraht um den Längsbalken gewickelt ist. Bezogen auf den montierten Zustand ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die Längsrichtung des Längsbalkens entlang der Radialrichtung und die Längsrichtung des Querbalkens entlang der Umfangsrichtung erstrecken. Der Querbalken kann radial außenseitig gekrümmt sein, so dass sich zwischen dieser Außenfläche des Zahns und dem Stator beziehungsweise Rotor ein, insbesondere eine konstante Breite aufweisender, Luftspalt bildet. Der Zahn realisiert einen Polschuh, der eine zum Luftspalt hin gewünschte, insbesondere sinusförmige, Feldform des mittels der Wicklung erzeugten Magnetfelds bewirkt.Preferably, the teeth each have a T-shape with a longitudinal bar and a cross bar, the longitudinal bar extending along the radial direction, the conductor wire being wound around the longitudinal bar. In relation to the assembled state, it is preferably provided that the longitudinal direction of the longitudinal bar extends along the radial direction and the longitudinal direction of the cross bar extends along the circumferential direction. The cross bar can be curved radially on the outside so that an air gap, in particular one with a constant width, is formed between this outer surface of the tooth and the stator or rotor. The tooth forms a pole shoe which brings about a desired, in particular sinusoidal, field shape of the magnetic field generated by the winding towards the air gap.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Komponente für eine als eine Schenkelpol-Synchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine, ausgebildet als ein Stator oder ein Rotor und aufweisend wenigstens zwei sich entlang einer Radialrichtung der Komponente erstreckende Zähne mit jeweils einer hierum gewickelten Wicklung, wobei wenigstens eine der Wicklungen mehrere, bezogen auf die Radialrichtung, übereinander angeordnete Wicklungslagengruppen aufweist, wobei jede der Wicklungslagengruppen eine oder mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagen umfasst, wobei die Wicklungslagengruppen jeweils aus einem separaten und elektrisch leitfähigen Leiterdraht gebildet sind, wobei eine oder mehrere elektrische Verbindungskomponenten vorgesehen ist oder sind, die jeweils Endabschnitte der Leiterdrähte zweier benachbarter Wicklungslagengruppen einer der Wicklungen miteinander verbinden, so dass diese Wicklungslagengruppen elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei ein Kühlfluid eines Kühlsystems der elektrischen Maschine durch jeweils einen Hohlquerschnitt wenigstens eines der Leiterdrähte führbar ist. Sämtliche im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine erläuterten Vorteile und Merkmale sind gleichermaßen auf die erfindungsgemäße Komponente übertragbar und umgekehrt.The present invention further relates to a component for an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine, designed as a stator or a rotor and having at least two teeth extending along a radial direction of the component, each with a winding wound around it, wherein at least one of the windings has a plurality of winding layer groups arranged one above the other in relation to the radial direction, wherein each of the winding layer groups comprises one or more winding layers arranged one above the other, wherein the winding layer groups are each formed from a separate and electrically conductive conductor wire, wherein one or more electrical connection components is or are provided, which each connect end sections of the conductor wires of two adjacent winding layer groups of a of the windings to one another so that these winding layer groups are electrically connected in series, wherein a cooling fluid of a cooling system of the electrical machine can be guided through a hollow cross section of at least one of the conductor wires. All advantages and features explained in connection with the electrical machine according to the invention can be transferred equally to the component according to the invention and vice versa.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine gemäß obiger Beschreibung. Sämtliche im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und der erfindungsgemäßen Komponente erläuterten Vorteile und Merkmale sind gleichermaßen auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.The present invention further relates to a motor vehicle comprising an electric machine according to the above description. All advantages and features explained in connection with the electric machine according to the invention and the component according to the invention can be equally transferred to the motor vehicle according to the invention and vice versa.

Die elektrische Maschine kann mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs verbunden oder eine Komponente eines solchen sein, so dass ein Drehmoment von der elektrische Maschine auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragbar ist und/oder umgekehrt. Konkret kann der Rotor oder eine Rotorwelle des Rotors, die insbesondere eine Ein- und/oder Ausgangswelle der elektrischen Maschine bildet, mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, so dass eine Rotation des Rotors respektive der Rotorwelle auf Komponenten des Antriebsstrangs übertragen wird und umgekehrt. Der Antriebsstrang umfasst neben einer Antriebswelle und den Rädern weitere Komponenten, die die Drehmomentübertragung zwischen der elektrischen Maschine und den Rädern des Kraftfahrzeugs ermöglichen, etwa ein Getriebe und/oder eine Kupplung und/oder ein Differential oder dergleichen. Details hierzu sind der Fachperson hinlänglich bekannt und werden an dieser Stelle nicht näher erläutert.The electric machine can be connected to a drive train of the motor vehicle or be a component of such a drive train, so that a torque can be transmitted from the electric machine to wheels of the motor vehicle and/or vice versa. Specifically, the rotor or a rotor shaft of the rotor, which in particular forms an input and/or output shaft of the electric machine, can be coupled to a drive train of the motor vehicle, so that a rotation of the rotor or the rotor shaft is transmitted to components of the drive train and vice versa. In addition to a drive shaft and the wheels, the drive train comprises other components that enable the torque to be transmitted between the electric machine and the wheels of the motor vehicle, such as a transmission and/or a clutch and/or a differential or the like. Details of this are well known to those skilled in the art and will not be explained in more detail here.

Die elektrische Maschine kann in einem Antriebsmodus betreibbar sein, in dem diese ein Traktionsmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs erzeugt. In diesem Modus wird die in einem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs gespeicherte elektrische Energie mittels der elektrischen Maschine in Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs umgewandelt. Das seitens der elektrischen Maschine erzeugte, beschleunigende respektive positive Drehmoment wird auf den Antriebsstrang und mithin auf die Räder übertragen. Konkret werden hierbei die Wicklungen mittels der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten Energie elektrisch bestromt, wodurch seitens der Wicklungen Magnetfelder induziert werden. Diese Magnetfelder wirken mit Magnetfeldern weiterer Spulen oder Permanentmagneten der elektrischen Maschine derart zusammen, dass die Rotation des Rotors und somit das positive Drehmoment erzeugt wird.The electric machine can be operated in a drive mode in which it generates a traction torque to drive the motor vehicle. In this mode, the electrical energy stored in an electrical energy storage device of the motor vehicle is converted into kinetic energy of the motor vehicle by means of the electric machine. The accelerating or positive torque generated by the electric machine is transferred to the drive train and thus to the wheels. Specifically, the windings are electrically energized using the energy stored in the electrical energy storage device, which induces magnetic fields on the part of the windings. These magnetic fields interact with magnetic fields of other coils or permanent magnets of the electric machine in such a way that the rotation of the rotor and thus the positive torque is generated.

Die elektrische Maschine kann in einem Rekuperationsmodus betreibbar sein, in dem diese ein Verzögerungsmoment zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs erzeugt. In diesem Modus wird die Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt, die in dem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs speicherbar und/oder für den Betrieb elektrischer Einrichtungen des Kraftfahrzeugs nutzbar ist. Das seitens des Rotors vorliegende, verzögernde respektive negative Drehmoment wird hierzu auf den Antriebsstrang und über diesen auf die Räder übertragen. Konkret bewirken hierbei die Magnetfelder weiterer Spulen oder Permanentmagneten die Induktion eines elektrischen Stroms in den Wicklungen, wobei das entsprechende elektromagnetische Zusammenwirken das negative Drehmoment bewirkt und der in den Wicklungen induzierte Strom etwa zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers nutzbar ist.The electric machine can be operated in a recuperation mode in which it generates a deceleration torque to brake the motor vehicle. In this mode, the kinetic energy of the motor vehicle is converted by the electric machine into electrical energy, which can be stored in the electrical energy storage device of the motor vehicle and/or used to operate electrical devices in the motor vehicle. The decelerating or negative torque provided by the rotor is transferred to the drive train and via this to the wheels. Specifically, the magnetic fields of additional coils or permanent magnets cause an electrical current to be induced in the windings, whereby the corresponding electromagnetic interaction causes the negative torque and the current induced in the windings can be used, for example, to charge the electrical energy storage device.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer einen Stator oder einen Rotor bildenden Komponente für eine als eine Schenkelpol-Synchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine, wobei die Komponente wenigstens zwei sich jeweils entlang einer Radialrichtung der elektrischen Maschine erstreckende Zähne mit jeweils einer hierum gewickelten Wicklung aufweist, wobei wenigstens eine der Wicklungen aus mehreren, bezogen auf die Radialrichtung, übereinander angeordneten Wicklungslagengruppen gebildet wird, wobei jede der Wicklungslagengruppen eine oder mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagen umfasst, wobei die Wicklungslagengruppen jeweils aus einem separaten und elektrisch leitfähigen Leiterdraht gebildet sind, wobei eine oder mehrere elektrische Verbindungskomponenten vorgesehen ist oder sind, mittels der oder denen jeweils Endabschnitte der Leiterdrähte zweier benachbarter Wicklungslagengruppen einer der Wicklungen miteinander verbunden werden, so dass diese Wicklungslagengruppen elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei ein Kühlfluid eines Kühlsystems der elektrischen Maschine durch jeweils einen Hohlquerschnitt wenigstens eines der Leiterdrähte führbar ist. Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, der erfindungsgemäßen Komponente und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug erläuterten Vorteile und Merkmale sind gleichermaßen auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar und umgekehrt.Finally, the present invention relates to a method for producing a component forming a stator or a rotor for an electrical machine designed as a salient pole synchronous machine, wherein the component has at least two teeth each extending along a radial direction of the electrical machine, each with a winding wound around them, wherein at least one of the windings is formed from a plurality of winding layer groups arranged one above the other in relation to the radial direction, wherein each of the winding layer groups comprises one or more winding layers arranged one above the other, wherein the winding layer groups are each formed from a separate and electrically conductive conductor wire, wherein one or more electrical connection components is or are provided, by means of which end sections of the conductor wires of two adjacent winding layer groups of one of the windings are connected to one another, so that these winding layer groups are electrically connected in series, wherein a cooling fluid of a cooling system of the electrical machine can be guided through a hollow cross section of at least one of the conductor wires. All advantages and features explained in connection with the electrical machine according to the invention, the component according to the invention and the motor vehicle according to the invention are equally transferable to the method according to the invention and vice versa.

Bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Komponente aus mehreren Teilen zusammengefügt wird, wobei wenigstens zwei der Teile jeweils wenigstens einen der wenigstens zwei Zähne aufweist, um den vor dem Zusammenfügen der Teile die elektrisch leitfähigen Leiterdrähte zur Bildung der Wicklung gewickelt werden.

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel umfassend eine erfindungsgemäße elektrische Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer erfindungsgemäßen Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei anhand dieser Komponente ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel erläutert wird,
2 einen Längsschnitt durch die elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs der 1,
3 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnitts der elektrischen Maschine des Kraftahrzeugs der 1,
4 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des in 2, dargestellten Längsschnitts, wobei dieser Bereich in 2 mittels eines Kastens IV angedeutet ist,
5 - 7 mehrere Ansichten auf eine der Wicklungen der Komponente der elektrischen Maschine der 2,
8 einen Längsschnitt durch die elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs der 1 betreffend eine der Wicklungen,
9 eine Prinzipskizze einer der Wicklungen der elektrischen Maschine der 2, und
10 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs der Darstellung der 6 betreffend eine Verbindungskomponente, wobei dieser Bereich in 6 mittels eines Kastens X angedeutet ist.

With regard to the method according to the invention, it can be provided that the component is assembled from several parts, wherein at least two of the parts each have at least one which has at least two teeth around which the electrically conductive conductor wires are wound to form the winding before the parts are joined together.

1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention according to an embodiment comprising an electric machine according to the invention according to an embodiment with a component according to the invention according to an embodiment, wherein a method according to the invention according to an embodiment is explained on the basis of this component,
2 a longitudinal section through the electrical machine of the motor vehicle of the 1 ,
3 an enlarged view of a cross-section of the electrical machine of the motor vehicle of the 1 ,
4 an enlarged view of a portion of the 2 , shown longitudinal section, whereby this area is 2 indicated by a box IV,
5 - 7 several views of one of the windings of the electrical machine component of the 2 ,
8 a longitudinal section through the electrical machine of the motor vehicle of the 1 concerning one of the windings,
9 a schematic diagram of one of the windings of the electrical machine of the 2 , and
10 an enlarged view of a portion of the display of the 6 concerning a connection component, this area being 6 indicated by a box X.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel, umfassend eine erfindungsgemäße elektrische Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die elektrische Maschine 2 umfasst eine erfindungsgemäße Komponente 3 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die vorliegend ein Rotor 4 der elektrischen Maschine 2 ist. Ferner umfasst die elektrische Maschine 2 einen Stator 5. 1 shows a motor vehicle 1 according to the invention according to an embodiment, comprising an electric machine according to the invention according to an embodiment. The electric machine 2 comprises a component 3 according to the invention according to an embodiment, which in the present case is a rotor 4 of the electric machine 2. The electric machine 2 also comprises a stator 5.

Die elektrische Maschine 2 ist eine, beispielhaft als ein Innenläufer ausgebildete, Schenkelpol-Synchronmaschine. Der Rotor 4 ist in einem Bereich der elektrischen Maschine 2 angeordnet, der radial weiter innen liegt als ein Bereich, in dem der Stator 5 angeordnet ist. Eine Rotorwelle 6 des Rotors 4 ist, etwa mittels eines Kugel- oder Walzenlagers, drehbar an einem Gehäuse 7 der elektrischen Maschine 2 gelagert. Die Rotorwelle 6 ist in einer, insbesondere drehfest angeordneten, Rotorwellenhülse 58 angeordnet, auf die weiter unten noch genauer eingegangen wird.The electrical machine 2 is a salient pole synchronous machine, designed as an internal rotor, for example. The rotor 4 is arranged in an area of the electrical machine 2 that is located radially further inward than an area in which the stator 5 is arranged. A rotor shaft 6 of the rotor 4 is rotatably mounted on a housing 7 of the electrical machine 2, for example by means of a ball or roller bearing. The rotor shaft 6 is arranged in a rotor shaft sleeve 58, in particular arranged in a rotationally fixed manner, which will be discussed in more detail below.

Die elektrische Maschine 2 ist dazu eingerichtet, in einem Antriebsmodus betrieben zu werden, in dem eine in einem elektrischen Energiespeicher 8 des Kraftfahrzeugs 1 gespeicherte elektrische Energie in Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs 1 umgewandelt wird. Ein generiertes Antriebsmoment, das zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 1 genutzt wird, ist von der elektrischen Maschine 2 auf einen Antriebsstrang 9 des Kraftfahrzeugs 1 übertragbar. Das Antriebsmoment ist nur auf die Hinterräder übertragbar, kann aber zusätzlich oder alternativ auch auf die Vorderräder übertragbar sein. Die elektrische Maschine 2 ist zudem in einem Rekuperationsmodus betreibbar, in dem kinetische Energie des Kraftfahrzeugs 1 mittels der elektrischen Maschine 2 in elektrische Energie umgewandelt wird, die etwa zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers 8 nutzbar ist.The electric machine 2 is designed to be operated in a drive mode in which electrical energy stored in an electrical energy storage device 8 of the motor vehicle 1 is converted into kinetic energy of the motor vehicle 1. A generated drive torque that is used to propel the motor vehicle 1 can be transferred from the electric machine 2 to a drive train 9 of the motor vehicle 1. The drive torque can only be transferred to the rear wheels, but can additionally or alternatively also be transferred to the front wheels. The electric machine 2 can also be operated in a recuperation mode in which kinetic energy of the motor vehicle 1 is converted by means of the electric machine 2 into electrical energy, which can be used, for example, to charge the electrical energy storage device 8.

Nachfolgend werden, bezogen auf die elektrische Maschine 2, Definitionen bezüglich relevanter Raumrichtungen eingeführt. So ist die Rotorwelle 6 um eine Rotationsachse 10 drehbar gelagert, die sich entlang einer Längsrichtung 11 der elektrischen Maschine 2 erstreckt. Senkrecht zur Längsrichtung 11 erstreckt sich eine Radialrichtung 12. Eine Umfangsrichtung 13 steht senkrecht auf der Radialrichtung 12. Das heißt, dass sich ein um die Rotationsachse 10 rotierender Punkt entlang der Umfangsrichtung 13 bewegt.Below, definitions are introduced with respect to relevant spatial directions with reference to the electric machine 2. The rotor shaft 6 is mounted so that it can rotate about an axis of rotation 10 that extends along a longitudinal direction 11 of the electric machine 2. A radial direction 12 extends perpendicular to the longitudinal direction 11. A circumferential direction 13 is perpendicular to the radial direction 12. This means that a point rotating about the axis of rotation 10 moves along the circumferential direction 13.

Nachfolgend werden Details bezüglich der Komponente 3 respektive des Rotors 4 anhand der 2 und 3 erläutert. 2 zeigt eine Schnittansicht der Komponente 3 respektive des Rotors 4, wobei die Schnittebene entlang der Rotationsachse 10 verläuft. 3 zeigt ebenfalls eine Schnittansicht des Rotors 4, wobei die Schnittebene senkrecht auf der Rotationsachse 10 steht. Insbesondere anhand der 3 wird ersichtlich, dass sich die Komponente 3, also der Rotor 4, aus mehreren Teilen 14 zusammensetzt. Jedes der Teile 14 umfasst einen sich entlang der Radialrichtung 12 erstreckenden Zahn 15, um den jeweils eine Wicklung 16 gewickelt ist. Die Komponente 3, also der Rotor 4, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Komponente 3 aus den mehreren Teilen 14 zusammengefügt wird, wobei zuvor Leiterdrähte 20 der Wicklungen 16 um den jeweiligen Zahn 15 gewickelt wurden.Below, details regarding component 3 and rotor 4 are given using the 2 and 3 explained. 2 shows a sectional view of the component 3 or the rotor 4, wherein the sectional plane runs along the rotation axis 10. 3 also shows a sectional view of the rotor 4, with the sectional plane being perpendicular to the rotation axis 10. In particular, based on the 3 It can be seen that the component 3, i.e. the rotor 4, is made up of several parts 14. Each of the parts 14 comprises a tooth 15 extending along the radial direction 12, around which a winding 16 is wound. The component 3, i.e. the rotor 4, is manufactured according to an embodiment of a method according to the invention. In this case, it is particularly provided that the component 3 is assembled from the several parts 14, with conductor wires 20 of the windings 16 having previously been wound around the respective tooth 15.

Nachfolgend werden Details zur Geometrie der Teile 14 erläutert. So ist exemplarisch je Teil 14 genau ein Zahn 15 vorgesehen. Jedes der insgesamt sechs Teile 14 ist segmentartig. Entlang der Umfangsrichtung 13 sind insgesamt sechs Zähne 15 vorgesehen, die eine sternartige Struktur bilden. Zwischen benachbarten Zähnen 15 bilden sich Aufnahmenuten 53, in denen die Wicklungen 16 angeordnet sind beziehungsweise durch die sich die Wicklungen 16 erstrecken.Details of the geometry of the parts 14 are explained below. For example, exactly one tooth 15 is provided for each part 14. Each of the six parts 14 is segment-like. A total of six teeth are arranged along the circumferential direction 13. 15 are provided, which form a star-like structure. Between adjacent teeth 15, receiving grooves 53 are formed, in which the windings 16 are arranged or through which the windings 16 extend.

Die segmentartigen Teile 14 weisen jeweils zwei gewinkelt zueinander stehende seitliche Außenseiten 50 auf, die mit den seitlichen Außenseiten 50 benachbarter Teile 14 in Kontakt stehen. Der Öffnungswinkel zwischen den seitlichen Außenseiten 50 ist für alle Teile identisch und beträgt 60°. Die seitlichen Außenseiten 50 können radial innenseitig spitz zusammenlaufen oder, wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, über eine innere Außenseite 51 des jeweiligen Teils 14 voneinander abgetrennt sein. Die innere Außenseite 51 ist mit Blick entlang der Längsrichtung 11 kreisförmig gekrümmt. Die seitlichen Außenseiten 50 sind radial außenseitig über eine äußere Außenseite 52 des jeweiligen Teils 14 voneinander abgetrennt, wobei der Zahn 15 an der äußeren Außenseite 52 angeordnet ist. So sind die gewinkelt zueinander stehenden seitlichen Außenseiten 50 voneinander beabstandet angeordnet, wobei sich dazwischen die innere Außenseite 51 und die äußere Außenseite 52 erstrecken. Die äußeren Außenseite 52 stellen jeweils einen Teil eines Nutgrundes einer der Aufnahmenuten 53 dar.The segment-like parts 14 each have two lateral outer sides 50 which are at an angle to one another and which are in contact with the lateral outer sides 50 of adjacent parts 14. The opening angle between the lateral outer sides 50 is identical for all parts and is 60°. The lateral outer sides 50 can converge to a point on the radial inside or, as in the present exemplary embodiment, can be separated from one another via an inner outside side 51 of the respective part 14. The inner outside side 51 is circularly curved when viewed along the longitudinal direction 11. The lateral outer sides 50 are separated from one another on the radial outside side via an outer outside side 52 of the respective part 14, with the tooth 15 being arranged on the outer outside side 52. The lateral outer sides 50 which are at an angle to one another are thus arranged at a distance from one another, with the inner outside side 51 and the outer outside side 52 extending between them. The outer sides 52 each represent a part of a groove base of one of the receiving grooves 53.

Die Teile 14 sind an der Rotorwelle 6 entlang der Umfangsrichtung 13 nebeneinander angeordnet. Die innere Außenseite 51 des jeweiligen Teils 14 steht mit der Rotorwelle 6 in Berührkontakt und ist hieran befestigt. Konkret weisen die innere Außenseite 51 des jeweiligen Teils 14 und eine radiale Außenseite 54 der Rotorwelle 6 jeweils eine Zahnung 17 auf, wobei die Zahnungen 17 ineinander eingreifen. Zur Befestigung der Teile 14 an der Rotorwelle kann zusätzlich oder alternativ eine Schweiß- und/oder eine Löt- und/oder eine Schraub- und/oder eine Nietverbindung vorgesehen sein.The parts 14 are arranged next to one another on the rotor shaft 6 along the circumferential direction 13. The inner outer side 51 of the respective part 14 is in contact with the rotor shaft 6 and is fastened thereto. Specifically, the inner outer side 51 of the respective part 14 and a radial outer side 54 of the rotor shaft 6 each have a toothing 17, wherein the toothings 17 engage with one another. In order to fasten the parts 14 to the rotor shaft, a welded and/or soldered and/or screwed and/or riveted connection can additionally or alternatively be provided.

Die Zähne 15 weisen jeweils eine T-Form mit einem Längsbalken 18 und einem Querbalken 19 auf, wobei sich die Längsrichtung des Längsbalkens 18 entlang der Radialrichtung 12 und die Längsrichtung des Querbalkens 19 entlang der Umfangsrichtung 13 erstreckt. Die Wicklung 16 ist um den Längsbalken 18 gewickelt. Der Querbalken 19 ist radial außenseitig gebogen, wobei sich zwischen dem einen Polschuh bildenden Zahn 15 und dem Stator 5, der in 3 nicht gezeigt ist, ein wenige Millimeter breiter Luftspalt 23 bildet.The teeth 15 each have a T-shape with a longitudinal beam 18 and a cross beam 19, wherein the longitudinal direction of the longitudinal beam 18 extends along the radial direction 12 and the longitudinal direction of the cross beam 19 along the circumferential direction 13. The winding 16 is wound around the longitudinal beam 18. The cross beam 19 is bent radially on the outside, wherein between the tooth 15 forming a pole shoe and the stator 5, which in 3 not shown, forms an air gap 23 a few millimeters wide.

Nachfolgend werden Details bezüglich der Wicklungen 16 anhand der 4 erläutert, die eine vergrößerte Darstellung des in 2 mit IV markierten Kastens darstellt. Jede der Wicklungen 16 ist aus elektrisch leitfähigen Leiterdrähten 20 gebildet, die zur Bildung eines Kühlkanals 26 jeweils Hohlquerschnitte aufweisen, durch die ein Kühlfluid führbar ist. Das Kühlfluid ist vorliegend beispielhaft eine Kühlflüssigkeit, nämlich Wasser oder Öl. Die Leiterdrähte 20 bestehen jeweils aus einem Metall, nämlich Kupfer. Der Außenquerschnitt des Leiterdrahts 20 ist beispielhaft rechteckig und weist abgerundete Ecken auf. Denkbar ist auch, dass der Außenquerschnitt rund, insbesondere elliptisch oder kreisförmig, ist. Der Innenquerschnitt des Leiterdrahts 20, also ein Außenquerschnitt des durch den jeweiligen Leiterdraht 20 gebildeten Kühlkanals 26, ist kreisrund. Dieser Innenquerschnitt kann jedoch auch elliptisch oder rechteckig sein und insbesondere abgerundete Ecken aufweisen.Below, details regarding the windings 16 are given using the 4 which shows an enlarged view of the 2 with IV. Each of the windings 16 is formed from electrically conductive conductor wires 20, which each have hollow cross-sections to form a cooling channel 26 through which a cooling fluid can be passed. The cooling fluid in the present case is, for example, a cooling liquid, namely water or oil. The conductor wires 20 each consist of a metal, namely copper. The outer cross-section of the conductor wire 20 is, for example, rectangular and has rounded corners. It is also conceivable that the outer cross-section is round, in particular elliptical or circular. The inner cross-section of the conductor wire 20, i.e. an outer cross-section of the cooling channel 26 formed by the respective conductor wire 20, is circular. This inner cross-section can, however, also be elliptical or rectangular and, in particular, have rounded corners.

Jeder der Leiterdrähte 20 weist einen der Kühlkanäle 26 auf, der sich entlang der Längsrichtung des jeweiligen Leiterdrahts 20 erstreckt und seitlich geschlossen ist. Jeder der Leiterdrähte 20 weist ausschließlich an seinen frontrespektive endseitigen Enden, also an seinen Stirnflächen, jeweils eine Öffnung auf, die jeweils eine Ein- respektive eine Auslassöffnung des Kühlkanals 26 bilden. Das Kühlfluid wird dem Leiterdraht 20 respektive Kühlkanal 26 über eine dieser Öffnungen zugeführt und vom Leiterdraht 20 respektive Kühlkanal 26 über die jeweils andere Öffnung abgeführt.Each of the conductor wires 20 has one of the cooling channels 26, which extends along the longitudinal direction of the respective conductor wire 20 and is closed at the side. Each of the conductor wires 20 has an opening exclusively at its front or end ends, i.e. at its end faces, which each form an inlet or outlet opening of the cooling channel 26. The cooling fluid is supplied to the conductor wire 20 or cooling channel 26 via one of these openings and is discharged from the conductor wire 20 or cooling channel 26 via the other opening.

Weiterhin weist die elektrische Maschine 2 ein Kühlsystem 21 (siehe 2) auf, das einen Kühlkreislauf bildet, in dem das Kühlfluid mittels eines Fördermittels 22, das vorliegend eine Kühlfluidpumpe ist, förderbar ist. Der Kühlkreislauf respektive ein Teil des Weges, den das Kühlfluid beim Durchströmen des Kühlkreislaufs nimmt, ist in den Figuren durch gewellte Pfeile angedeutet. Die Rotorwelle 6 weist zur Führung des Kühlfluids einen sich entlang der Längsrichtung 11 erstreckenden Zuführkanal 24, der insbesondere eine Zentral- oder Längsbohrung der Rotorwelle 6 ist, und einen parallel hierzu verlaufenden Abführkanal 25 auf. Weitere Details hinsichtlich der Kanäle 24, 25 werden weiter unten erläutert.Furthermore, the electric machine 2 has a cooling system 21 (see 2 ) which forms a cooling circuit in which the cooling fluid can be conveyed by means of a conveying means 22, which in this case is a cooling fluid pump. The cooling circuit or part of the path that the cooling fluid takes when flowing through the cooling circuit is indicated in the figures by wavy arrows. To guide the cooling fluid, the rotor shaft 6 has a supply channel 24 extending along the longitudinal direction 11, which is in particular a central or longitudinal bore of the rotor shaft 6, and a discharge channel 25 running parallel thereto. Further details regarding the channels 24, 25 are explained below.

Nachfolgend werden Details zum Aufbau der Wicklung 16 anhand der 5 bis 9 erläutert. Die 5 bis 7 zeigen unterschiedliche, schematische Ansichten einer der Wicklungen 16, wobei zur besseren Erkennbarkeit weitere Bauteile der Komponente 3 weggelassen sind. 5 zeigt die Wicklung 16 in einer Frontalansicht mit Blickrichtung entlang der Längsrichtung 11. 6 zeigt die Wicklung 16 in einer perspektivischen Ansicht. 7 zeigt die Wicklung 16 in einer Draufsicht mit Blickrichtung entlang der Radialrichtung 12. 8 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 4, wobei der Bereich der Wicklung 16 vergrößert dargestellt ist und die Schnittebene um einen Winkel um die Rotationsachse 10 derart gedreht ist, dass diese mittig durch Verbindungskomponenten 30, 33, 36 läuft, die weiter unten näher erläutert werden. 9 zeigt eine wesentlich vereinfachte Darstellung der 8, anhand der der Aufbau der Wicklung 16 leichter verständlich wird.Below, details of the structure of the winding 16 are given using the 5 to 9 explained. The 5 to 7 show different schematic views of one of the windings 16, wherein other components of component 3 are omitted for better visibility. 5 shows the winding 16 in a frontal view looking along the longitudinal direction 11. 6 shows the winding 16 in a perspective view. 7 shows the winding 16 in a plan view looking along the radial direction 12. 8 shows a similar representation as 4 , wherein the area of the winding 16 is shown enlarged and the cutting plane is rotated by an angle around the axis of rotation 10 such that it runs centrally through connecting components 30, 33, 36, which are described in more detail below be explained. 9 shows a much simplified representation of the 8 , which makes the structure of the winding 16 easier to understand.

Wie aus den 5 bis 9 ersichtlich wird weist die Wicklung 16, bezogen auf die Radialrichtung 12, mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagengruppen 27 auf, wobei jede der Wicklungslagengruppen 27 beispielhaft eine Wicklungslage 28 umfasst. Alternativ kann zumindest eine der Wicklungslagengruppen 27 auch, bezogen auf die Radialrichtung 12, mehrere übereinander angeordnete Wicklungslagen 28 aufweisen. So umfasst vorliegend jede der Wicklungslagen 28 mehrere eine Spiralstruktur bildende Wicklungsumrundungen 29, wobei sich der Leiterdraht 20 innerhalb einer Wicklungsumrundung 29 genau einmal vollständig um den Zahn 15 herum erstreckt. Exemplarisch sind neun Wicklungslagengruppen 27 vorgesehen.As can be seen from the 5 to 9 As can be seen, the winding 16 has, in relation to the radial direction 12, a plurality of winding layer groups 27 arranged one above the other, wherein each of the winding layer groups 27 comprises, for example, a winding layer 28. Alternatively, at least one of the winding layer groups 27 can also have, in relation to the radial direction 12, a plurality of winding layers 28 arranged one above the other. In the present case, each of the winding layers 28 comprises a plurality of winding circuits 29 forming a spiral structure, wherein the conductor wire 20 extends completely around the tooth 15 exactly once within a winding circuit 29. Nine winding layer groups 27 are provided as an example.

Hinsichtlich der Wicklungslagengruppen 27 ist vorgesehen, dass der die jeweilige Wicklungslagengruppe 27 bildende, einstückige Leiterdraht 20 einen eingangsseitigen Endabschnitt 31 und einen ausgangsseitigen Endabschnitt 34 aufweist. Die Endabschnitte 31, 34 umfassen die stirnseitigen Enden beziehungsweise Stirnflächen des jeweiligen Leiterdrahts 20, wobei dort jeweils eine Ein- beziehungsweise Auslassöffnung des Kühlkanals 26 des jeweiligen Leiterdrahts 20 angeordnet ist. Wie insbesondere aus den 7 und 8 deutlich wird, stehen die Endabschnitte 31, 34 seitlich und entlang der Längsrichtung 11 von der Wicklung 16 ab.With regard to the winding layer groups 27, it is provided that the one-piece conductor wire 20 forming the respective winding layer group 27 has an input-side end section 31 and an output-side end section 34. The end sections 31, 34 comprise the front ends or front faces of the respective conductor wire 20, wherein an inlet or outlet opening of the cooling channel 26 of the respective conductor wire 20 is arranged there. As can be seen in particular from the 7 and 8 As can be seen, the end sections 31, 34 protrude laterally and along the longitudinal direction 11 from the winding 16.

Wie insbesondere aus den 8 und 9 ersichtlich wird, sind mehrere fluidische Eingangs-Verbindungskomponenten 30 vorgesehen, mittels denen die eingangsseitigen Endabschnitte 31 zweier benachbarter Wicklungslagengruppen 27 mit einer fluidisch vorgeschalteten Zuführkammer 32 derart verbunden werden, dass diese Wicklungslagengruppen 27 fluidisch parallel geschaltet sind. Insgesamt sind vier fluidische Eingangs-Verbindungskomponenten 30 vorgesehen, die, wie aus der 5 ersichtlich wird, entlang der Radialrichtung 12 versetzt zueinander angeordnet sind. Aufgrund der Lage der Schnittebene sind in den 8 und 9 nur einige der fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 30 erkennbar, wobei in 9 die nicht sichtbaren fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 30 gestrichelt angedeutet sind. Wie aus der 9 ersichtlich wird, sind, bezogen auf die Radialrichtung 12 nach außen, die zweite und die dritte, die vierte und die fünfte, die sechste und die siebte sowie die achte und die neunte Wicklungslagengruppe 27 jeweils mit einer der fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 3 verbunden.As can be seen in particular from the 8 and 9 As can be seen, several fluidic input connection components 30 are provided, by means of which the input-side end sections 31 of two adjacent winding layer groups 27 are connected to a fluidically upstream feed chamber 32 in such a way that these winding layer groups 27 are fluidically connected in parallel. A total of four fluidic input connection components 30 are provided, which, as can be seen from the 5 are arranged offset from one another along the radial direction 12. Due to the position of the cutting plane, the 8 and 9 only some of the fluidic input connection components 30 are visible, whereby in 9 the non-visible fluidic input connection components 30 are indicated by dashed lines. As can be seen from the 9 As can be seen, with respect to the radial direction 12 outwards, the second and third, the fourth and fifth, the sixth and seventh as well as the eighth and ninth winding layer groups 27 are each connected to one of the fluidic input connection components 3.

Ferner sind mehrere fluidische Ausgangs-Verbindungskomponenten 33 vorgesehen, mittels denen jeweils die ausgangsseitigen Endabschnitte 34 zweier benachbarter Wicklungslagengruppen 27 mit einer Abführkammer 35, die diesen fluidisch nachgeschaltet ist, fluidisch verbunden sind. Insgesamt sind vier fluidische Ausgangs-Verbindungskomponenten 33 vorgesehen, die, gleichermaßen wie die fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 30, entlang der Radialrichtung 12 versetzt zueinander angeordnet sind. Die in 9 nicht sichtbaren fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 33 sind gestrichelt angedeutet. Bezogen auf die Radialrichtung 12 nach außen sind die erste und die zweite, die dritte und die vierte, die fünfte und die sechste sowie die siebte und die achte Wicklungslagengruppe 27 jeweils mit einer der fluidischen Ausgangs-Verbindungskomponenten 33 verbunden. Furthermore, several fluidic output connection components 33 are provided, by means of which the output-side end sections 34 of two adjacent winding layer groups 27 are fluidically connected to a discharge chamber 35, which is fluidically connected downstream of these. A total of four fluidic output connection components 33 are provided, which, like the fluidic input connection components 30, are arranged offset from one another along the radial direction 12. The 9 The fluidic input connection components 33, which are not visible, are indicated by dashed lines. In relation to the radial direction 12 outwards, the first and second, the third and fourth, the fifth and sixth, and the seventh and eighth winding layer groups 27 are each connected to one of the fluidic output connection components 33.

Bezüglich der fluidischen Verbindungskomponenten 30, 33 ist somit vorgesehen, dass diese jeweils einem benachbarten Paar von Wicklungslagengruppen 27 fluidisch vor- respektive nachgeschaltet sind. Der durch die Zuführkammer 32 strömende Kühlfluidstrom wird mittels der fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 30 auf die beiden nachgeschalteten Wicklungslagengruppen 27 aufgeteilt, wobei die entstehenden, die Wicklungslagengruppen 27 parallel durchströmenden Teilströme durch die fluidischen Ausgangs-Verbindungskomponenten 33 in die Abführkammer 35 gelangen und hierbei wieder zusammengeführt werden.With regard to the fluidic connection components 30, 33, it is thus provided that these are each fluidically connected upstream or downstream of an adjacent pair of winding layer groups 27. The cooling fluid flow flowing through the feed chamber 32 is divided between the two downstream winding layer groups 27 by means of the fluidic input connection components 30, with the resulting partial flows flowing parallel through the winding layer groups 27 passing through the fluidic output connection components 33 into the discharge chamber 35 and being brought together again.

Zur elektrischen Kontaktierung der Wicklungslagengruppen 27 sind elektrische Verbindungskomponenten 36 vorgesehen, mittels denen gemäß dem Verfahren zur Herstellung der Komponente 3 die jeweils die Endabschnitte 31, 34 zweier benachbarter Wicklungslagengruppen 27 miteinander verbunden werden, so dass diese Wicklungslagengruppen 27 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Konkret ist vorgesehen, dass die Endabschnitte 31, 34 der Leiterdrähte 20 aller paarweise benachbarten Wicklungslagengruppen 27 der Wicklung 16 miteinander über jeweils eine elektrische Verbindungskomponente 36 verbunden sind respektive werden, so dass sämtliche Wicklungslagengruppen 27 der jeweiligen Wicklung 16 nacheinander elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Führung des elektrischen Stroms ist in 9 durch gepunktete Pfeile angedeutet.For electrical contacting of the winding layer groups 27, electrical connection components 36 are provided, by means of which, according to the method for producing the component 3, the end sections 31, 34 of two adjacent winding layer groups 27 are connected to one another, so that these winding layer groups 27 are electrically connected in series. Specifically, it is provided that the end sections 31, 34 of the conductor wires 20 of all pairwise adjacent winding layer groups 27 of the winding 16 are or will be connected to one another via an electrical connection component 36, so that all winding layer groups 27 of the respective winding 16 are electrically connected in series one after the other. The electrical current is guided in 9 indicated by dotted arrows.

Hinsichtlich der elektrischen Verbindungskomponenten 36 ist vorgesehen, dass ein Teil derselben die fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 30 und ein anderer Teil derselben die fluidischen Ausgangs-Verbindungskomponenten 36 bilden. Jede elektrische Verbindungskomponenten 36 bildet mithin eine fluidische Verbindungskomponente 30, 33 und umgekehrt, so dass diesbezüglich jeweils eine gemeinsame Verbindungskomponente 30, 33, 36 realisiert ist. So kann diesbezüglich allgemein vorgesehen sein, dass zumindest eine der elektrischen Verbindungskomponenten 36 eine der fluidischen Eingangs-Verbindungskomponenten 30 oder eine der fluidischen Ausgangs-Verbindungskomponenten 36 bildet, so dass diese beiden Komponenten als ein gemeinsames Bauteil vorgesehen sind.With regard to the electrical connection components 36, it is provided that a part of them forms the fluidic input connection components 30 and another part of them forms the fluidic output connection components 36. Each electrical connection component 36 thus forms a fluidic connection component 30, 33 and vice versa, so that in this respect a common connection component 30, 33, 36 is realized. In this respect, general It can be provided that at least one of the electrical connection components 36 forms one of the fluidic input connection components 30 or one of the fluidic output connection components 36, so that these two components are provided as a common component.

10 zeigt eine perspektivische und vergrößerte Ansicht auf eine der gemeinsamen Verbindungskomponenten 30, 33, 36. Konkret gezeigt ist die oberste der in 6 gezeigte Verbindungskomponente 30, 33, 36, wobei der Darstellungsbereich der 10 in 6 mittels eines Kastens X markiert ist. Demnach umfassen die Verbindungskomponenten 30, 33, 36 jeweils einen Grundkörper 37, der aus einem elektrisch leitfähigen Material, nämlich einem Metall wie Kupfer, besteht. Hierdurch wird die erforderliche elektrische Kontaktierung zwischen den jeweils benachbarten Wicklungslagengruppen 27 realisiert. Der Grundkörper 37 umfasst zwei jeweils eine Anschlussschnittstelle ausbildende Kanäle 38, durch die das Kühlfluid führbar ist. Hierzu sind die jeweiligen Endabschnitte 31, 34 in die Kanäle 38 eingeführt respektive fluiddicht klemmend eingesteckt, wodurch auch die elektrische Kontaktierung hergestellt wird. Der Innenquerschnitt der Kanäle 38 entspricht dem Außenquerschnitt des hierin eingesteckten Endabschnitts 31, 34. Anstelle der Kanäle 38 kann der Grundkörper 37 wenigstens eine Kammer zur Führung des Kühlfluids aufweisen. 10 shows a perspective and enlarged view of one of the common connection components 30, 33, 36. Specifically shown is the topmost of the 6 shown connecting component 30, 33, 36, wherein the display area of the 10 in 6 is marked by a box X. Accordingly, the connection components 30, 33, 36 each comprise a base body 37 which consists of an electrically conductive material, namely a metal such as copper. This creates the required electrical contact between the adjacent winding layer groups 27. The base body 37 comprises two channels 38, each forming a connection interface, through which the cooling fluid can be guided. For this purpose, the respective end sections 31, 34 are introduced into the channels 38 or plugged in in a fluid-tight clamping manner, which also creates the electrical contact. The inner cross section of the channels 38 corresponds to the outer cross section of the end section 31, 34 plugged into them. Instead of the channels 38, the base body 37 can have at least one chamber for guiding the cooling fluid.

Bezogen auf die 4, 8 und 9 sind eine Eingangsanschlusskomponente 55 und eine Ausgangsanschlusskomponente 56 vorgesehen, die, abgesehen von den nachfolgend erläuterten Aspekten, den Verbindungskomponenten 30, 33, 36 entsprechen. Bezogen insbesondere auf die 4 und 8 weist die Eingangsanschlusskomponente 55 einen Längsabschnitt 44 auf, der sich durch die Zuführkammer 32 hindurch erstreckt, so dass ein elektrischer Kontaktierungskopf 45, über den die elektrische Kontaktierung von außen mit der jeweiligen Wicklung 16 ausbildbar ist, außenseitig an einem Zuführteil 40 angeordnet ist, das nachfolgend noch erläutert wird. Seitlich am Längsabschnitt 44 ist eine, insbesondere schlitzartige, Öffnung 46 vorgesehen, durch die das Kühlfluid von der Zuführkammer 32 in den jeweiligen Endabschnitt 31 strömt. Auch die Ausgangsanschlusskomponente 56 weist einen Längsabschnitt 44 auf, der sich durch die Abführkammer 35 hindurch erstreckt, so dass ein elektrischer Kontaktierungskopf 45, über den die elektrische Kontaktierung von außen mit der jeweiligen Wicklung 16 ausbildbar ist, außenseitig an einem Abführteil 41 angeordnet ist, das nachfolgend noch erläutert wird. Seitlich am Längsabschnitt 44 der Ausgangsanschlusskomponente 56 ist eine, insbesondere schlitzartige, Öffnung 46 vorgesehen, durch die das Kühlfluid vom jeweiligen Endabschnitt 34 in die Abführkammer 35 strömt.Related to the 4 , 8 and 9 an input connection component 55 and an output connection component 56 are provided, which, apart from the aspects explained below, correspond to the connection components 30, 33, 36. With particular reference to the 4 and 8 the input connection component 55 has a longitudinal section 44 that extends through the feed chamber 32, so that an electrical contacting head 45, via which the electrical contact can be made from the outside with the respective winding 16, is arranged on the outside of a feed part 40, which will be explained below. An opening 46, in particular a slot-like opening, is provided on the side of the longitudinal section 44, through which the cooling fluid flows from the feed chamber 32 into the respective end section 31. The output connection component 56 also has a longitudinal section 44 that extends through the discharge chamber 35, so that an electrical contacting head 45, via which the electrical contact can be made from the outside with the respective winding 16, is arranged on the outside of a discharge part 41, which will be explained below. An opening 46, in particular a slot-like opening, is provided on the side of the longitudinal section 44 of the output connection component 56, through which the cooling fluid flows from the respective end section 34 into the discharge chamber 35.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 4 und 8 Details bezüglich der Realisierung der Zuführkammer 32 und der Abführkammer 35 erläutert. So sind, bezogen auf die Längsrichtung 11, neben der Wicklung 16 Versorgungsteile 39 angeordnet, so dass die Wicklung 16 zwischen den Versorgungsteilen 39 angeordnet ist. Eines der Versorgungsteile 39 ist das Zuführteil 40, das die Zuführkammer 32 aufweist. Das andere der Versorgungsteile 39 ist das Abführteil 41, das die Abführkammer 35 aufweist. Die Versorgungsteile 39 sind jeweils aus einem Kunststoff gefertigt und weisen eine ringförmige Form auf, die sich konzentrisch um die Rotorwelle 6 erstreckt. Entsprechend sind auch die Zuführkammer 32 und die Abführkammer 35 ringförmig gebildet und konzentrisch um die Rotorwelle angeordnet. Die Zuführkammer 32 und die Abführkammer 35 bilden mithin jeweils eine gemeinsame Kammer, die allen Endabschnitten 31, 34 aller Wicklungen 16 fluidisch vor- beziehungsweise nachgeschaltet ist.The following are based on the 4 and 8 Details regarding the implementation of the feed chamber 32 and the discharge chamber 35 are explained. Thus, in relation to the longitudinal direction 11, supply parts 39 are arranged next to the winding 16, so that the winding 16 is arranged between the supply parts 39. One of the supply parts 39 is the feed part 40, which has the feed chamber 32. The other of the supply parts 39 is the discharge part 41, which has the discharge chamber 35. The supply parts 39 are each made of a plastic and have an annular shape that extends concentrically around the rotor shaft 6. Accordingly, the feed chamber 32 and the discharge chamber 35 are also ring-shaped and arranged concentrically around the rotor shaft. The feed chamber 32 and the discharge chamber 35 therefore each form a common chamber that is fluidically connected upstream or downstream of all end sections 31, 34 of all windings 16.

Wie insbesondere aus der 8 ersichtlich wird, weisen die Versorgungsteile 39 jeweils Aufnahmeöffnungen 42 auf, die in die Zuführkammer 32 respektive die Abführkammer 35 münden. Die Aufnahmeöffnungen 42 sind im Wesentlichen zylindrisch und an die Form der Verbindungskomponenten 30, 33, 36 und der Komponenten 55, 56 angepasst. Die Verbindungskomponenten 30, 33, 36 sowie die Komponenten 55, 56 sind dadurch an dem Versorgungsteil 39 befestigt, dass diese in jeweils in eine der Aufnahmeöffnungen 42 eingesetzt sind. Sowohl die Aufnahmeöffnungen 42 als auch die Verbindungskomponenten 30, 33, 36 sowie die Komponenten 55, 56 weisen Rastmittel 43 auf zur Befestigung dieser Komponenten aneinander auf. Als Rastmittel 43 sind Rastnuten der Verbindungskomponenten 30, 33, 36 und der Komponenten 55, 56 vorgesehen, in die Rastnasen der Aufnahmeöffnungen 42 respektive des jeweiligen Versorgungsteils 39 eingreifen.As can be seen in particular from the 8 As can be seen, the supply parts 39 each have receiving openings 42 which open into the feed chamber 32 or the discharge chamber 35. The receiving openings 42 are essentially cylindrical and adapted to the shape of the connecting components 30, 33, 36 and the components 55, 56. The connecting components 30, 33, 36 and the components 55, 56 are fastened to the supply part 39 by being inserted into one of the receiving openings 42. Both the receiving openings 42 and the connecting components 30, 33, 36 and the components 55, 56 have locking means 43 for fastening these components to one another. As locking means 43, locking grooves of the connecting components 30, 33, 36 and the components 55, 56 are provided, into which locking lugs of the receiving openings 42 or of the respective supply part 39 engage.

Nun werden unter Bezugnahme auf die 2 und 4 Details bezüglich der konkreten Führung des Kühlfluids in dem Kühlsystem 21 erläutert. Nachdem das Kühlfluid das Fördermittel 22 passiert hat, wird dieses mittels einer in den Figuren nicht gezeigte Einbringlanze in eine stirnseitig an der Rotorwelle 6 angeordnete Einbringkammer 47 eingebracht. Über die Einbringkammer 47 strömt das Kühlfluid in den Zuführkanal 24 über stirnseitige Öffnungen 49 der Rotorwelle 6, die an deren fördermittelseitigen Ende angeordnet sind, ein. Nachdem das Kühlfluid den Zuführkanal 24 durchströmt hat und hierbei zu einem wicklungsseitiges Ende der Rotorwelle 6 gelangt ist, tritt es, insbesondere aufgrund der Fliehkraft, die durch die Rotation der Rotorwelle 6 erzeugt wird, über seitliche Öffnungen 57 der Rotorwelle 6 aus dieser aus. Durch erste Querbohrungen 59 der Rotorwellenhülse 58 gelangt das Kühlfluid anschließend in die Zuführkammer 32. Anschließend durchströmt das Kühlfluid gemäß obiger Beschreibung die Wicklung 16 und gelangt sodann in der Abführkammer 35. Von dort aus wird es aufgrund des nachkommenden Kühlfluids in einen Kühlfluidkanal eines Verbindungsteils 48 geführt, der in zweite Querbohrungen 60 der Rotorwellenhülse 58 mündet. Die zweiten Querbohrungen 60 münden in den Abführkanal 25. Dieser weist eine hohlzylinderförmige beziehungsweise hülsenartige Geometrie auf und erstreckt sich zwischen der Rotorwelle 6 und der Rotorwellenhülse 58 entlang der Längsrichtung 11, so dass das Kühlfluid wieder zurück zum fördermittelseitigen Ende der Rotorwelle 6 strömt und dort dem Fördermittel 22 zugeführt wird.Now, with reference to the 2 and 4 Details regarding the specific guidance of the cooling fluid in the cooling system 21 are explained. After the cooling fluid has passed through the conveying means 22, it is introduced into an introduction chamber 47 arranged on the front side of the rotor shaft 6 by means of an introduction lance (not shown in the figures). The cooling fluid flows through the introduction chamber 47 into the feed channel 24 via front openings 49 of the rotor shaft 6, which are arranged at the conveyor-side end thereof. After the cooling fluid has flowed through the feed channel 24 and reached a winding-side end of the rotor shaft 6, it exits from the rotor shaft 6 via lateral openings 57, particularly due to the centrifugal force generated by the rotation of the rotor shaft 6. The cooling fluid then reaches the feed chamber 32 through first transverse bores 59 in the rotor shaft sleeve 58. The cooling fluid then flows through the winding 16 as described above and then reaches the discharge chamber 35. From there, due to the cooling fluid that follows, it is guided into a cooling fluid channel of a connecting part 48, which opens into second transverse bores 60 in the rotor shaft sleeve 58. The second transverse bores 60 open into the discharge channel 25. This has a hollow cylindrical or sleeve-like geometry and extends between the rotor shaft 6 and the rotor shaft sleeve 58 along the longitudinal direction 11, so that the cooling fluid flows back to the conveyor-side end of the rotor shaft 6 and is fed there to the conveyor 22.

Obgleich die erfindungsgemäße Komponente 3 im erläuterten Ausführungsbeispiel den Rotor 4 der elektrischen Maschine 2 bildet, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen denkbar, dass der Stator 5 die Komponente 3 und die damit erläuterten Aspekte realisiert. In diesem Fall sind insbesondere die Zähne 15, die Wicklungen 16 und die damit erläuterten Aspekte beim Stator 5 realisiert.Although the component 3 according to the invention forms the rotor 4 of the electric machine 2 in the exemplary embodiment explained, it is equally conceivable within the scope of the present invention that the stator 5 implements the component 3 and the aspects explained thereby. In this case, in particular the teeth 15, the windings 16 and the aspects explained thereby are implemented in the stator 5.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202012007645 U1 [0004]
WO 2020049830 A1 [0004]
DE 102020114683 A1 [0004]
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US 3821569 A [0004]
DE 102017119033 A1 [0004]

Claims

Electrical machine according to Claim 1 , characterized in that the end sections (31, 34) of the conductor wires (20) of all pairwise adjacent winding layer groups (27) of the respective winding (16) are connected to one another via an electrical connection component (36), so that all winding layer groups (27) of the respective winding (16) are successively connected electrically in series.

Electrical machine according to Claim 1 or 2 , characterized by one or more fluidic input connection components (30), by means of which respective input-side end sections (31) of the conductor wires (20) of at least two winding layer groups (27) are fluidically connected to one or more feed chambers (32) which are each fluidically connected upstream of these conductor wires (20), in such a way that these winding layer groups (27) are fluidically connected in parallel.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized by one or more fluidic output connection components (33), by means of which respective output-side end sections (34) of the conductor wires (20) of at least two winding layer groups (27) are fluidically connected to one or more discharge chambers (35) which are respectively fluidically connected downstream of these conductor wires (20).

Electrical machine according to Claim 3 or 4 , characterized by one or more supply parts (39), each of which is or are arranged next to at least one of the windings (16) in relation to a longitudinal direction (11) of the electrical machine (2), wherein the or at least one of the plurality of supply parts (39) is designed as a feed part (40) and has the or at least one of the plurality of feed chambers (32), or wherein the or at least one of the plurality of supply parts (39) is designed as a discharge part (41) and has the or at least one of the plurality of discharge chambers (35).

Electrical machine according to Claim 5 , characterized in that the or at least one of the plurality of supply parts (39) is formed in a ring shape and is arranged concentrically around the or a rotor shaft (6) extending along the longitudinal direction (11) and rotatably mounted of the component (3) forming the rotor (4), wherein the or at least one of the plurality of feed chambers (32) and/or the or at least one of the plurality of discharge chambers (35) is formed in a ring shape and is arranged concentrically around the rotor shaft (6).

Electrical machine according to Claim 5 or 6 , characterized in that the or at least one of the plurality of fluidic input connection components (30) and/or the or at least one of the plurality of fluidic output connection components (33) is fastened to the supply part (39).

Electric machine according to one of the Claims 3 until 7 , characterized in that one or more common connection components (30, 33, 36) is or are provided, which each form the or one of the plurality of fluidic connection components (30, 33) and the or one of the plurality of electrical connection components (36).

Electrical machine according to Claim 8 , characterized in that the or at least one of the several common connecting components (30, 33, 36) each has a base body (37) made of an electrically conductive material, wherein the base body (37) has at least one channel (38) and/or at least one chamber through which the cooling fluid can be guided.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that that the cooling system (21) forms a cooling circuit in which the cooling fluid can be conveyed by means of a conveying means (22), wherein the or a rotor shaft (6) of the component (3) forming the rotor (4), which extends along a longitudinal direction (11) of the electrical machine (2) and is rotatably mounted, has or delimits at least one feed channel (24) and/or at least one discharge channel (25), wherein the feed channel (24) and/or the discharge channel (25) extends at least in sections along the longitudinal direction of the rotor shaft, wherein the feed channel (24) leads from the conveying means (22) to the at least one conductor wire (20) having the hollow cross section and/or the discharge channel (25) leads from the at least one conductor wire (20) having the hollow cross section to the conveying means (22).

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the component (3) is assembled from several parts (14), wherein at least two of the parts (14) each have at least one of the at least two teeth (15).

Component for an electrical machine (2) designed as a salient-pole synchronous machine, designed as a stator (5) or a rotor (4) and having at least two teeth (15) each extending along a radial direction (12) of the component (3), each with a winding (16) wound around it, wherein at least one of the windings (16) has a plurality of winding layer groups (27) arranged one above the other with respect to the radial direction (12), wherein each of the winding layer groups (27) comprises one or more winding layers (28) arranged one above the other, wherein the winding layer groups (27) are each formed from a separate and electrically conductive conductor wire (20), wherein one or more electrical connection components (36) is or are provided, which each connect end sections (31, 34) of the conductor wires (20) of two adjacent winding layer groups (27) of one of the windings (16) to one another, so that these Winding layer groups (27) are electrically connected in series, wherein a cooling fluid of a cooling system (21) of the electrical machine (2) can be guided through a hollow cross section of at least one of the conductor wires (20).

Motor vehicle comprising an electrical machine (2) according to one of the Claims 1 until 11 .

Method for producing a component (3) forming a stator (5) or a rotor (4) for an electrical machine (2) designed as a salient pole synchronous machine, wherein the component (3) has at least two teeth (15) each extending along a radial direction (12) of the electrical machine (2), each with a winding (16) wound around it, wherein at least one of the windings (16) is formed from a plurality of winding layer groups (27) arranged one above the other with respect to the radial direction (12), wherein each of the winding layer groups (27) comprises one or more winding layers (28) arranged one above the other, wherein the winding layer groups (27) are each formed from a separate and electrically conductive conductor wire (20), wherein one or more electrical connection components (36) is or are provided, by means of which end sections (31, 34) of the conductor wires (20) of two adjacent winding layer groups (27) of one of the windings (16) are connected to one another so that these winding layer groups (27) are electrically connected in series, wherein a cooling fluid of a cooling system (21) of the electrical machine (2) can be guided through a hollow cross-section of at least one of the conductor wires (20).