本发明涉及一种电机，具有在转子轴上设置的转子、定子和流动元件，该流动元件设计用于将从转子轴放出到电机的内部空间中的流体引导到转子的端侧上。
背景技术：
1、电机可以用作用于可电驱动的机动车、例如电动车和混合动力车的工作机器。在这里可以使用多样化形式的电机，其中，电机典型地具有位置固定地支承的定子和相对于定子可运动地支承的转子。在电流激励的电机中，有源部件具有例如以可通电绕组形式的产生磁场的系统，所述绕组由铁芯保持，以便产生磁通量。这样的绕组会在电机的运行中发热，由此例如基于在绕组中的不均匀的温度分布而会产生局部的热点或者说热区。因为电机的加热会不利地影响效率和持久功率，所以已知用于冷却电机的解决方案。例如为了冷却定子可以设置围绕定子的冷却套，该冷却套被冷却介质流经，或转子可以具有构造为空心轴的轴，该轴被冷却介质流经。
技术实现思路
1、本发明的任务在于改善电机的冷却和/或润滑。
2、该任务通过按照独立权利要求的电机和流动元件来解决。有利的实施方式是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
3、按照第一方面提出一种电机，该电机具有在转子轴上设置的转子、定子和流动元件，其中，流动元件设计用于将从转子轴放出到电机的内部空间中的流体引导到转子的端侧上。
4、电机例如可以用作用于可电运行的机动车的电牵引机。电机尤其是被构造为电流激励的同步电机(ssm)或异步电机(asm)。电机可以具有位置固定地支承的定子以及关于定子可运动地、尤其是可旋转地支承的转子。在此，转子具有转子铁芯，该转子铁芯例如可以通过由轴向堆叠的钢片组成的转子叠片组构成。此外，转子可以具有导电的绕组，这些绕组被构造用于产生或激励用于导电的磁通量。例如，在电流激励的同步电机中，绕组可以被构造为可通电的励磁线圈。励磁线圈例如可以包括设置在转子铁芯的槽中或在转子铁芯的周面上的棒形导体或成形棒。线圈可以包括绕组线，这些绕组线围绕转子铁芯的极缠绕。
5、为了冷却电机，转子轴构造成被流体流经并且例如可以实施为以流体或冷却介质流经的旋转的空心轴，转子围绕该空心轴不可相对旋转地设置。流体尤其是为不导电的冷却剂、例如油。冷却剂可以从冷却剂回路或润滑剂回路中取出，尤其是以便在与导流部件直接接触时不影响电机的功能性。
6、转子轴可以具有排出口或者说排出开口，其用于从转子空心轴中放出冷却剂，尤其是放出到构造在转子和定子之间的内部空间中。在转子的旋转运动期间，来自转子轴的或在内部空间中的流体尤其是可以通过离心力被径向向外运输，以便润湿机器部件并且因此能够实现热传递。
7、电机的内部空间通过壳体限定。因此，流体或冷却剂可以处于电机的内部空间中并且可以论及湿式电机、尤其是湿式电动机。尤其是，转子以及还有定子设置在内部空间中并且流体可以在电机的内部空间中直接与电机的要冷却的部件相互作用。
8、流动元件设置在内部空间中并且可以设置和/或紧固在转子、定子和/或转子轴上。通过流动元件在部件、例如转子轴上的这种设置，能够实现在电机的流动元件和相应的部件之间的热传递。尤其是，流动元件具有铝或由铝制造，以便在流动元件的区域中能够实现在流体和流动元件之间的热传递，尤其是当流动元件与电机的转子或其他部件导热连接时。
9、借助流动元件，从转子轴放出的流体或冷却剂能够被引导至转子的端侧和/或引导至预先确定的部件或/在其旁边引导经过，其中，尤其是在转子的旋转运动中，与离心力相关的拉动作用能够确保流体总是被转移。通过流体和转子的端侧和/或要冷却的部件之间的这样实现的热连接，能够导出在运行中产生的热量并且将其从系统中取出。转子的端侧可以是转子的轴向端部，尤其是转子绕组的绕组头可以设置在该轴向端部上，所述绕组头在转子的运行中可以构成热区。尤其是，转子具有两个彼此对置地设置的端侧，其中，在本发明的一种实施形式中，可以为所述两个端侧的每个端侧配设流动元件。
10、通过将流动元件设计用于将流体引导到转子的端侧上，在转子中产生的热量能够由流体吸收并且运走。由此能够改善转子的可冷却性并且因此调节匀一化的温度水平。流体例如可以穿过转子或沿着转子的至少一个端侧被运输或引导。在此，流体可以沿径向在端侧上流经并且尤其是也在各个转子叠片之间穿过和/或通过转子绕组地被输送。冷却剂在此可以直接或非常靠近地被引导到要冷却的部位上。这样尤其是能够得到通过转子的冷却剂流量，该冷却剂流量能够确保散热。
11、通过流动元件的设置或设计尤其是能够预先确定流体的质量流，该质量流通过流动元件被引导或应该通过流动元件被引导。因此能够对在电机中的温度分布均一化和/或避免局部的热区。由此例如能够提高电机的效率和/或持久功率。此外，流体到转子的预先确定的要冷却的部件上的针对性引导在此能够减轻设置在电机外的冷却剂泵的负荷，从而该冷却剂泵能够较小并且较轻地确定尺寸。
12、在一种实施形式中，流动元件可以与转子端侧一起构成间隙，流体在该间隙中被引导或应该被引导，以便改善流体在转子处的冷却作用。在径向的外侧上，流体能够从间隙中流出并且借助流动元件被引导至电机的另一个部件、例如定子。
13、在一种实施形式中，流动元件设计用于将流体引导到至少一个定子绕组上。因此也能够冷却定子和尤其是定子的绕组头。通过流体的借助流动元件引起的流动方向，冷却剂能够被直接施加到定子上，由此能够导出定子的热量。因此能够在定子中、尤其是在定子绕组头中得到小的温度水平。
14、在另一种实施形式中，流动元件可以设计用于引导和在那里使用流体，以用于冷却和/或润滑轴承、尤其是转子的轴承。因此，流体能够用于多个任务，这能够导致电机的低成本的结构并且能够改善电机的效率，因为可以减轻或甚至取消附加的润滑。
15、在一种实施形式中，流动元件设置在从转子轴放出的流体流中或配设给转子轴的流体放出装置和/或流体排出口。由此尤其是建立流动元件和所放出的流体流之间的空间接近，从而流出的流体的至少一部分能够用于借助流动元件或在流动元件上的引导，尤其是在其通过作用的离心力分布在电机的内部空间中之前。由此，流体流、尤其是流体质量流的预先确定的份额能够借助流动元件引导至要冷却的部件。因此能够实现针对性地引导所放出的流体流的至少一部分，以便因此能够实现针对性地冷却电机。
16、在一种实施形式中，流动元件被构造为环形盘。这样的环形盘尤其是围绕转子轴并且相对于转子轴间隔开地设置。为此，环形盘具有尤其是大于转子轴的直径的内径并且具有尤其是基本上对应于配设给环形盘的转子的直径的外径。通过环形盘的构造，流动元件可以在径向上设置在转子轴承座之外，以便能够实现节省空间的设置结构并且这样保持电机的轴向尺寸。备选地，环形盘的内径可以实施成较小的，直至转子轴的外径，由此能够提供流动元件的用于流体引导的最大化表面，以便能够实现升高的冷却性能。
17、环形盘尤其是设置或紧固在转子的端侧上，以便因此有利于流体至转子或其端侧或在形成在环形盘和端侧之间的间隙中的引导。此外，这样的或这样设置的环形盘可以随着转子旋转，这能够实现通过借助转子旋转引起的离心力改善地引导流体。因此能够实现流体至部件和/或在电机的内部空间中的均匀分布。在一种实施形式中，这样的流动元件可以设置在转子的两个端侧上。借此能够实现电机的均匀冷却。
18、流动元件具有收集结构，该收集结构设计用于收集从转子轴放出的流体、尤其是冷却剂并且可以设计用于将从转子轴放出到电机的内部空间中的流体、尤其是冷却剂引导到转子的端侧上。为此，流动元件例如可以具有朝向转子轴或转子轴的排出口的结构，该结构尤其是具有斜面或唇部的形式，所述结构设计用于接收沿径向方向流出的流体。该接收的或收集的流体然后可以在流动元件上或通过流动元件被引导或沿着流动元件流动，以便引导至电机的部件。此外，可以借助收集结构将流体流的轨迹改变到预先确定的方向中，以便引导至目标区域、尤其是转子端侧。通过借助收集结构收集流体能够至少部分地避免流体在要冷却的部件旁边跑过或急速通过，由此能够提高冷却的效率。
19、换句话说：冷却剂能够从转子轴的空隙中在来自转子旋转的离心力的影响下在运行中被引导到电机的内部空间中并且能够在那里通过收集结构、尤其是收集漏斗在沿径向进一步在外部的例如环形地实施的流动元件上或之间流过。流动元件可以被构造为要冷却的转子端面的简单的安装件。该安装件这时与直接接触的转子叠片表面一起例如形成构件配对，该构件配对被实施成沿轴向在外部的、摩擦优化的以及平面的。
20、在一种实施形式中，流动元件具有至少一个流动结构，该流动结构设计用于干扰流体流，该流动结构尤其是凸点结构，该凸点结构设置在流动路径、尤其是预测的流动路径中。流动元件可以具有多个流动结构，其中，这些流动结构可以有序地和/或混乱地设置在流动元件的表面上。这样的在流动元件的表面上的例如凸起形地和/或肋形地构造的流动结构可以设置在朝向电机的要冷却的部件、例如转子端侧的表面上。流动元件的由此决定的表面扩大能够提高在流体和构件表面之间的导热系数，以便改善散热。此外可以借助流动结构在流体流中产生涡旋，由此能够改善在流体润湿的表面上的热传递。
21、在一种实施形式中，流动元件具有至少一个引导通道，该引导通道设计用于将流体流引导至转子绕组。引导通道例如可以是在流动元件中的槽状凹部和/或可以通过在流动元件的表面上的至少一个、尤其是两个肋状隆起部构成。由此，流体能够被引导至预先确定的区域、尤其是热区。这样的热区可以处于转子的绕组头或转子绕组的区域中。由此，较大的量的流体能够被引向这些部位，以便在那里取得改善的冷却作用。
22、在一种实施形式中，引导通道可以设计用于尤其是与转子的端侧和/或在其上设置的部件、例如支撑环一起构成用于流体的贮器，以便尤其是局部积累流体。由此，流体能够较长时间地保持在转子的端侧上，以便能够改善在端侧和流体之间的热传递。流动元件或引导通道可以具有至少一个尤其是在流动元件的径向周边上设置的流出开口，该流出开口设计用于将流体放出到电机的内部空间上或朝至少一个定子绕组的方向放出。在此，多个排出开口可以彼此成预先确定的距离地构成，以便能够实现针对性地和/或导出流体。
23、这样的流动结构和/或引导通道可以具有圆的、有角的或倾斜的设计、成形的接触连接部和/或肋形状。例如，流动元件和/或引导通道可以被构造为径向叶片几何结构，以便能够实现针对性的流体引导或流体运动。
24、在一种实施形式中，流动元件具有至少一个转向结构，该转向结构设计用于使可导出的流体流转向至至少一个定子绕组。为此例如构造为盘或环形盘的流动元件可以在其径向外部的边缘上尤其是环绕地具有倾斜的轮廓，该轮廓设计用于为流体流提供方向。因此，借助流动元件引导的流体流能够相对于例如定子绕组头沿预先确定的方向或以预先确定的角度放出。这样能够实现定子或定子绕组的针对性的冷却，以便这样能够实现电机的均一的温度分布。
25、在一种实施形式中，流动元件设计用于减少在背离转子的表面上的流动阻力。为此，尤其是流动元件的背离构成用于流体引导的侧的一侧可以具有光滑的表面，以便避免或减少尤其是可以通过涡旋引起的阻力。
26、按照另一方面，本发明也包括一种流动元件，该流动元件设计用于设置在电机中并且引导用于电机的流体。尤其是，流动元件以在这里所描述的方式构造，尤其是如参考在这里所描述的电机的实施形式和/或实施例所公开的那样。借助这样的流动元件能够实现电机的均匀冷却。
27、在这里所描述的实施形式和优点对应适用于具有这样的电机的机动车。
1.一种电机(10)，所述电机具有在转子轴(11)上设置的转子(12)、定子(13)和流动元件(14)，所述流动元件具有收集结构(20)，所述收集结构设计用于收集从所述转子轴(11)放出的流体(f)并且设计用于将从所述转子轴(11)放出到所述电机(10)的内部空间(17)中的流体(f)引导到所述转子(12)的端侧(28)上。
2.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)设计用于将所述流体(f)引导到至少一个定子绕组(25)上。
3.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)设置在从所述转子轴(11)放出的流体流(f)中。
4.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)被构造为环形盘。
5.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)具有至少一个流动结构(23)，所述流动结构设计用于干扰流体流(f)，所述流动结构尤其是为凸点结构，所述凸点结构设置在预测的流动路径中。
6.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)具有至少一个引导通道(24)，所述引导通道设计用于将流体流(f)引导至转子绕组(122)。
7.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)具有至少一个转向结构(26)，所述转向结构设计用于使可导出的流体流(f)转向至至少一个定子绕组(24)。
8.按照上述权利要求之一所述的电机(10)，其中，所述流动元件(14)设计用于减少在背离所述转子(12)的表面上的旋转阻力。
9.一种流动元件(14)，所述流动元件设计用于设置在电机(10)中并且引导用于所述电机(10)的流体。
