[发明专利]用于旋转的电机器的叶轮和具有叶轮的旋转的电机器

说明书

本发明涉及一种用于旋转的电机器的叶轮和一种具有叶轮的旋转的电机器特别是电动机或发电机。本发明还涉及一种具有这种旋转的电机器的汽车。

在现代的汽车内越来越多地安装有电动机。在此，它们特别是被用作完全整合在驱动系内的驱动电机或在混合动力应用中例如被用作起动器发电机。在此，部分地使用他励同步电机，这些同步电机具有由设置有励磁绕组的叠片组构成的转子。在此，励磁绕组的端部通过两个被布置在转子轴上的滑环引出来。通过碳刷将励磁电压施加在励磁绕组上。这两个滑环与承载它们的基体一起也常常被简单地称为“滑环”。

这种旋转的电机器出现了碳刷的磨掉物以导电的灰尘颗粒的形式进入到机器内部的问题。这些灰尘颗粒例如可以作为导电层沉积在机器元件上并导致导电的电气间隙（Kriechstrecke）。

文献DE 100 14 310 A1公开了一种具有用于密封电机器的壳体内腔的、浮动的间隙密封件的电机器。虽然这种间隙密封件可以使得灰尘难以进入到壳体内腔之内，但是还需要更好地保护壳体内腔以防电刷灰尘进入。

文献DE 10 2008 041 650 A1介绍了一种具有风扇的电机器，该风扇具有用于分配空气的突伸式的风扇叶片，由此把磨掉的电刷灰尘连同空气一起从滑环引开。

本发明的目的在于提出一种可行方案，根据该可行方案，以技术上简单同时特别高效的方式尽可能进一步地防止在电机器工作时产生的电刷灰尘进入到机器内部。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的第一方面，提出一种用于旋转的电机器的叶轮，其具有下述特征：

- 带有外围面的中空圆柱形的基体，其中，叶轮具有旋转轴线，外围面围绕该旋转轴线沿着基体的圆周方向延伸；

- 沿着基体的圆周方向环绕基体的第一端部区域和沿着基体的圆周方向环绕基体的第二端部区域，其中，第一和第二端部区域沿着旋转轴线的方向彼此相对而置；

- 在外围面上的槽，其中，槽在基体的圆周方向上沿着外围面、并在基体的第一和第二端部区域之间延伸；和

- 至少一个板条形的旋流件，在槽内，该旋流件在第一和第二端部区域之间延伸，由此至少一个旋流件被设计用于在叶轮围绕旋转轴线旋转时产生离开外围面的空气运动。

在该种情况下，“叶轮”在此和下文中系指一种可围绕其旋转轴线转动的具有旋流件的装置，在叶轮围绕旋转轴线旋转时，这些旋流件产生空气运动。

“中空圆柱形的基体的圆周方向”系指沿着基体的外围面、环绕基体的圆周的方向。

优选地，叶轮包括至少两个彼此以相同的间隔被均匀分布地布置在槽内的旋流件。通过将旋流件均匀分布在槽内，可以避免叶轮的不平衡。

通过将槽设计在外围面上且在叶轮的中空圆柱形的基体的两个对置的端部区域之间，并且通过设计至少一个板条形的、在第一和第二端部区域之间在槽内延伸的旋流件，因此可以在叶轮的基体的外围面上形成至少一个盆形的凹洼，该凹洼连同旋流件和基体的两个端部区域一起如同涡轮机的涡轮叶片一样起作用，在上述叶轮围绕其旋转轴线转动时产生离开外围面的空气运动。

如果电刷灰尘颗粒到达盆形的凹洼区，那么这些电刷灰尘颗粒就通过空气运动从外围面进而从叶轮被带走。

由此以技术上简单同时特别高效的方式防止在电机器工作时产生的电刷灰尘颗粒进入到机器内部。

在一种优选的设计方案中适当设计至少一个旋流件，使得该旋流件至少部分地沿着基体的圆周方向上隔断槽。换而言之：至少一个旋流件并不从第一端部区域连续地延伸到第二端部区域。这种设计方案具有以下优点：通过借助旋流件产生的隔断而形成具有不同涡流的空气运动。由此，空气运动的速度发生变化，这有利于带走不同大小的灰尘颗粒。

在一种替代的设计方案中，至少一个旋流件从第一端部区域连续地延伸到第二端部区域，由此，至少一个旋流件沿着基体的圆周方向完全隔断槽。这种设计方案具有以下优点：由此，在叶轮的转速本身恒定时产生很大程度上恒定但相对更加强烈的空气运动。

在另一优选的设计方案中，至少一个旋流件平行于旋转轴线延伸。

在一种替代的设计方案中，至少一个旋流件倾斜于旋转轴线延伸。

优选地，至少一个旋流件沿着叶轮的基体的圆周方向螺旋形或螺线形地延伸。

后三种所述的设计方案在空气运动时产生不同的涡流，所述空气运动在叶轮旋转时产生。

在另一优选的设计方案中，至少一个旋流件在背离旋转轴线的那一侧具有表面，其中，所述表面相对于外围面不突伸地特别是相对于外围面基本上平整地构造。