DE102011008819A1 - Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids - Google Patents

Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids umfassend zumindest einen Fluidkanal (3, 4) und zumindest einen elektrischen Leiter (5, 6). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Fluidkanal (3, 4) eine Einlass-, eine Durchlass- und eine Auslassöffnung (3.1, 3.2, 3.3, 4.1, 4.2) aufweist, dass der elektrische Leiter (5, 6) einen Eingangs-, einen Durchgangs- und einen Ausgangskontakt (5.3, 5.4, 5.5, 6.5, 6.6) aufweist, dass der elektrische Leiter (5, 6) zumindest teilweise im Fluidkanal (3, 4) geführt ist und dass im Fluidkanal (3) Mittel zur Volumenstromregelung (7) vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Im Bereich der Kraftfahrzeuge, Nutzfahrzeuge, Bau- und Landmaschinen erfolgt bislang die Energieübertragung höherer Leistungen über hydraulische und/oder mechanische Konzepte. Zunehmend gibt es Bestrebungen, beim Fahrantrieb sowie beim Antrieb von Nebenaggregaten Elektromotore einzusetzen, deren elektrische Energie von einem Generator bereitgestellt wird, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Hierzu ist es notwendig am Fahrzeug ein elektrisches Netz vorzusehen, an das beliebige elektrische Erzeuger und Verbraucher wie beispielsweise Generator, Fahrantrieb, Nebenabtriebe oder elektrisch angetriebene Arbeitsgeräte angekoppelt werden können.
  • Insbesondere bei Nutzfahrzeugen sowie Bau- und Landmaschinen ist es notwendig, dass Elektromotore mit hoher Leistung verwendet werden. Um die an den Elektromotoren entstehende Abwärme ableiten zu können und damit die Baugröße der Elektromotoren zu minimieren, ist es bekannt, die Elektromotore flüssigkeitsgekühlt auszubilden. Somit muss bei Verwendung von flüssigkeitsgekühlten Motoren am Fahrzeug sowohl ein elektrisches Netz zur Übertragung der elektrischen Energie hoher Leistung als auch ein fluidisches Netz vorgesehen werden.
  • Unter hohen elektrischen Leistungen werden im Rahmen dieser Erfindung insbesondere Leistungen im Bereich von 50 KW–300 KW bei einer elektrischen Stromstärke von 50 A–400 A verstanden.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids anzugeben, welches eine einfache und raumsparende Kopplung mehrerer elektrischer Antriebe an ein Netz zur Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids ermöglicht. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.
  • Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassend zumindest einen Fluidkanal und zumindest einen elektrischen Leiter besteht darin, dass der Kanal eine Einlass-, eine Durchlass- und eine Auslassöffnung aufweist, dass der elektrische Leiter einen Eingangs-, einen Durchgangs- und einen Ausgangskontakt aufweist, dass der elektrische Leiter zumindest teilweise im Fluidkanal geführt ist und dass im Fluidkanal Mittel zur Volumenstromregelung vorgesehen sind. Durch die Vereinigung eines drei Öffnungen aufweisenden Fluidkanals und eines zumindest teilweise im Fluidkanal geführten elektrischen Leiters mit zumindest drei Kontakten sowie dem Vorsehen von Mitteln zur Volumenstromregelung im Fluidkanal ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen wird ein kompakter Aufbau eines Verteilers für elektrische Energie hoher Leistung und des unter Druck stehenden Fluids erreicht. Dies ist insbesondere im Fahrzeugbau eine Hauptanforderung. Des Weiteren kann aufgrund der Anordnung des elektrischen Leiters im Fluidkanal der Querschnitt des elektrischen Leiters reduziert werden, da dieser durch die Umspülung mit dem Fluid eine Kühlung erfährt. Mittels der im Fluidkanal vorgesehenen Mittel zur Volumenstromregelung kann eine lastabhängige Versorgung der elektrischen Antriebe mit Fluid erreicht werden, so dass stärker belastete Antriebe, die mehr Abwärme erzeugen, von einem höheren Volumenstrom durchflossen werden als geringer belastete Antriebe.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Fluidkanal verzweigt, insbesondere T-förmig verzweigt ausgebildet und weist zumindest einen ersten und zweiten Fluidkanalabschnitt auf, die ineinander münden. Die jeweiligen Enden der Fluidkanalabschnitte bildenden die Einlass-, die Durchlass- und die Auslassöffnung aus. Vorzugsweise sind die Mittel zur Volumenstromregelung dem Fluidkanalabschnitt zugeordnet, in dem die Auslassöffnung des Fluidkanals angeordnet ist.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zwei Fluidkanäle auf, wobei ein Fluidkanal als Vorlauf und der weitere Fluidkanal als Rücklauf ausgebildet ist. Dadurch kann über die erfindungsgemäße Vorrichtung ein geschlossener Fluidkreislauf hergestellt werden.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in beiden Fluidkanälen jeweils ein elektrischer Leiter vorgesehen. Bevorzugt ist die Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie in Form von Gleichspannung bzw. Gleichstrom ausgebildet, wobei beispielsweise der elektrische Leiter in einem ersten Fluidkanal den Pluspol und der elektrische Leiter in dem zweiten Fluidkanal den Minuspol ausbildet. Damit wird die zur Bildung eines Vorlaufs bzw. eines Rücklaufs notwendige Trennung der Fluidkanäle gleichzeitig zur örtlichen Trennung der elektrischen Leiter verwendet, sodass sich eine hohe Raumeinsparung ergibt.
  • Besonders bevorzugt sind die Mittel zur Volumenstromregelung im als Vorlauf ausgebildeten Fluidkanal vorgesehen. Dadurch kann der Volumenstrom in einem Kühlkreis bei keinem oder nur geringem Kühlbedarf der angeschlossenen elektrischen Maschine bereits im Vorlauf minimiert oder gänzlich unterbunden werden und damit eine Optimierung der Durchströmungsverluste des Fluidnetzes sowie eine Druckentlastung der angeschlossenen Maschine erreicht werden.
  • Vorzugsweise sind die Mittel zur Volumenstromregelung durch eine Drossel gebildet, deren Bewegung durch einen elektrischen Aktuator oder durch ein Temperaturausdehnungselement erfolgt. Als elektrischer Aktuator kann beispielsweise ein elektrischer Motor, insbesondere ein Schrittmotor oder ein Servomotor verwendet werden. Die Drossel kann beispielsweise aus zumindest einem Paar von scheibenförmigen Elementen gebildet werden, die die Scheiben durchdringende Fluidkanäle aufweisen. Durch das Verdrehen der Scheiben zueinander kann die effektiv wirksame Größe der Fluidkanäle verändert werden, sodass der Volumenstrom durch die Anpassung der Größe der effektiv wirksamen Fläche der Fluidkanäle veränderbar ist.
  • Alternativ kann die Drossel durch einen Kolben gebildet werden, der mit einem Temperaturausdehnungselement derart gekoppelt ist, dass eine Temperaturänderung am Temperaturausdehnungselement eine Verschiebung des Kolbens bewirkt. Bevorzugt ist der Kolben derart in einer Bohrung mit seitlich abzweigenden Kanälen geführt, dass abhängig von der Lage des Kolbens in der Bohrung ein vollständiges Öffnen zumindest eines Kanals bzw. ein ganz oder teilweises Verschließen desselben und damit eine Anpassung des Volumenstroms bewirkt wird.
  • Bevorzugt ist das Temperaturausdehnungselement mit dem Fluid thermisch gekoppelt, das im als Rücklauf ausgebildeten Fluidkanal geführt wird. Dieses Fluid, das abhängig vom Lastzustand des elektrischen Verbrauchers, durch den es zu dessen Kühlung geflossen ist, eine variable Temperatur aufweisen kann, dient als Regelgröße für den einzustellenden Volumenstrom. Bei einer Temperatur höher als die Solltemperatur wird damit der Kolben derart positioniert, dass ein höherer Volumenstrom des Fluids durch den elektrischen Verbraucher fließen kann und damit eine bessere Kühlwirkung erreicht wird. Bei einer Temperatur unter der Solltemperatur erfolgt in umgekehrter Weise eine Verringerung des Volumenstroms.
  • Bevorzugt ist das Temperaturausdehnungselement beheizbar ausgebildet. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise gesteuert durch eine Regelschaltung, der durch ein Temperaturmesselement am elektrischen Verbraucher zumindest ein Temperaturmesswert als Eingangs- bzw. Regelgröße bereitgestellt wird. Beispielsweise bei einem sprungförmig ansteigenden Temperaturverlauf wird durch die Regelschaltung ein Heizstrom erzeugt, der durch ein im Temperaturausdehnungselement vorgesehenes Heizelement fließt und dort eine Volumenänderung des Dehnstoffs im Temperaturausdehnungselement bewirkt. Dadurch wird eine reaktionsschnelle aktive Volumenstromänderung bewirkt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wirken die Mittel zur Volumenstromregelung mit zumindest einem Temperaturmesselement zusammen, das im als Rücklauf ausgebildeten Fluidkanal oder im an die Vorrichtung angeschlossenen elektrischen Antrieb vorgesehen ist. Das Temperaturmesselement ermittelt die Temperatur des Kühlmittels im Bereich des elektrischen Antriebs oder im Rücklauf, d. h. im Fluidkanal nach dem elektrischen Antrieb. Dieser Temperaturmesswert wird in einer Ansteuerschaltung in ein Ansteuersignal für den elektrischen oder mechanischen Aktuator zur Verstellung der Mittel zur Volumenstromregelung umgesetzt, sodass bei einem Anstieg der Temperatur des Fluids über einen ersten Sollwert ein höherer Volumenstrom durch den elektrischen Antrieb und in umgekehrter Richtung bei einem Absinken der Temperatur des Fluids unter einen zweiten Sollwert ein Verringern des Volumenstroms erreicht wird.
  • Besonders bevorzugt ist eine kaskadierbare Ausbildung der Vorrichtung. Durch diese Kaskadierbarkeit können mehrere als Verteiler ausgebildete Vorrichtungen aneinander anschließend angeordnet werden, wobei die jeweiligen Öffnungen der Fluidkanäle und die jeweiligen Kontakte der elektrischen Leiter derart miteinander korrespondieren, dass eine fluidische Verbindung der jeweils die Vorläufe und Rückläufe ausbildenden Fluidkanäle erreicht wird. Ebenfalls wird durch die Kaskadierbarkeit eine elektrische Kontaktierbarkeit der jeweiligen korrespondierenden elektrischen Leiter, d. h. sämtlicher die Pluspole bzw. die Minuspole bildender elektrischer Leiter erreicht.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einlass- oder Auslassöffnung und die Durchlassöffnung des zumindest einen Fluidkanals an gegenüberliegenden Seiten des Verteilers vorgesehen. Weiterhin vorzugsweise ist der Eingangs- oder Ausgangskontakt und der Durchgangskontakt des zumindest einen elektrischen Leiters an gegenüberliegender Seiten des Verteilers vorgesehen. Dadurch wird eine spiegelsymmetrische Anordnung der Öffnungen der Fluidkanäle bzw. der Kontakte der elektrischen Leiter an gegenüberliegende Seiten erreicht, sodass bei Kaskadierung zweier Vorrichtungen, d. h. bei Anlage zweier Vorrichtungen gegeneinander die jeweils korrespondierenden Öffnungen der Fluidkanäle bzw. der Kontakte des elektrischen Leiters deckungsgleich zueinander zu liegen kommen.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung als Verteilermodul mit einem Gehäuse bzw. Gehäuseblock aufgebaut, wobei jeweils ein Verteilermodul über den zumindest einen angeschlossenen elektrischen Verbraucher zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines geschlossenen Fluidkreises ausgebildet ist. Durch die Zuordnung jeweils eines Verteilermoduls zu einem elektrischen Verbraucher bzw. einem elektrischen Antrieb kann eine antriebs- bzw. verbraucherbezogene Steuerung der Mittel zur Volumenstromregelung und damit eine lastabhängige Versorgung des elektrischen Verbrauchers bzw. Antriebs erfolgen.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung Anschlussflansche zur Ankopplung der elektrischen Verbraucher bzw. Antriebe mittels geeigneter Leitungen auf. Diese Anschlussflansche sind vorzugsweise auswechselbar zur Anpassung an unterschiedliche elektrische Leistungen ausgebildet. Im Falle der Versorgung von elektrischen Verbrauchern oder Antrieben mit einer hohen Leistung wird der im Gehäuseblock ausgebildete Fluidkanal über den Anschlussflansch unmittelbar in den durch die Leitung ausgebildeten Fluidkanal überführt und der elektrische Leiter der Leitung an den elektrischen Leiter der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeschlossen.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zwei Anschlussflansche zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines geschlossenen Kühlkreises auf, wobei die Anschlussflansche Mittel zur Verhinderung einer Verpolung aufweisen. Diese Mittel zur Verhinderung einer Verpolung können durch am Anschlussflansch vorgesehene, unterschiedlich ausgebildete Gewinde, beispielsweise Gewinde mit unterschiedlicher Gewindesteigung oder Gewinde mit unterschiedlichen Gewinderichtungen, nämlich eines Rechtsgewindes und eines Linksgewindes gebildet sein. Dadurch wird effektiv verhindert, dass Leitungen zur Übertragung elektrischer Energie und eines unter Druck stehenden Fluids an die falschen Anschlussflansche der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeschlossen werden.
  • Ferner kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine elektrische Absicherung gegen Überlast oder gegen Kurzschluss vorgesehen sein. Die Absicherung kann beispielsweise über eine elektrische Schmelzsicherung erfolgen, die leicht zugänglich und vorzugsweise durch ein Gehäuse oder eine Abdeckung geschützt an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist. Dadurch werden die einzelnen Verteiler einer kaskadierten Verteileranordnung einzeln gegen Überlast oder Kurzschluss abgesichert, sodass bei Auftreten eines derartigen Fehlers die übrigen Verteiler der Verteileranordnung voll funktionsfähig bleiben.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ein Gehäuse oder einen Gehäuseblock auf, das bzw. der elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Vorrichtung EMV-dicht ist, d. h. dass elektromagnetische Strahlung, die beispielsweise durch Strom- oder Spannungsschwankungen entsteht, vom Gehäuse bzw. Gehäuseblock abgeschirmt wird und damit nicht nach außen abgestrahlt werden kann. Ein weiterer Vorteil der elektrisch leitfähigen Ausbildung des Gehäuses bzw. des Gehäuseblocks besteht in der Herstellung eines einheitlichen Massepotentials zwischen den angeschlossenen Komponenten. Dieses einheitliche Massepotential ermöglicht eine Isolationsüberwachung, und zwar durch Messung des Stromflusses zwischen den elektrischen Leitern und den auf Massepotential liegenden Elementen.
  • Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Es zeigen:
  • 1 beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht;
  • 2 beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht auf die Anschlussflansche;
  • 3 beispielhaft eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 2 entlang der Schnittlinie B-B;
  • 4 beispielhaft eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 2 entlang der Schnittlinie A-A;
  • 5 beispielhaft eine Anordnung dreier erfindungsgemäßer Vorrichtungen in einer perspektivischen Ansicht;
  • 6 beispielhaft die Einbindung zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen in ein Netz zur Übertragung elektrischer Energie und eines unter Druck stehenden Fluids in einer schematischen Darstellung;
  • 7 beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht;
  • 8 beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 7 in einer vorderseitigen Draufsicht;
  • 9 beispielhaft eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 8 entlang der Schnittlinie A-A;
  • In den 16 ist mit den Bezugszeichen 1, 1', 1'' jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids – nachstehend Verteiler genannt – in einem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-, eine y- und einer z-Achse gezeigt.
  • Der Verteiler 1, 1', 1'' besteht im Wesentlichen aus einem quader- bzw. blockförmig ausgebildeten Gehäuse 2 mit sechs Gehäuseaußenseiten 2.12.6. Das Gehäuse 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Gehäuseblock aus einem metallischen Vollmaterial gebildet, in das zur Durchführung und Verteilung eines Fluids zwei Fluidkanäle 3, 4 eingearbeitet sind. Des Weiteren weist der Verteiler 1, 1', 1'' zumindest einen, im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei elektrische Leiter 5, 6 auf, die zur Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung ausgebildet sind.
  • Erfindungsgemäß sind die Fluidkanäle 3, 4 verzweigt, insbesondere T-förmig verzweigt ausgebildet und weisen jeweils eine Einlassöffnung 3.1, 4.1, eine Durchlassöffnung 3.2, 4.2 und eine Auslassöffnung 3.3 auf. Weiterhin sind die elektrischen Leiter 5, 6 jeweils zumindest teilweise im Fluidkanal 3, 4 geführt, sodass die elektrischen Leiter 5, 6 umfangsseitig jeweils von einem Fluidkanal 3, 4 umgeben sind. Ferner sind zur Steuerung des Fluiddurchflusses durch den Fluidkanal 3, 4 Mittel 7 zur Volumenstromregelung vorgesehen.
  • Der Fluidkanal 3, der den elektrischen Leiter 5 zumindest abschnittsweise in sich aufnimmt, erstreckt sich mit einem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 parallel zur z-Achse im Gehäuse 2. Der erste Fluidkanalabschnitt 3.4 weist die Auslassöffnung 3.3 des Fluidkanals 3 auf. Im Inneren des Gehäuses 2 mündet der erste Fluidkanalabschnitt 3.4 vorzugsweise mittig in den zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5, der parallel zur x-Achse verläuft, d. h. senkrecht zum ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich ein im Wesentlichen T-förmiger Verlauf des Fluidkanals 3. An den sich gegenüberliegenden Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 ist der zweite Fluidkanalabschnitt 3.5 nach außen hin geöffnet, und zwar mittels der an der Gehäuseaußenseite 2.3 liegenden Durchlassöffnung 3.2 bzw. der an der Gehäuseaußenseite 2.4 befindlichen Einlassöffnung 3.1.
  • Der weitere Fluidkanal 4 ist ebenfalls aus einem ersten Fluidkanalabschnitt 4.4 und einem zweiten Fluidkanalabschnitt 4.5 gebildet, die ebenfalls rechtwinklig zueinander verlaufen und einen T-förmigen Fluidkanal 4 ausbilden. Die räumliche Anordnung des Fluidkanals 4 im Gehäuse 2 entspricht der des Fluidkanals 3, wobei der Fluidkanal 4 entlang der y-Achse versetzt bzw. beabstandet zum Fluidkanal 3 unterhalb demselben angeordnet ist. Die beiden Fluidkanäle 3, 4 sind durch den Versatz fluidisch voneinander getrennt.
  • Der im Fluidkanal 3 zumindest abschnittsweise aufgenommene elektrische Leiter 5 besteht, wie insbesondere in 3 ersichtlich, aus einem ersten und zweiten Leiterabschnitt 5.1, 5.2, wobei der erste Leiterabschnitt 5.1 parallel zur z-Achse verläuft und vorzugsweise im Bereich des ersten Fluidkanalabschnitts 3.4 elektrisch leitend mit dem zweiten, im Wesentlichen entlang der x-Achse verlaufenden zweiten Leiterabschnitt 5.2 verbunden ist. Der zweite Leiterabschnitt 5.2 durchdringt hierbei das Gehäuse 2 derart, dass er an den einander gegenüberliegenden Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 an Kontaktstellen elektrisch kontaktierbar ist. Das vom zweiten Leiterabschnitt 5.2 beabstandete freie Ende des ersten Leiterabschnitts 5.1 bildet den Ausgangskontakt 5.3 des elektrischen Leiters 5, die durch das Gehäuse 2 hindurch geführten und vorzugsweise bündig oder im Wesentlichen bündig mit den Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 abschließenden freien Enden des zweiten Leiterabschnitts 5.2 bilden den Eingangskontakt 5.4 bzw. den Durchgangskontakt 5.5 aus. Somit liegt an der Gehäuseaußenseite 2.3 der Durchgangskontakt 5.5 benachbart und beabstandet zur Durchlassöffnung 3.2, an der gegenüberliegenden Gehäuseaußenseite 2.4 der Eingangskontakt 5.4 beabstandet und benachbart zur Einlassöffnung 3.1 und der Ausgangskontakt 5.3 innerhalb oder im Wesentlichen innerhalb der Auslassöffnung 3.3.
  • Wie in 4 gezeigt, ist der elektrische Leiter 6 ebenfalls mehrteilig aus mehreren Leiterabschnitten 6.16.4 gebildet. Unterschiedlich zum elektrischen Leiter 5 verläuft der erste und zweite Leiterabschnitt 6.1, 6.2 parallel zur z-Achse vorzugsweise zentriert im ersten Fluidkanalabschnitt 4.3, wobei der elektrische Leiter 6 mit seinem ersten und zweiten Leiterabschnitt 6.1, 6.2 das Gehäuse 2 beidseitig an den Gehäuseaußenseiten 2.1, 2.2 durchdringt und mit Teillängen des ersten und zweiten Leiterabschnitts 6.1, 6.2 über die jeweiligen Gehäuseaußenseiten 2.1, 2.2 vorsteht. Das an der Gehäuseaußenseite 2.2 vorstehende freie Ende des zweiten Leiterabschnitts 6.2 ist elektrisch leitfähig über eine elektrische Sicherung 10, die insbesondere als Schmelzsicherung ausgebildet ist, mit einem weiteren in z-Richtung verlaufenden dritten Leiterabschnitt 6.3 verbunden. Dieser dritte Leiterabschnitt 6.3 erstreckt sich parallel und beabstandet zum zweiten Leiterabschnitt 6.2 von der Gehäuseaußenseite 2.2 ins Innere des Gehäuses 2 und ist innerhalb des Gehäuses elektrisch leitfähig mit einem vierten Leiterabschnitt 6.4 verbunden, der sich parallel zur x-Achse erstreckt. Dieser vierte Leiterabschnitt 6.4 ist in Bezug auf die y-Achse zwischen den Fluidkanälen 3, 4, insbesondere zwischen den zweiten Fluidkanalabschnitten 3.5, 4.5 angeordnet. Er durchdringt das Gehäuse an den Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 und bildet freiendseitig an der Gehäuseaußenseite 2.3 den Durchgangskontakt 6.6 und auf der gegenüberliegenden Gehäuseaußenseite 2.4 den Ausgangskontakt (nicht dargestellt) des elektrischen Leiters 6 aus. Den Eingangskontakt 6.5 des elektrischen Leiters 6 bildet das vom zweiten Leiterabschnitt 6.2 beabstandete freie Ende des ersten Leiterabschnitts 6.1 aus. Es liegt innerhalb oder im Wesentlichen innerhalb der Einlassöffnung 4.1 des Fluidkanals 4.
  • Gemäß der zuvor beschriebenen Anordnung und Ausbildung der Fluidkanäle 3, 4 und der elektrischen Leiter 5, 6 weist der Verteiler 1, 1', 1'' an der Gehäuseaußenseite 2.1 übereinander, bzw. nebeneinander liegend eine Auslassöffnung 3.3 und eine Einlassöffnung 4.1 sowie ebenfalls übereinander bzw. nebeneinander angeordnet einen elektrischen Ausgangskontakt 5.3 sowie einen elektrischen Eingangskontakt 6.5 auf. An der der Gehäuseaußenseite 2.3 gegenüberliegenden Gehäuseaußenseite 2.4 sind die Einlassöffnung 3.1 des Fluidkanals 3, die Auslassöffnung 4.5 des Fluidkanals 4 sowie der Eingangskontakt 5.4 des elektrischen Leiters 5 und der Ausgangskontakt (nicht dargestellt) des elektrischen Leiters 6 vorgesehen.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die an einer gemeinsamen Gehäuseaußenseite 2.1 vorgesehene Auslassöffnung 3.3 und Einlassöffnung 4.1 jeweils mit Anschlussflanschen 8 versehen, die zum Anschluss einer kombinierten elektrischen/fluidischen Leitung dienen. Bei dieser Leitung ist innerhalb eines Fluidkanals, der beispielsweise aus einem Schlauch gebildet ist, ein elektrischer Leiter angeordnet, sodass dieser elektrische Leiter umfangsseitig durch einen Fluidkanal bzw. durch ein im Fluidkanal geführtes Fluid umgeben ist.
  • Der Anschlussflansch 8 besteht aus einem äußeren Flanschelement 8.1, das im Wesentlichen hülsenförmig mit einer Innenöffnung ausgebildet ist und an der Auslassöffnung 3.3 bzw. Einlassöffnung 4.1 beispielsweise durch Verschraubung festlegbar ist. In der Innenöffnung des äußeren Flanschelements 8.1 ist ein kreisringförmiges Isolierelement 9 vorgesehen, dessen Außendurchmesser an den Innendurchmesser der Innenöffnung des äußeren Flanschelements 8.1 angepasst ist. Das Isolierelement 9 selbst weist wiederum eine Innenöffnung auf, durch die der erste Leiterabschnitt 5.1, 6.1 des jeweiligen elektrischen Leiters 5, 6 hindurchgeführt ist. Innerhalb des Isolierelements 9 sind Fluidkanäle 9.1 vorgesehen, die das Isolierelement 9 in z-Richtung vollständig durchdringen, sodass durch diese Fluidkanäle 9 ein im ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 geführtes Fluid das Isolierelement 9 durchfließen kann. Mittels des Isolierelements 9 erfolgt vorzugsweise eine Zentrierung des ersten Leiterabschnitts 5.1 innerhalb der Auslassöffnung 3.3 bzw. der Einlassöffnung 4.1.
  • Die zuvor beschriebene Anordnung von Fluidkanälen 3, 4 bzw. Fluidkanalabschnitten 3.4, 3.5, 4.3, 4.4 innerhalb des Gehäuses 2 bzw. die Anordnung der elektrischen Leiter 5, 6 führt zu einer spiegelbildlichen Anordnung der Eingangsöffnung 3.1 zur Durchgangsöffnung 3.2 des Fluidkanals 3, des Eingangskontakts 5.4 zum Durchgangskontakt 5.5 des elektrischen Leiters 5, des Ausgangskontakts (nicht dargestellt) zum Durchgangskontakt 6.6 des elektrischen Leiters 6 sowie der Auslassöffnung 4.5 zur Durchlassöffnung 4.2 bezogen auf eine y-z-Ebene verlaufend mittig durch den Verteiler 1, 1', 1''. Aufgrund dieser spiegelsymmetrischen Anordnung der Öffnungen der Fluidkanäle 3, 4 bzw. der Kontakte der elektrischen Leiter 5, 6 an den Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 können mehrere Verteiler 1, 1', 1'' aneinander anschließend angeordnet werden, sodass insbesondere deren jeweilige Gehäuseaußenseiten 2.3 an eine Gehäuseaußenseite 2.4 des darauffolgenden Verteilers 1' sowie die Gehäuseaußenseite 2.4 an die Gehäuseaußenseite 2.3 des vorhergehenden Verteilers 1'' anschließen. Beim deckungsgleichen Anordnen der Gehäuse 2 mehrerer Verteiler 1, 1', 1'' gelangt jeweils die Durchlassöffnung 3.2 des Verteilerkanals 2 deckungsgleich zur Anlage der Einlassöffnung 3.1 des daran anschließenden Verteilers 1', der Durchgangskontakt 5.5 des Verteilers 1 deckungsgleich gegenüber dem Eingangskontakt 5.4 und der Durchgangskontakt 6.6 des elektrischen Leiters 6 des Verteilers 1 deckungsgleich zur Anlage mit dem Ausgangskontakt (nicht dargestellt) des Verteilers 1'. Durch dieses deckungsgleiche Gegenüberliegen der Öffnungen bzw. Kontakte stehen jeweils die Fluidkanäle 3 und die Fluidkanäle 4 der aneinander anliegenden, kaskadierten Verteiler 1, 1', 1'' in fluiddichter Verbindung miteinander. Die elektrischen Leiter 5 sind jeweils durch die Übergänge zwischen einem Durchgangskontakt 5.5 und einem Eingangskontakt 5.4 elektrisch leitfähig miteinander verbunden. Ebenso sind die elektrischen Leiter 6 der kaskadierten Verteiler 1, 1', 1'' über die deckungsgleich zueinander liegenden Durchgangskontakte 6.6 bzw. Ausgangskontakte (nicht dargestellt) elektrisch leitfähig miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, an die in 5 gezeigte Verteileranordnung bestehend aus den Verteilern 1, 1', 1'' an die Einlassöffnung 4.1 des Verteilers 1'' eine Fluidleitung als Vorlauf, an die Auslassöffnung 4.5 des Verteilers 1'' eine Fluidleitung als Rücklaufleitung anzuschließen und an den Eingangskontakt 5.4 des elektrischen Leiters 5 sowie den Ausgangskontakt (nicht dargestellt) des elektrischen Leiters 6 eine elektrische Energieversorgung, insbesondere eine eine Gleichspannung liefernde elektrische Energieversorgung anzulegen. Nach dem fluiddichten und elektrisch isolierten Abschließen der Gehäuseaußenseite 2.3 des Verteilers 1', erfolgt durch die Verteileranordnung eine Verteilung des über die in der Einlassöffnung 4.1 angeschlossenen Fluidleitung mit dem unter Druck stehenden Fluid, welches in den Fluidkanälen 3 verteilt wird. Ebenso sind die elektrischen Leiter 5, 6 der Verteiler 1, 1', 1'' mit der am Verteilerblock 1'' angeschlossenen elektrischen Energieversorgung verbunden.
  • Beim Anschluss von elektrischer Energie und ein unter Druck stehendes Fluid übertragenden Leitungen an die Anschlussflansche 8 der jeweiligen Verteiler 1, 1', 1'' zur Versorgung von fluidgekühlten, elektrischen Antrieben wird ein geschlossener elektrischer Stromkreis und ein geschlossener Fluidkreis gebildet, wobei der elektrische Leiter 5 vorzugsweise bei Verwendung einer elektrischen Energieversorgung als Gleichstromquelle den Pluspol und der elektrische Leiter 6 den Minuspol, der Fluidkanal 3 den Vorlauf und der Fluidkanal 4 den Rücklauf in den jeweiligen Verteilern 1, 1', 1'' ausbildet. Dadurch ergibt sich beim Vorsehen von mehreren elektrischen Maschinen an einem Fahrzeug eine große Bauraumeinsparung, da mittels der Verteileranordnung gleichzeitig die elektrische Energieversorgung der einzelnen elektrischen Maschinen und die Versorgung mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere einem Isolieröl, zur Kühlung der jeweiligen elektrischen Maschinen bereitgestellt wird.
  • Um bei einer Versorgung mehrerer Verteiler 1, 1', 1'' mit einem unter Druck stehenden Fluid eine lastabhängige Durchströmung der jeweiligen an den Verteilern 1, 1', 1'' angeschlossenen elektrischen Antrieben mit definierten Volumenströmen des Fluids und damit eine lastabhängige Kühlung der elektrischen Antriebe zu bewerkstelligen, ist jeweils in einem Fluidkanal 3, 4 der Verteiler 1, 1', 1'', insbesondere in dem als Vorlauf ausgebildeten Fluidkanal 3 der jeweiligen Verteiler 1, 1', 1'' eine Drossel 7 vorgesehen, die zur Steuerung des Volumenstroms ausgebildet ist. Die Ausbildung der Drossel 7 innerhalb des Verteiler 1, 1', 1'' kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Drossel 7 durch ein Scheibenpaar gebildet, wobei in die Scheiben des Scheibenpaares in z-Richtung diese Scheiben durchdringende Fluidkanäle vorgesehen sind. Durch Verdrehung der Scheiben zueinander kann der effektive Querschnitt der Fluidkanäle verändert werden, und zwar derart, dass bei deckungsgleicher Anordnung der Fluidkanäle der Scheiben ein maximaler Volumenstrom und bei lediglich teilweiser Überdeckung der Fluidkanäle ein verringerter Volumenstrom möglich ist. Dadurch ergibt sich eine stufenlose Regelung des Volumenstroms durch die Verdrehung der Scheiben zueinander.
  • Zur Ansteuerung der Drossel 7 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Motor 11 der insbesondere als Servomotor oder Schrittmotor ausgebildet ist, vorgesehen. Dieser Motor 11 ist an die Gehäuseaußenseite 2.2 angeordnet bzw. angeflanscht und treibt über eine in z-Richtung verlaufende Welle 11.1 zumindest die Drossel 7 an. Bei Ansteuerung des Motors 11 erfolgt eine Drehung der Welle 11.1 um deren Längsachse und damit eine Verdrehung zumindest einer Scheibe der Drossel 7, sodass diese gemäß dem benötigten Volumenstrom der an den Verteiler 1 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 14 angesteuert wird. Abweichend von der zuvor beschriebenen elektrischen Verstellbarkeit der Drossel 7 kann eine Drossel 7 mit einer mechanischen Ansteuerung, beispielsweise mit einem Temperaturdehnungselement vorgesehen sein.
  • Die Ansteuerung des Motors 11 erfolgt durch die Generierung eines Messsignals über ein Temperaturmesselement 13, das an dem mit dem Verteiler 1 verbundenen elektrischen Verbraucher 14 oder innerhalb des den Rücklauf bildenden Fluidkanals 4, insbesondere dem ersten Fluidkanalabschnitt 4.3 angeordnet ist. Über dieses Temperaturmesselement 13 wird eine elektrische Regelgröße generiert, die in einer Ansteuerschaltung in ein Ansteuersignal für den Motor 11 umgesetzt wird. Dabei wird bei steigender Temperatur am Temperaturmesssensor ein Ansteuersignal derart generiert, dass die Drossel 7 zur Vergrößerung des Volumenstroms angesteuert wird. Im Falle einer sinkenden Temperatur im Fluidkanal 4 erfolgt eine Verringerung des Volumenstroms über die Drossel 7. Dadurch wird eine Kühlung des an den Verteiler 1 angeschlossenen elektrischen Verbrauchers mit dem Ziel der Erreichung einer möglichst konstanten, lastunabhängigen Temperatur des elektrischen Verbrauchers erreicht. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung der Drossel 7 stetig.
  • Im Falle des Betriebs mehrerer an der Verteileranordnung angeschlossenen elektrischen Maschinen bestimmt der Verteiler 1, 1', 1'' bzw. der aus dem Verteiler 1, 1', 1'' und der daran angeschlossenen elektrischen Maschine gebildete Teilkreis mit den höchsten Durchströmungsverlusten den erforderlichen Druck, mit dem die Verteileranordnung gespeist werden muss. Im Falle einer ungleichen Lastverteilung der einzelnen an den Verteilern 1, 1', 1'' angeschlossenen elektrischen Maschinen werden die Motoren 11 der einzelnen Verteiler 1, 1', 1'' unabhängig voneinander derart angesteuert, dass sich für die elektrischen Maschinen der erforderliche Volumenstrom ergibt.
  • Durch die den einzelnen Verteilern 1, 1', 1'' zugeordnete elektrische Sicherung 10 sind diese getrennt voneinander elektrisch abgesichert, sodass im Falle eines Kurzschlusses oder einer Überlast die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem zweiten Leiterabschnitt 6.2 und dem dritten Leiterabschnitt 6.3 des elektrischen Leiters 6 durchtrennt wird und damit der elektrische Verbraucher 14, der an den jeweiligen Verteiler 1, 1', 1'' angeschlossen ist, von der elektrischen Energieversorgung abgetrennt ist.
  • In den 7 bis 9 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäßer Verteiler 1a unter Bezugnahme auf ein kartesisches Koordinatensystem gezeigt.
  • Der wesentliche Aufbau des Verteilers 1a ist identisch zu dem Aufbau des Verteilers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden lediglich die Merkmale beschrieben, die unterschiedlich zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. Im Übrigen sei auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.
  • Der Verteiler 1a ist zum Anschluss an ein Paar von kombinierten elektrischen/fluidischen Leitungen, die aus einer Fluidleitung mit zumindest einem Fluidkanal und zumindest einem in diesem Fluidkanal aufgenommenen elektrischen Leiter bestehen, ausgebildet, um durch dieses Paar von Leitungen einen elektrischen Verbraucher 14 zu betreiben. Der Verteiler 1a weist hierzu an den gegenüberliegenden Gehäuseaußenseiten 2.4 und 2.6 jeweils ein Paar von Anschlussflanschen 8 auf, an denen die kombinierten elektrischen/fluidischen Leitungen anschließbar sind. Mittels dieser Anschlussflansche 8 wird eine fluidische Verbindung zwischen der Fluidleitung und dem jeweiligen Fluidkanal 3, 4 sowie eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter der kombinierten elektrischen/fluidischen Leitung und dem jeweiligen elektrischen Leiter 5, 6 des Verteilers 1a hergestellt.
  • Wie in der Schnittdarstellung gemäß 9 ersichtlich, weist das Gehäuse 2 des Verteilers 1a eine parallel zur y-Achse zwischen den Fluidkanalabschnitten 3.4, 3.5 verlaufende Bohrung 16 auf, die sich von der Gehäuseaußenseite 2.5 in das Gehäuse 2 hinein erstreckt. Von dieser Bohrung 16 seitlich abzweigend sind Kanäle 16.1, 16.2 vorgesehen, über die eine fluidische Verbindung zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 und dem zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5 hergestellt wird. In die Bohrung 16 ist ein Volumenstromregelelement 17 eingebracht, das im Wesentlichen aus einem Sockel 17.1, einer vom Sockel abstehenden Spindel 17.2, einem die Spindel 17.2 in einer Teillänge umgebenden Temperaturausdehnungselement 17.3 und einer am Temperaturausdehnungselement 17.3 angeordneten Drossel in Form eines Kolbens 7 besteht, der in der Bohrung 16 geführt ist. Der Kolben 7 ist verschiebbar an der sich parallel zur y-Achse erstreckenden Spindel 17.2 gehalten und ist in y-Richtung durch die Spindel 17.2 bzw. die Bohrung 16 geführt verschiebbar. Abhängig von der Position des Kolbens 7 wird die fluidische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Fluidkanalabschnitt 3.4, 3.5 völlig geöffnet bzw. ganz oder teilweise geschlossen, so dass abhängig von der Stellung des Kolbens 7 ein definierter Volumenstrom des im zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5 geführten Fluids in den Fluidkanalabschnitt 3.4 fließen kann.
  • Bevorzugt wird die Stellung des Kolbens 7 durch das Temperaturausdehnungselement 17.3 beeinflusst. Das Temperaturausdehnungselement 17.3 weist einen nach außen hin abgeschlossenen Innenraum auf, in den das freie Ende der Spindel 17.2 hineinragt. In diesem Innenraum ist zudem ein Dehnstoff eingebracht, der bei Änderung seiner Temperatur eine signifikante Volumenänderung erfährt, und zwar derart, dass sich das Volumen des Dehnstoffs mit steigender Temperatur vergrößert. Bevorzugt ist das Temperaturausdehnungselement 17.3 thermisch mit dem im Fluidkanal 4 geführten Fluid gekoppelt, so dass eine Temperaturänderung des Fluids eine Volumenänderung des Dehnstoffs und damit eine Verschiebung des Kolbens 7 in y-Richtung bewirkt.
  • Steigt die Temperatur des im Fluidkanal 4 geführten Fluids aufgrund einer erhöhten Wärmeentwicklung in dem am Verteiler 1a angeschlossenen, elektrischen Verbraucher 14 an, bewirkt diese Temperaturerhöhung eine Volumenvergrößerung des Dehnstoffs im Temperaturausdehnungselement 17.3. Durch die Volumenvergrößerung wird ein Druck auf die Spindel 17.2 ausgeübt, so dass sich der Kolben 7 in negative y-Richtung, d. h. in Richtung des Fluidkanals 4 verschiebt. Dadurch wird der zuvor zumindest teilweise vom Kolben 7 verschlossene Kanal 16.1 zunehmend geöffnet und ein erhöhter Volumenstrom zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 und dem zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5 bewirkt. Dadurch kann in dem den Vorlauf bildenden Fluidkanal 3 ein höherer Volumenstrom des Fluids zu dem elektrischen Verbraucher 14 fließen, so dass dieser eine erhöhte Kühlung erfährt. Um Temperaturänderungen am elektrischen Verbraucher 14 am Verteiler 1a erkennen zu können, ist zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 und dem zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5 eine Mindestleckage vorgesehen, so dass stets ein Mindestfluiddurchfluss durch den elektrischen Verbraucher 14 bzw. den Verteiler 1a vorhanden ist. Durch das ein Temperaturausdehnungselement 17.3 aufweisende Volumenstromregelelement 17 ist damit eine rein passive Steuerung des Volumenstroms durch den Verteiler 1a möglich.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Temperaturausdehnungselement 17.3 beheizbar ausgebildet, so dass die rein passive Funktionalität des Volumenstromregelelements 17 durch das Beheizen auch aktiv beeinflusst werden kann. Vorzugsweise weist die Spindel 17 in dem Bereich, der in das Temperaturausdehnungselement 17.3 hineinragt, ein Heizelement auf, das mit der elektrischen Anschlussstelle 15 mittels elektrischer Leiter leitfähig verbunden ist. Durch Zuführung von elektrischer Energie über die elektrischen Leiter erfolgt eine aktive, von der Temperatur des Fluids im Fluidkanal 4 unabhängige Aufheizung des Temperaturausdehnungselements 17.3 und damit eine Verschiebung des Kolbens. So ist es beispielsweise möglich, am elektrischen Verbraucher 14 ein Temperaturmesselement vorzusehen und bei stark ansteigender Temperatur beispielsweise in Folge einer sprungförmigen Laständerung einen erhöhten Volumenstrom durch Aufheizen des Temperaturausdehnungselements 17.3 zu bewirken. Damit wird eine verbesserte Reaktionsfähigkeit bei sprungförmigen Temperaturänderungen am elektrischen Verbraucher 14 erreicht.
  • Bevorzugt weisen die an der Gehäuseaußenseite 2.1 des Verteilers 1a vorgesehenen Anschlussflansche 8 einen geringeren Durchmesser auf, so dass dort kombinierte elektrische/fluidische Leitungen anschließbar sind, der Fluidkanäle bzw. elektrische Leiter einen kleineren Querschnitt aufweisen als die an den Anschlussflanschen 8 der Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 anschließbaren Leitungen. Dadurch ist es möglich, in ein Leitungspaar gebildet aus zwei kombinierten elektrischen/fluidischen Leitungen nacheinander mehrere Verteiler 1a zu integrieren und durch diese Verteiler 1a volumenstromgesteuert jeweils einen elektrischen Verbraucher 14 zu betreiben.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Anschlussflansch 8 am Gehäuse 2 auswechselbar angeordnet. Die in den 15 gezeigte Ausführungsform der Anschlussflansche 8 ermöglicht die Versorgung einer einzelnen elektrischen Maschine mit elektrischer Energie und einem unter Druck stehenden Fluid. Darüber hinaus können an dem Verteiler 1, 1', 1'', 1a Anschlussflansche 8 derart vorgesehen werden, dass an die einzelnen Anschlussflansche 8 mehrere Leitungen zur Übertragung elektrischer Energie und eines unter Druck stehenden Fluids angeschlossen werden können und damit durch einen Verteiler 1, 1', 1'', 1a gleichzeitig mehrere elektrische Verbraucher 14, insbesondere solche mit geringen Leistungsanforderungen anschließbar sind.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Anschlussflansche 8 verpolungssicher ausgebildet. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass an dem äußeren Anschlussflanschelement 8.1 ein Außengewinde 8.2 vorgesehen ist, das sich von dem Außengewinde 8.2 des Weiteren am Verteiler 1, 1', 1'', 1a vorgesehenen, äußeren Anschlussflanschelement 8.1 in der Gewindesteigung und/oder in der Gewinderichtung unterscheidet. Vorzugsweise ist an den Anschlussflanschen 8 jeweils eines Verteilers 1, 1', 1'', 1a ein Rechtsgewinde und ein Linksgewinde vorgesehen.
  • Besonders bevorzugt ist der Motor 11 sowie die elektrische Sicherung 10 durch einen abmontierbaren Deckel 12 abgedeckt ausgebildet. Dadurch ist der Motor 11 und die elektrische Sicherung 10 vor äußeren Einflüssen, insbesondere Witterungseinflüssen geschützt am Verteiler 1, 1', 1'', 1a angeordnet.
  • Besonders bevorzugt ist das Gehäuse 2 elektrisch leitfähig, insbesondere als Gehäuseblock aus Metall gebildet. Das elektrisch leitfähige Gehäuse stellt ein einheitliches Massepotential zwischen den am Verteiler 1 angeschlossenen Komponenten, d. h. den elektrischen Maschinen, den elektrischen Leitungen sowie vorzugsweise dem Aufbau des Fahrzeugs, an dem der Verteiler 1 angeordnet ist, her. Dadurch ergibt sich eine vollständige Abschirmung von aus den Leiterabschnitten 5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen, die durch Strom- bzw. Spannungsschwankungen auf den jeweiligen elektrischen Leiter 5, 6 auftreten. Diese elektromagnetischen Wellen werden durch das elektrisch leitfähige Gehäuse 2 abgeschirmt, sodass sich eine hohe EMV-Festigkeit gegenüber den den Verteiler 1, 1', 1'', 1a umgebenden elektrischen Komponenten ergibt.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1', 1'', 1a
    Verteiler
    2
    Gehäuse
    2.1–2.6
    Gehäuseaußenseiten
    3
    Fluidkanal
    3.1
    Einlassöffnung
    3.2
    Durchlassöffnung
    3.3
    Auslassöffnung
    3.4
    erster Fluidkanalabschnitt
    3.5
    zweiter Fluidkanalabschnitt
    4
    Fluidkanal
    4.1
    Einlassöffnung
    4.2
    Durchlassöffnung
    4.3
    erster Fluidkanalabschnitt
    4.4
    zweiter Fluidkanalabschnitt
    4.5
    Auslassöffnung
    5
    elektrischer Leiter
    5.1
    erster Leiterabschnitt
    5.2
    zweiter Leiterabschnitt
    5.3
    Ausgangskontakt
    5.4
    Eingangskontakt
    5.5
    Durchgangskontakt
    6
    elektrischer Leiter
    6.1
    erster Leiterabschnitt
    6.2
    zweiter Leiterabschnitt
    6.3
    dritter Leiterabschnitt
    6.4
    vierter Leiterabschnitt
    6.5
    Eingangskontakt
    6.6
    Durchgangskontakt
    7
    Drossel/Kolben
    8
    Anschlussflansch
    8.1
    äußeres Anschlussflanschelement
    8.2
    Außengewinde
    9
    Isolierelement
    9.1
    Fluidkanal
    10
    elektrische Sicherung
    11
    Motor
    11.1
    Welle
    12
    Abdeckung
    13
    Temperaturmesselement
    14
    elektrischer Verbraucher
    15
    elektrische Anschlussstelle
    16
    Bohrung
    16.1, 16.2
    Kanal
    17
    Volumenstromregelelement
    17.1
    Sockel
    17.2
    Spindel
    17.3
    Temperaturausdehnungselement
    x, y, z
    Achsen eines dreidimensionalen, kartesischen Koordinatensystems

Claims (17)

  1. Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids umfassend zumindest einen Fluidkanal (3, 4) und zumindest einen elektrischen Leiter (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (3, 4) eine Einlass-, eine Durchlass- und eine Auslassöffnung (3.1, 3.2, 3.3, 4.1, 4.2) aufweist, dass der elektrische Leiter (5, 6) einen Eingangs-, einen Durchgangs- und einen Ausgangskontakt (5.3, 5.4, 5.5, 6.5, 6.6) aufweist, dass der elektrische Leiter (5, 6) zumindest teilweise im Fluidkanal (3, 4) geführt ist und dass im Fluidkanal (3) Mittel zur Volumenstromregelung (7) vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Fluidkanäle (3, 4) vorgesehen sind, wobei ein Fluidkanal (3) als Vorlauf und der weitere Fluidkanal (4) als Rücklauf ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Fluidkanälen (3, 4) jeweils zumindest ein elektrischer Leiter (5, 6) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Volumenstromregelung (7) in dem den Vorlauf bildenden Fluidkanal (3) vorgesehen sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Volumenstromregelung (7) durch eine Drossel gebildet sind, deren Betätigung durch einen elektrischen Aktuator (11) oder ein Temperaturausdehnungselement (17.3) erfolgt.
  6. Vorrichtung nach Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Volumenstromregelung (7) mit zumindest einem Temperaturmesselement (13) zusammenwirken, das im den Rücklauf bildenden Fluidkanal (4) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein insbesondere quader- bzw. blockförmig ausgebildetes Gehäuse (2) mit mehreren Gehäuseaußenseiten (2.12.6), wobei mehrere derartiger Gehäuse (2) zu einer Verteileranordnung kaskadierbar sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- oder Auslassöffnung (3.1) und die Durchlassöffnung (3.2, 4.2) des zumindest einen Fluidkanals (3, 4) an einander gegenüberliegenden Seiten (2.3, 2.4) vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangs- oder Ausgangskontakt (5.4) und der Durchgangskontakt (5.5, 6.6) des zumindest einen elektrischen Leiters (5, 6) an einander gegenüberliegenden Seiten (2.3, 2.4) vorgesehen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen spiegelsymmetrische Anordnung von Einlass- oder Auslassöffnungen (3.1) und Durchlassöffnungen (3.2, 4.2) sowie Eingangs- oder Ausgangskontakten (5.4) und Durchgangskontakten (5.5, 6.6) an einander gegenüberliegenden Seiten (2.3, 2.4).
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Verteilermodul, wobei jeweils ein Verteilermodul über den zumindest einen angeschlossenen elektrischen Verbraucher (14) zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines geschlossenen Kühlkreises ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Anschlussflansch (8), wobei der Anschlussflansch (8) auswechselbar zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche elektrische Leistungen ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Anschlussflansche (8) zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines geschlossenen Kühlkreises vorgesehen sind und dass die Anschlussflansche (8) Mittel zur Verhinderung einer Verpolung aufweisen.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Sicherung (10) gegen Überlast oder Kurzschluss vorgesehen ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das insbesondere quader- bzw. blockförmig ausgebildete Gehäuse (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausdehnungselement (17.3) thermisch mit dem den Rücklauf bildenden Fluidkanal (4) gekoppelt ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausdehnungselement (17.3) beheizbar ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2238299C3 (de) * 1972-08-03 1975-06-05 Krone Gmbh, 1000 Berlin Einrichtung zur Speisung von Druckringen zur Abdichtung von Kabel- ' muffen, insbesondere für Fernmeldekabel
DE3936928A1 (de) * 1989-11-06 1991-05-08 Martin Umwelt & Energietech Elektropneumatischer steckverbinder
DE19827883A1 (de) * 1998-06-23 2000-01-05 Lorch Ges & Co Gmbh J Baueinheit für eine Druckluftanlage
AT409584B (de) * 2000-02-23 2002-09-25 Nikolai Dr Korpan Verbindungsanordnung zwischen den koaxialen leitungen für direkt- und rückstrom des kryogenen mediums
NO327531B1 (no) * 2007-11-20 2009-08-03 Vetco Gray Scandinavia As Elektrisk hoyspenningskonnektor

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