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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Kühlanbindung für einen Elektromotor und betrifft einen Elektromotor für ein Fahrzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Elektromotoren, die als Antrieb eines Fahrzeugs eingesetzt werden, weisen in der Regel ein äußeres Antriebsstranggehäuse auf, in das ein Statorgehäuse eingebaut ist. Zwischen dem Statorgehäuse und dem Antriebsstranggehäuse befindet sich in der Regel ein Luftspalt, der eine Schallausbreitung nach außen vermindern kann.
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Der Stator ist beispielsweise mit einer Schrumpfpressverbindung in das Statorgehäuse eingesetzt, um so auch eine gute Anbindung für die Wärmeübertragung von Stator zum Statorgehäuse sicherzustellen. In der Regel ist das Statorgehäuse doppelwandig ausgeführt und wird mit einem Kühlmedium durchspült, um so das Statorgehäuse zu kühlen. Dementsprechend ist im Antriebsstranggehäuse eine Zu- und Ablauföffnung für das Kühlmedium vorgesehen bzw. ein Zu- und Ablaufstutzen.
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Diese Stutzen müssen die beiden Gehäuse überbrücken, wodurch sich Schwingungen des Statorgehäuses über die Öffnungen auf das Antriebsstranggehäuse übertragen können. Weiter muss das Statorgehäuse gegenüber dem Antriebsstranggehäuse genau ausgerichtet werden, so dass die Stutzen dicht in die beiden Gehäuse verbaut werden können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen leicht zu montierenden und geräuscharmen Elektromotor für ein Fahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Kühlanbindung für einen Elektromotor. Unter einer Kühlanbindung bzw. Kühlmittelanbindung kann eine Vorrichtung oder Baugruppe verstanden werden, die dazu ausgeführt ist, einen Kühlmittelschlauch mit einem Kühlkanal im Elektromotor zu verbinden. Der Elektromotor kann beispielsweise der Antrieb eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, wie etwa eines Pkws, Lkws oder Busses, sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kühlanbindung einen Rohrhalter mit einem Montagebereich zum Befestigen der Kühlanbindung an einem Gehäuse des Motors und einem Anschlussbereich zum Anbringen eines Kühlmittelschlauchs, der von dem Montagebereich absteht. Weiter umfasst die Kühlanbindung ein flexibles Rohr, das an einem Dichtende dichtend im Anschlussbereich aufgenommen ist und mit einem Anschlussende zum Verbinden mit einem Kühlkanal aus dem Montagebereich herausragt, wobei zwischen dem Montagebereich des Rohrhalters und dem flexiblen Rohr ein Freiraum vorgesehen ist, so dass das Anschlussende des flexiblen Rohrs relativ zu dem Rohrhalter beweglich ist.
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Beispielsweise kann das Rohr ein dünnwandiges Metallrohr sein, das relativ flexibel ist und sich in der Position zu einer Öffnung im Statorgehäuse, die in den Kühlkanal führt, ausrichten kann. Ferner kann in dem dünnwandigen Rohr genügend Restflexibilität vorhanden bleiben, um Schwingungen im Betrieb des Motors anzugleichen.
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Die Kühlanbindung kann als Zu- und/oder Ablaufstutzen aufgefasst werden, der einerseits dicht in einem Gehäuse des Motors aufgenommen werden kann und andererseits ein Anschlussende für einen Kühlkanal bereitstellt, der relativ zum Gehäuse beweglich ist. Wenn der Motor ein Außengehäuse (d.h. Antriebsstranggehäuse) und ein Innengehäuse (d.h. Statorgehäuse) mit dazwischenliegendem Luftspalt umfasst, wie oben beschrieben, kann mit der Kühlanbindung der Luftspalt überbrückt werden. Alle Toleranzen, so wie Schwingungen im Betrieb, können mit der Kühlanbindung ausgeglichen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das flexible Rohr am Anschlussende eine Nut für einen Dichtring auf. Beispielsweise kann das Rohr aus einem Blech hergestellt sein, das am Anschlussende gewellt ist, so dass die Nut zwischen zwei Wellen gebildet ist. Mit dieser Dichtung kann die Kühlanbindung bezüglich des Statorgehäuses (dem Kühlkanal) abgedichtet werden. Es ist jedoch auch möglich, dass das Statorgehäuse eine Nut für einen Dichtring aufweist und das flexible Rohr zumindest an diesem Ende glatt ausgeführt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das flexible Rohr aus Metall (in etwa Stahl) gefertigt, beispielsweise aus einem Metallblech.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Montagebereich einen Steckabschnitt auf, mit dem der Rohrhalter in eine Öffnung im Gehäuse des Motors steckbar ist. Der Steckabschnitt kann einen größeren Durchmesser aufweisen als der Anschlussbereich zum Anbringen eines Kühlmittelschlauchs. Der Steckabschnitt kann beispielsweise auch den Abschnitt der Kühlanbindung bereitstellen, in dem der Freiraum aufgenommen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Steckabschnitt eine Nut für einen Dichtring auf. Damit kann der Rohrhalter gegenüber dem Antriebsstranggehäuse abgedichtet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Montagebereich einen Flansch auf, mit dem der Rohrhalter an dem Gehäuse befestigbar ist. Beispielsweise kann der Flansch eine Öffnung zum Anschrauben oder Annieten der Kühlanbindung an das Gehäuse aufweisen. Damit kann die Kühlanbindung schnell montiert werden, da sie nur an einem Punkt befestigt werden muss.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rohrhalter aus Kunststoff gefertigt. Beispielsweise kann der gesamte Rohrhalter einstückig aus Kunststoff gegossen sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Rohrhalter wenigstens zwei Anschlussbereiche auf, die über einen gemeinsamen Montagebereich verbunden sind. Wenigstens zwei flexible Rohre sind an ihren Dichtenden mit den Anschlussbereichen dichtend verbunden und sind mit ihren Anschlussenden in einem Freiraum im Montagebereich beweglich. Beispielsweise können ein Zulauf und ein Ablauf (oder auch zwei Zuläufe und zwei Abläufe) gemeinsam miteinander mit der Kühlanbindung am Motor angebracht werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Elektromotor für ein Fahrzeug.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Elektromotor ein Außengehäuse zum Befestigen des Elektromotors im Fahrzeug (d.h. ein Antriebsstranggehäuse), ein Statorgehäuse, das im Außengehäuse (freitragend mit Luftspalt) montiert ist und in dem ein Kühlkanal vorgesehen ist, ein im Statorgehäuse befestigter Stator und ein darin gelagerter Rotor und eine Kühlanbindung, so wie sie obenstehend und untenstehend beschrieben ist. Der Rohrhalter der Kühlanbindung ist mit dem Montagebereich am Außengehäuse befestigt und das Anschlussende des flexiblen Rohrs ist mit einem Kühlmittelanschluss am Statorgehäuse verbunden.
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Auf diese Weise kann das Statorgehäuse relativ vom Außengehäuse schwingen und das flexible Rohr kann die Schwingungen ausgleichen, die somit nicht auf das Außengehäuse übertragen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ragt der Kühlmittelanschluss des Statorgehäuses in eine Öffnung im Außengehäuse, in die der Montagebereich der Kühlanbindung gesteckt ist. Auch der Kühlmittelanschluss kann von einem Freiraum in der Öffnung im Außengehäuse umgeben sein.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
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1 zeigt einen Teilquerschnitt durch einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt einen perspektivischen Teilquerschnitt des Elektromotors aus der 1.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Elektromotors aus 1.
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4 zeigt einen perspektivischen Teilquerschnitt durch eine Kühlanbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kühlanbindung aus der 4.
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6 zeigt einen weiteren perspektivischen Teilquerschnitt des Elektromotors aus der 1.
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7 zeigt einen weiteren perspektivischen Teilquerschnitt des Elektromotors aus der 1.
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Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die 1, 2 und 3 zeigen einen Elektromotor 10 mit einen Antriebsstranggehäuse 12, mit dem der Elektromotor 10 in einem Fahrzeug befestigt werden kann, und einem Statorgehäuse 14, in dem der Stator 16 getragen und der Rotor 18 des Elektromotors 10 gelagert ist. Zwischen dem Statorgehäuse 14 und dem Antriebsstranggehäuse 12 befindet sich ein Luftspalt 20, der zur Schalldämpfung dient.
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Im Statorgehäuse 14 befindet sich eine Mehrzahl von Kühlkanälen 22, die zur Abfuhr von Wärme aus dem Elektromotor 10 dienen. Vom Statorgehäuse 14, das eine im Wesentlichen zylinderförmige Grundform aufweist, ragen zwei Kühlmittelanschlüsse 24, 26 (beispielsweise ein Zulauf 24 und ein Ablauf 26) ab, die in einer Vertiefung 28 im Antriebsstranggehäuse 12 aufgenommen sind. Auch zwischen den Kühlmittelanschlüssen 24, 26 und der Oberfläche der Vertiefung 28 befindet sich ein Luftspalt 20.
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Im Antriebsstranggehäuse 12 befindet sich eine Öffnung 30, die in die Vertiefung 28 mündet und die den Kühlmittelanschlüssen 24, 26 gegenüberliegt. In die Öffnung 30 ist eine Kühlanbindung 32 eingesteckt.
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Die Kühlanbindung 32 ist in den 4 und 5 einzeln dargestellt. Sie umfasst einen Rohrhalter 34 (der beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist) und zwei flexible Rohre 36, die vom Rohrhalter 34 gehalten werden. Die Rohre 36 sind beispielsweise aus Stahlblech hergestellt.
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Der Rohrhalter 34 umfasst einen Montagebereich 38 zum Befestigen der Kühlanbindung 32 an dem Antriebsstranggehäuse 12 und zwei Anschlussbereiche 40, auf die beispielsweise jeweils ein Schlauch geschoben und befestigt werden kann. Dazu kann jeder Anschlussbereich einen umlaufenden Ring 42 aufweisen, auf den der Schlauch geklemmt werden kann. Jeder Anschlussbereich 40 ist im Wesentlichen rohrförmig.
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Der Montagebereich 38 umfasst einen Steckabschnitt 44, der dichtend in die Öffnung 30 im Antriebsstranggehäuse 12 gesteckt werden kann, und einen Flansch 46, der zum Befestigen der Kühlanbindung 32 an dem Antriebsstranggehäuse 12 dient. Der Steckabschnitt 44 weist dazu eine umlaufende Nut 48 auf, die einen Dichtring 50 hält. Der Flansch 46 umfasst eine Bohrung 52, mit der der Flansch 46 an dem Antriebsstranggehäuse 12 angeschraubt oder angenietet werden kann.
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Jedes der beiden flexiblen Rohre 36 ist mit einem Dichtende 54 in einen der beiden Anschlussbereiche 40 gesteckt und ragt mit dem Anschlussende 56 aus dem Rohrhalter 34 heraus. Die beiden Rohre 36 durchlaufen dabei zwei getrennte Öffnungen, die jeweils ausgehend von dem Anschlussbereich 40 durch den Montagebereich 38 und damit den Flansch 46 und den Steckabschnitt 44 verlaufen. Diese beiden Öffnungen weiten sich jeweils auf, so dass zwischen dem Rohrhalter 34 und dem Rohr 36 ein Freiraum 58 entsteht, in dem sich das jeweilige Rohr 36 bewegen kann.
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Das Anschlussende 56 jedes flexiblen Rohrs 36 ist gewellt und weist eine Nut 60 auf, in der ein Dichtring 62 aufgenommen ist. Die beiden Anschlussenden 56 können dichtend in die beiden Kühlmittelanschlüsse 24, 26 gesteckt werden.
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Mit der Kühlanbindung 32 entstehen ein Zulauf und ein Ablauf für Kühlmittel (wie etwa Wasser), der jeweils aus einem Anschlussbereich 40 und einem Rohr 36 gebildet ist. Es ist zu verstehen, dass die Kühlanbindung 32 nicht nur zwei, sondern auch lediglich einen oder mehrere Zuläufe und/oder Abläufe umfassen kann.
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Die 6 zeigt weiter, dass das Statorgehäuse 14 über einen Flansch 64 am Antriebsstranggehäuse 12 befestigt ist und somit nahezu freitragend im Antriebsstranggehäuse 12 aufgenommen ist.
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Die 7 zeigt, dass die Vertiefung 38 nicht nur die Kühlmittelanschlüsse 24, 26 umgibt, sondern dem Antriebsstranggehäuse 12 in axialer Richtung entlang verläuft.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
