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Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelverteiler für einen, insbesondere bürstenlosen, Elektromotor. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen solchen Elektromotor, eine Motorpumpe mit einem derartigen Elektromotor sowie ein Kühlverfahren.
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DE 10 2014 207 468 A1 beschreibt einen Elektromotor mit einer Kühlung, wobei der Stator und die Wicklungen des Elektromotors von einem Kühlgehäuse dichtend umgeben sind. Das Kühlgehäuse weist Einlass- und Auslassöffnungen auf, über die ein Kühlmittel an den Stator und die Wicklungen geleitet werden kann. Das Kühlmittel gelangt in das abgedichtete Kühlgehäuse und durchströmt den Zwischenraum zwischen den Wicklungen. Dabei nimmt das Kühlmittel Wärmeenergie auf und führt diese vom Stator ab.
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Die Herstellung des bekannten Elektromotors ist entsprechend aufwändig. Insbesondere ist bei der Herstellung zusätzlich ein Kühlgehäuse vorzusehen, welches dichtend um den Stator und die Wicklungen gelegt werden muss. Hier kommt es auf eine hohe Fertigungsgenauigkeit an, um das Kühlgehäuse flüssigkeitsdicht verschließen zu können. Dies erhöht den Herstellungsaufwand und reduziert insbesondere die Effizienz in der Serienfertigung.
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Aus der Praxis sind weitere Kühlverfahren bekannt, bei welchen der Motor vollständig mit einem Kühlmittel, insbesondere Öl, durchflutet wird. Bei diesen Varianten ist der Elektromotor beidseitig geöffnet, um die vollständige Durchströmung zu ermöglichen. Dies ist in vielen Anwendungsszenarien unerwünscht, insbesondere weil sich die Baugröße des Motors entsprechend erhöht. Eine alternative Gestaltung aus der Praxis sieht vor, eine Hohlwelle im Rotor vorzusehen, um das Kühlmittel im Elektromotor zirkulieren zu können. Die Herstellung einer Hohlwelle ist aufwändig und führt daher zu hohen Herstellungskosten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zur effizienten Kühlung eines Elektromotors bei gleichzeitiger Reduktion der Herstellungskosten bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor anzugeben, der sich durch eine günstige Herstellung und eine effiziente Kühlung auszeichnet. Überdies besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Motorpumpe mit einem solchen Motor und ein Kühlverfahren für einen solchen Motor anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kühlmittelverteiler gemäß Patentanspruch 1, durch einen Elektromotor gemäß Patentanspruch 11, durch eine Motorpumpe gemäß Patentanspruch 16 und durch ein Kühlverfahren gemäß Patentanspruch 17 gelöst.
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Insbesondere wird die Aufgabe durch einen Kühlmittelverteiler für einen, insbesondere bürstenlosen, Elektromotor gelöst, wobei der Elektromotor einen Grundkörper umfasst, der eine Oberseite und eine Unterseite aufweist. Auf der Oberseite des Grundkörpers ist ein Ringkanal zur Verteilung oder Sammlung eines Kühlmittels ausgebildet. Von der Unterseite des Grundkörpers gehen mehrere Förderkanäle aus, wobei der Ringkanal des Grundkörpers mehrere Bodenöffnungen aufweist, die jeweils mit einem Förderkanal verbunden sind.
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Der Kühlmittelverteiler ermöglicht eine gezielte Ein- und/oder Ausleitung eines Kühlmittels in den Elektromotor bzw. aus dem Elektromotor heraus. Durch den Ringkanal und die davon ausgehenden Förderkanäle kann das Kühlmittel gezielt über den Umfang des Elektromotors verteilt bzw. gezielt abgesaugt werden. So wird auf einfache Weise durch Einsetzen eines vergleichsweise einfachen Bauteils, nämlich des Kühlmittelverteilers, eine gute Zirkulation von Kühlmittel im Elektromotor erreicht.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bodenöffnungen gleichmäßig entlang des Ringkanals verteilt, insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet, angeordnet sind. Damit ist eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels bzw. eine gleichmäßige Abführung des Kühlmittels gewährleistet. So wird eine ausgeglichene Kühlung über den gesamten Umfang des Elektromotors erreicht. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Förderkanäle einerseits zur Zuführung des Kühlmittels in dem Innenraum eines Elektromotors genutzt werden können. Dann dient der Ringkanal als Verteilerkanal, der das Kühlmittel über die einzelnen Bodenöffnungen gleichmäßig in die Förderkanäle verteilt. Andererseits kann vorgesehen sein, die Förderkanäle zum Absaugen eines Kühlmittels aus dem Innenraum des Elektromotors zu nutzen. Dann dient der Ringkanal als Sammelkanal zur Zusammenführung des über die Förderkanäle abgesaugten Kühlmittels.
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Eine einfache Herstellung und eine wirkungsvolle Verteilung bzw. Sammlung von Kühlmittel wird dadurch erreicht, dass vorzugsweise die Bodenöffnungen in einer Bodenfläche des Ringkanals ausgebildet sind. Der Ringkanal kann insbesondere durch eine nach oben geöffnete Ringnut gebildet sein. Die Bodenfläche kann in diesem Fall zwei Seitenflächen des Ringkanals miteinander verbinden.
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Die Förderkanäle sind in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Wesentlichen rechtwinklig zum Grundkörper angeordnet. Mit anderen Worten können die Förderkanäle sich fingerartig von dem Grundkörper weg erstrecken. Dabei kann der Grundkörper ringförmig ausgebildet sein. Alternativ ist es denkbar, dass der Ringkörper eine polygonale oder mehreckige Geometrie aufweist. Insofern kann der Ringkanal nicht nur als kreisrunder Kanal ausgebildet sein sondern ebenfalls eine polygonale bzw. mehreckige Form aufweisen. Jedenfalls kann vorgesehen sein, dass der Ringkanal im Wesentlichen der Umfangslinie des Stators folgt, so dass die Förderkanäle, die vom Grundkörper ausgehen und mit dem Ringkanal über die Bodenöffnungen verbunden sind, zwischen die Wicklungen des Stators eingreifen können.
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Der Grundkörper kann einen Flansch aufweisen, der sich um den Ringkanal erstreckt. Der Flansch verläuft vorzugsweise um einen Außenumfang des Grundkörpers. Der Flansch kann insbesondere als Ringflansch ausgebildet sein, wenn der Grundkörper eine Ringform aufweist. Bei einem mehreckigen bzw. polygonalen Grundkörper kann der Flansch ebenfalls mehreckig oder polygonal ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass der Flansch eine ringförmige Außenkontur aufweist und von einem mehreckigen bzw. polygonalen Grundkörper ausgeht. Der Flansch ermöglicht die Abstützung des Kühlmittelverteilers auf den Stator des Elektromotors. So stellt der Flansch auch sicher, dass die Förderkanäle zu einem Gehäuseboden des Elektromotors einen zuvor definierten Abstand einhalten.
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Der Grundkörper, insbesondere der Flansch, kann auf einem Außenumfang wenigstens eine Indexkontur zur Positionierung des Kühlmittelverteilers in dem Gehäuse des Elektromotors aufweisen. Die Indexkontur ist vorzugsweise korrespondierend zu einer entsprechenden Formgebung des Gehäuses des Elektromotors ausgebildet. So lässt sich der Kühlmittelverteiler nur in einer vorbestimmten Position in das Gehäuse des Elektromotors einführen. Dies erhöhte die Prozesssicherheit bei der Montage eines Elektromotors.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper, insbesondere der Flansch, auf der Unterseite Quetschkonturen, insbesondere punktförmige Vorsprünge, zur Verklemmung des Grundkörpers, insbesondere des Ringflanschs, mit einem Stator des Elektromotors aufweist. Der Kühlmittelverteiler übernimmt insofern eine Doppelfunktion. Einerseits ermöglicht der Kühlmittelverteiler eine effiziente Durchströmung des Elektromotors mit einem Kühlmittel. Andererseits bildet der Kühlmittelverteiler ein Toleranzausgleichselement, das Fertigungstoleranzen des Stators ausgleicht und eine sichere Verklemmung des Stators innerhalb eines Gehäuses eines Elektromotors ermöglicht. Durch die Verklemmung des Kühlmittelverteilers im Gehäuse des Elektromotors wird außerdem eine gute Abdichtung des Ringkanals gegen einen Gehäusedeckel bzw. Lagerdeckel erreicht. Die Abdichtung des Ringkanals gegen den Lagerdeckel kann im Allgemeinen zusätzlich oder alternativ durch eine Elastomerdichtung erfolgen, die im Bereich des Ringkanals angeordnet bzw. angespritzt ist. Überdies ist es möglich, einen Kühlmittelverteiler mit einem Lagerdeckel zu verkleben.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Kühlmittelverteiler, insbesondere der Grundkörper mit den Förderkanälen, einstückig ausgebildet.
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Insbesondere kann der Kühlmittelverteiler monolithisch ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Herstellung des Kühlmittelverteilers als einstückiges Spritzgussteil oder als einstückiges Laser-Sinterteil. Alternativ ist es möglich, den Kühlmittelverteiler mehrteilig auszubilden. Dabei können insbesondere der Grundkörper und die Förderkanäle einzelne Bauteile bilden, wobei die Förderkanäle mit dem Grundkörper fest verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Förderkanälen und dem Grundkörper kann beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Laser-Durchstrahlschweißen, erfolgen. Es ist auch möglich, die Förderkanäle mit dem Grundkörper zu verkleben oder mittels einer Schnappverbindung am Grundkörper zu montieren.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird außerdem ein bürstenloser Elektromotor mit einem zuvor beschriebenen Kühlmittelverteiler offenbart und beansprucht.
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Der bürstenlose Elektromotor umfasst in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Gehäuse, das einen Gehäuseboden und eine zylinderförmige Seitenwand aufweist. Der Elektromotor kann außerdem einen Lagerdeckel umfassen, der im Wesentlichen parallel zum Gehäuseboden angeordnet ist und das Gehäuse längsaxial verschließt. In dem Gehäuse ist vorzugsweise ein Stator angeordnet. Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass sich die Förderkanäle des Kühlmittelverteilers zwischen jeweils zwei Statorwicklungen, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Seitenwand, erstrecken.
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Mit den Förderkanälen wird insoweit das Ziel verfolgt, Kühlmittel nahe an den Statorwicklungen entlangzuführen. So gelangt das Kühlmittel gezielt an die zu kühlenden Stellen im Elektromotor. Die in den Statorwicklungen erzeugte Wärme wird damit effizient abgeführt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Förderkanäle in Zwischenräume zwischen den Statorwicklungen bzw. Spulen eingreifen, die bereits fertigungsbedingt durch das jeweilige Wickelverfahren zwischen den Spulen verbleiben. Insbesondere beim maschinellen Nadelwickeln entstehen zwischen den einzelnen Statorwicklungen bzw. Spulen Zwischenräume, deren Querschnittsfläche im Wesentlichen der Größe des dreifachen Nadeldurchmessers entspricht. Diese Zwischenräume werden vorzugsweise durch die Förderkanäle des Kühlmittelverteilers ausgefüllt bzw. genutzt, um Kühlmittel möglichst nahe an den Statorwicklungen entlangzuführen.
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Um eine Zirkulation des Kühlmittels durch den Elektromotor sicherzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Förderkanäle jeweils eine Kanalöffnung aufweisen, die zwischen dem Stator und dem Gehäuse in einen Innenraum des Gehäuses mündet. Die Kanalöffnung ist vorzugsweise längsaxial gegenüber der Bodenöffnung des Ringkanals angeordnet. Insbesondere kann die Kanalöffnung an einem freien Ende des Förderkanals angeordnet sein. Dabei erstrecken sich die Förderkanäle vorzugsweise vollständig durch den Stator. Die Förderkanäle gelangen jedoch nicht bis an den Gehäuseboden, sondern öffnen mit einem Abstand vor dem Gehäuseboden. Insbesondere besteht zwischen dem Stator und dem Gehäuseboden ein Spalt, in welchen die Förderkanäle münden. Dadurch ist gewährleistet, dass das Kühlmittel auch nahe am Gehäuseboden entlangströmt, bevor es über die Förderkanäle oder den Innenraum des Gehäuses abgeleitet wird.
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Der Grundkörper, insbesondere der Flansch, des Kühlmittelverteilers ist vorzugsweise zwischen dem Lagerdeckel und dem Stator angeordnet. Der Lagerdeckel kann gleichzeitig eine Begrenzung eines Pumpraums bilden. Mit anderen Worten trennt der Lagerdeckel den Innenraum des Gehäuses von einem Pumpraum einer Motorpumpe. So kann das Pumpmedium, welches durch den Pumpraum strömt, gleichzeitig als Kühlmittel für den Elektromotor genutzt werden. Dazu weist der Lagerdeckel vorzugsweise eine Durchgangsbohrung auf, die mit dem Ringkanal verbunden ist. Die Durchgangsbohrung mündet im montierten Zustand des Elektromotors in einer Motorpumpe sowohl in den Ringkanal, als auch gegenüberliegend in den Pumpraum. Damit ist eine Fluidverbindung zwischen dem Pumpraum und dem Innenraum des Elektromotors geschaffen, so dass das Pumpmedium zur Kühlung des Elektromotors genutzt werden kann. Ein zusätzlicher Kühlmittelkreislauf wird auf diese Weise vermieden.
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Insofern wird mit der vorliegenden Anmeldung auch eine Motorpumpe, insbesondere Ölpumpe, mit einem zuvor beschriebenen Elektromotor offenbart und beansprucht, wobei die Motorpumpe ferner einen Pumpraum aufweist, der zumindest teilweise durch den Lagerdeckel begrenzt ist.
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Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines bürstenlosen Elektromotors einer Motorpumpe. Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Kühlen des Elektromotors der zuvor beschriebenen Motorpumpe. Bei dem Verfahren wird ein Pumpmedium, insbesondere Öl, aus dem Pumpraum der Motorpumpe über einen Leckspalt zwischen dem Lagerdeckel und einer Rotorwelle und/oder über einen Einlasskanal im Lagerdeckel in einen Innenraum des Elektromotors geleitet und über die Förderkanäle durch den Stator in den Ringkanal des Kühlmittelverteilers und über die Durchgangsbohrung in den Pumpraum zurückgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch einen hohen hydraulischen Wirkungsgrad aus und bewirkt ferner eine gute und effiziente Kühlung des Elektromotors. Insbesondere wird über die Förderkanäle in den Elektromotor einströmendes Pumpmedium, das als Kühlmittel wirkt, effizient vom Gehäuseboden abgeführt und durch den Stator geleitet. Das Pumpmedium wird nahe an den Statorwicklungen entlanggeführt, so dass die Wärme dort abgegriffen wird, wo sie im Elektromotor entsteht. Das Pumpmedium wird dann über den Ringkanal gesammelt und in den Pumpraum zurückgeführt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kühlmittelverteilers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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2 eine Untersicht des Kühlmittelverteilers gemäß 1;
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3 eine Draufsicht des Kühlmittelverteilers gemäß 1;
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4 eine Teilschnittansicht eines Elektromotors mit dem Kühlmittelverteiler gemäß 1; und
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5 eine weitere Teilschnittansicht des Elektromotors gemäß 4.
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Der in den 1 bis 3 dargestellte Kühlmittelverteiler 1 ist vorzugsweise als separates Bauteil vorgesehen, das in einen Elektromotor einsetzbar ist. Der Kühlmittelverteiler 1 umfasst einen Grundkörper 10 und mehrere Förderkanäle 20, die mit dem Grundkörper 10 verbunden sind. Der Grundkörper 10 und die Förderkanäle 20 können einstückig miteinander ausgebildet sein. Insbesondere können der Grundkörper 10 und die Förderkanäle 20 als einheitliches Spritzgussteil gefertigt sein.
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Der Grundkörper 10 weist insbesondere eine Oberseite 10a auf, die in der Draufsicht gemäß 3 dargestellt ist. Ferner umfasst der Grundkörper 10 eine Unterseite 10b, die in der Untersicht gemäß 2 gezeigt ist. Die Förderkanäle 20 sind an der Unterseite 10b angeordnet bzw. erstrecken sich ausgehend von der Unterseite 10b.
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Die Oberseite 10a des Grundkörpers 10 weist einen Ringkanal 11 auf. Der Ringkanal 11 ist durch eine Bodenfläche 11a und zwei Seitenflächen 11b gebildet, wobei die Seitenflächen 11b vorzugsweise eine identische Höhe aufweisen. Die Seitenflächen 11b sind zwei konzentrisch zueinander angeordneten Ringwänden 17 zugeordnet, die jeweils eine ringförmige Dichtfläche bilden. Die Dichtflächen 18 der Ringwände 17 sind vorzugsweise in derselben Ebene parallel zur Oberseite 10a des Grundkörpers 10 ausgerichtet.
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Von der inneren Ringwand 17 ausgehend erstrecken sich radial nach innen mehrere Auswölbungen 16. Die Auswölbungen 16 kommen im montierten Zustand an einem Lager eines Rotors des Elektromotors zur Anlage, so dass der Grundkörper 10 zentriert gegen das Rotorlager abgestützt ist.
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Von der äußeren Ringwand 17 geht ein Flansch 13 aus. Der Flansch 13 ist gegenüber der Dichtfläche 18 in Richtung zur Unterseite 10b versetzt angeordnet. Die äußere Ringwand 17 steht insoweit über den Flansch 13 vor. Der Flansch 13 weist über den Umfang verteilt mehrere Indexkonturen 14 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insbesondere drei Indexkonturen 14 vorgesehen, die als rechteckige Ausnehmungen auf dem Außenumfang des Flansches 13 ausgebildet sind. Die Indexkonturen 14 dienen dazu, den Kühlmittelverteiler 1 korrekt innerhalb eines Gehäuses eines Elektromotors zu positionieren.
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In der Bodenfläche 11a des Ringkanals 11 sind mehrere Bodenöffnungen 12 ausgebildet. Die Bodenöffnungen 12 durchgreifen den Grundkörper 10 vollständig. Insoweit verbinden die Bodenöffnungen 12 die Oberseite 10a mit der Unterseite 10b des Grundkörpers 10. Die Bodenöffnungen 12 sind vorzugsweise regelmäßig über den Ringkanal 11 verteilt angeordnet. Wie in 1 erkennbar ist, ist jeder Bodenöffnung eine Auswölbung 16 an der inneren Ringwand 17 zugeordnet.
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Die Bodenöffnungen 12 sind jeweils mit einem Förderkanal 20 verbunden. Die Förderkanäle 20 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zum Grundkörper 10. Insofern erstrecken sich die Förderkanäle 20 im Wesentlichen fingerförmig von der Unterseite 10b des Grundkörpers 10 weg. Mit Blick auf 4 wird deutlich, dass die Förderkanäle 20 jeweils eine Längsschnittkontur aufweisen, die sich zu einem freien Ende 22 des Förderkanals 20 hin verjüngt. Am freien Ende 22 des Förderkanals 20 ist eine Kanalöffnung 21 ausgebildet. Die Kanalöffnung 21 liegt der Bodenöffnung 12 gegenüber. Der Förderkanal 20 erstreckt sich im Allgemeinen von der Bodenöffnung 12 zur Kanalöffnung 21.
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In der Untersicht gemäß 2 ist erkennbar, dass der Flansch 13 an seiner Unterseite mehrere Quetschkonturen 15 aufweist. Die Quetschkonturen 15 sind als punktförmige Vorsprünge ausgebildet. Die Querschnittskontur der Quetschkonturen 15 ist in 4 erkennbar.
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4 zeigt den Einbauzustand des Kühlmittelverteilers 1 in einem Elektromotor. Der Elektromotor ist vorzugsweise als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Insbesondere weist der Elektromotor einen Stator 2 auf, der ein Statorblechpaket 9 umfasst. Der Stator 2 weist ferner Statorwicklungen 3 auf, die sich zumindest abschnittsweise um das Statorblechpaket 9 wickeln. Der Stator 2 ist in einem Gehäuse 8 angeordnet. Das Gehäuse 8 umfasst einen Gehäuseboden 8a und eine Seitenwand 8b. Längsaxial ist das Gehäuse 8 durch einen Lagerdeckel 4 verschlossen. Der Lagerdeckel 4 ist gegen die Seitenwand 8b mit einer Deckeldichtung 5 abgedichtet. Der Lagerdeckel 4 trägt vorzugsweise ein Wälzlager oder ein Gleitlager für die Welle des Rotors. Ferner kann der Lagerdeckel 4 gleichzeitig eine Begrenzung bzw. Wand eines Pumpraums bilden, durch welchen ein Pumpmedium, insbesondere Öl, strömt.
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Zwischen dem Lagerdeckel 4 und dem Stator 2 ist der Grundkörper 10 des Kühlmittelverteilers 1 angeordnet. Dabei liegt der Flansch 13 auf dem Stator 2 auf. Insbesondere liegen die Quetschkonturen 15 des Flansches 13 auf dem Stator auf. Der Flansch 13 weist eine Elastizität auf, so dass der Flansch 13 federartig auf den Stator 2 einwirkt. Damit wird eine verbesserte Verklemmung zwischen dem Lagerdeckel 4 und dem Stator 2 erreicht. Gleichzeitig dient der Flansch 13 durch seine Elastizität auch zum Toleranzausgleich für Fertigungstoleranzen des Stators 2.
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In 4 ist erkennbar, dass sich der Förderkanal 20 des Kühlmittelverteilers 1 durch den gesamten Stator 2 hindurcherstreckt. Insbesondere ist der Förderkanal 20 zwischen den Statorwicklungen 3 angeordnet bzw. erstreckt sich durch Zwischenräume zwischen den Statorwicklungen 3. Der Förderkanal 20 endet dabei im Bereich eines Spalts 7, der zwischen dem Stator 2 und dem Gehäuseboden 8a vorgesehen ist. Insbesondere besteht zwischen der Statorwicklung 3 und dem Gehäuseboden 8a ein Abstand, der in diesem Zusammenhang als Spalt 7 bezeichnet wird. Die Kanalöffnung 21 des Förderkanals 20 mündet in diesen Spalt 7 bzw. mündet innerhalb des Spalts 7 in den Innenraum des Elektromotors. Der Förderkanal 20, insbesondere dessen freies Ende 22, weist insofern einen Abstand zum Gehäuseboden 8a auf. Damit ist sichergestellt, dass das aus dem Förderkanal 20 in den Innenraum des Elektromotors strömende Kühlmittel bzw. Pumpmedium frei in den Innenraum gelangen kann. Umgekehrt kann im Innenraum angeordnetes Pumpmedium bzw. Kühlmittel über den Spalt 7 gut in die Kanalöffnung 21 einfließen und über den Förderkanal 20 abgesaugt werden.
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Die Strömungsrichtung des Kühlmittels bzw. Pumpmediums ist abhängig von der Betriebsart des Elektromotors. Insofern kann der Förderkanal 20 entweder zur Zuführung von Kühlmittel in den Innenraum oder zum Absaugen von Kühlmittel aus dem Innenraum genutzt werden. Der Ringkanal 11 des Grundkörpers 10 dient bei der Zuführung von Kühlmittel über den Förderkanal 20 in den Innenraum des Elektromotors als Verteilerkanal und bei der Abführung von Kühlmittel bzw. Pumpmedium aus dem Innenraum des Elektromotors über die Förderkanäle 20 als Sammelkanal.
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In 5 ist ein weiterer Teilquerschnitt durch den Elektromotor gezeigt, wobei der Schnitt längs durch eine Statorwicklung 3 des Stators 2 verläuft. In dem dargestellten Bereich ist im Lagerdeckel 4 eine Durchgangsbohrung 6 angeordnet, die in den Ringkanal 11 des Grundkörpers 10 mündet. Auf diese Weise ist eine Fluidverbindung zwischen einem Pumpraum einer Motorpumpe und dem Innenraum des Elektromotors herstellbar. Es ist auch möglich, anstelle der Durchgangsbohrung 6 einen halbgeöffneten Kanal in einem Randbereich des Lagerdeckels 4 vorzusehen, der mit dem Ringkanal 11 verbunden ist.
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Wie es in 4 und 5 erkennbar ist, liegen die Dichtflächen 18 der Ringwände 17 auf der Oberseite 10a des Grundkörpers 10 im montierten Zustand des Kühlmittelverteilers 1 mit Flächenkontakt an dem Lagerdeckel 4 an. Dadurch dichtet der Ringkanal 11 gegen den Lagerdeckel 4 ab.
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Der Kühlmittelverteiler 1, insbesondere der Grundkörper 10, kann aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet sein. Ein solcher Kunststoff weist eine entsprechende Elastizität auf, um den Toleranzausgleich mittels der Quetschkonturen 15 und des Flansches 13 zu ermöglichen und gleichzeitig eine gute Verpressung des Stators 2 mit dem Lagerdeckel 4 zu erreichen. Ferner hat die Verwendung eines Kunststoffmaterials für den Grundkörper 10 bzw. den Kühlmittelverteiler 1 insgesamt Vorteile hinsichtlich der Abdichtung des Ringkanals 11 zum Lagerdeckel 4.
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Der Kühlmittelverteiler 1 wird vorzugsweise direkt zwischen den Statorwicklungen 3 des Stators 2 platziert. Dies kann einfach bei der Montage des Elektromotors erfolgen. Es ist auch möglich, dass der Kühlmittelverteiler 1 als Formeinlegeteil in einem Stator 2 platziert ist, der durch einen Kunststoff umspritzt ist. Insbesondere kann der Kühlmittelverteiler 1 als Einlegeteil in einem Thermoplast-umspritzten oder Duroplast-umspritzten Stator 2 eingesetzt werden.
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Die Kühlung des Elektromotors erfolgt durch einen Kühlkreislauf, der den Kühlmittelverteiler 1, die Durchgangsbohrung 6 im Lagerdeckel 4, den Innenraum des Elektromotors bzw. Gehäuses 8 und vorzugsweise einen Leckspalt zwischen dem Lagerdeckel 4 und der Rotorwelle umfasst.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass Pumpmedium einer Motorpumpe, beispielsweise Kühlmittel und/oder Öl, über den Leckspalt über dem Lagerdeckel 4 und einer Rotorwelle in dem Innenraum des Gehäuses 8 eindringt. Das Pumpmedium bzw. Kühlmittel durchströmt den Innenraum des Gehäuses 8, wobei die Durchströmung durch die Rotation des Rotors gefördert wird. Das Pumpmedium bzw. Kühlmittel gelangt in den Bereich des Gehäusebodens 8a und von dort über die Kanalöffnungen 21 in die Förderkanäle 20. Durch die Förderkanäle 20 wird das Pumpmedium bzw. Kühlmittel abgesaugt und im Ringkanal 11 gesammelt. Über die Durchgangsbohrung 6 im Lagerdeckel 4 verlässt das Pumpmedium bzw. Kühlmittel den Elektromotor und gelangt so wieder in den Pumpraum. Die entsprechende hydraulische Kraft zur Zirkulation des Kühlmittels bzw. Pumpmediums wird durch die Pumpe selbst erzeugt. Durch den in der Pumpe einerseits auftretenden Überdruck und andererseits auftretenden Unterdruck wird das Kühlmittel bzw. Pumpmedium über die Förderkanäle 20 aus dem Innenraum des Elektromotors herausgepumpt bzw. über den Leckspalt zwischen Lagerdeckel 4 und Rotorwelle in den Innenraum des Elektromotors hineingepumpt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlmittelverteiler
- 2
- Stator
- 3
- Statorwicklung
- 4
- Lagerdeckel
- 5
- Deckeldichtung
- 6
- Durchgangsbohrung
- 7
- Spalt
- 8
- Gehäuse
- 8a
- Gehäuseboden
- 8b
- Seitenwand
- 9
- Statorblechpaket
- 10
- Grundkörper
- 10a
- Oberseite
- 10b
- Unterseite
- 11
- Ringkanal
- 11a
- Bodenfläche
- 11b
- Seitenfläche
- 12
- Bodenöffnung
- 13
- Flansch
- 14
- Indexkontur
- 15
- Quetschkontur
- 16
- Auswölbung
- 17
- Ringwand
- 18
- Dichtfläche
- 20
- Förderkanal
- 21
- Kanalöffnung
- 22
- Freies Ende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014207468 A1 [0002]
