DE102017007533A1 - Sealing arrangement of a stator of an electric machine to a housing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Abdichtanordnung (10) eines Statorträgers (12) einer elektrischen Maschine an einem Gehäuse (14), bei welcher der Statorträger (12) mittels eines Dichtungselements (20) gegen das Gehäuse (14) abgedichtet ist, wobei das Dichtungselement (20) in radialer Richtung an dem Statorträger (12) und in axialer Richtung an dem Gehäuse (14) abgestützt und in radialer Richtung von dem Gehäuse (14) beabstandet ist.The invention relates to a sealing arrangement (10) of a stator support (12) of an electrical machine on a housing (14), in which the stator support (12) is sealed against the housing (14) by means of a sealing element (20), the sealing element (20 ) is supported in the radial direction on the stator support (12) and in the axial direction on the housing (14) and is spaced in the radial direction from the housing (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine Abdichtanordnung eines Statorträgers einer elektrischen Maschine an einem Gehäuse gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a sealing arrangement of a stator carrier of an electrical machine on a housing according to the preamble of
Derartige Abdichtanordnungen von jeweiligen Statorträgern von elektrischen Maschinen an jeweiligen Gehäusen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Bei der jeweiligen Abdichtanordnung ist der jeweilige Statorträgers mittels eines Dichtungselements gegen das Gehäuse abgedichtet.Such sealing arrangements of respective stator carriers of electrical machines on respective housings are already well known from the general state of the art and in particular from series vehicle construction. In the respective sealing arrangement, the respective stator carrier is sealed against the housing by means of a sealing element.
Außerdem offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdichtanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Abdichtung realisiert werden kann.Object of the present invention is to develop a sealing arrangement of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous seal can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Abdichtanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a sealing arrangement having the features of
Um eine Abdichtanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Abdichtung realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dichtungselement in radialer Richtung an dem Statorträger und in axialer Richtung an dem Gehäuse abgestützt ist, wobei das Dichtungselement in radialer Richtung von dem Gehäuse beabstandet ist. Dabei ist beispielsweise in radialer Richtung zwischen dem Dichtungselement und dem Gehäuse ein Luftspalt vorgesehen. Somit ist es bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung im Gegensatz zu herkömmlichen Abdichtanordnungen, bei denen das Dichtungselement in radialer Richtung einerseits an dem Statorträger und andererseits an dem Gehäuse abgestützt ist, vorgesehen, dass das Dichtungselement bezogen auf den Statorträger und das Gehäuse lediglich an dem Statorträger in radialer Richtung, insbesondere nach innen, abgestützt ist und dabei beispielsweise in radialer Richtung, insbesondere nach innen, an dem Statorträger anliegt, während das Dichtungselement in radialer Richtung nicht an dem Gehäuse abgestützt ist und somit nicht an dem Gehäuse anliegt. Die radiale Anlage am Statorträger kann beispielsweise durch ein Aufdehenen des Dichtelements oder zusätzlich oder ausschließlich durch eine entsprechende Schulter, welche den Dichtring radial gegen den Statorträger vorspannt, realisiert werden. Eine derart entsprechend ausgebildete Schulter ist mit radialem und axialem Abstand gegenüber dem Gehäuse angeordnet. Da jedoch das Dichtungselement in axialer Richtung an dem Gehäuse abgestützt ist und dabei beispielsweise in axialer Richtung an dem Gehäuse anliegt, kann eine besonders vorteilhafte Abdichtung realisiert werden.In order to develop a sealing arrangement specified in the preamble of
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei bisherigen Dichtkonzepten, insbesondere im Rahmen einer Statorkühlung, stark verpresste Dichtungen insbesondere in Form von O-Ringen zum Einsatz kommen, welche insbesondere in radialer Richtung stark verpresst sind. Durch diese starke Verpressung übertragen die herkömmlicherweise zum Einsatz kommenden Dichtungen Vibrationsanregungen der elektrischen Maschine mehr oder weniger direkt in das beispielsweise als Triebkopfgehäuse ausgebildete Gehäuse, wodurch beispielsweise eine Abstrahlung der Geräusche als Luft- und/oder Körperschall möglich ist. Somit können beispielsweise die Geräusche von sich in einem Innenraum eines mittels der elektrischen Maschine antreibbaren Kraftfahrzeugs aufhaltenden Insassen akustisch wahrgenommen werden, was den Fahrkomfort beeinträchtigen kann.The invention is based in particular on the recognition that in previous sealing concepts, in particular in the context of a stator cooling, strongly compressed seals are used, in particular in the form of O-rings, which are particularly strongly compressed in the radial direction. Due to this strong compression, the seals conventionally used for use more or less transmit vibration excitations of the electric machine directly into the housing, which is designed, for example, as a drive head housing, whereby, for example, it is possible to emit the noise as airborne and / or structure-borne noise. Thus, for example, the noise of itself in an interior of a motor vehicle driven by the electric motor-resident occupant can be perceived acoustically, which may affect the ride comfort.
Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung vermieden werden, da eine zum hinreichenden Abdichten erforderliche Dichtkraft im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen stark reduziert werden kann. Eine Kraftübertragung von dem Statorträger zu dem Gehäuse, welches beispielsweise Bestandteil einer Getriebestruktur ist, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung durch Reibung und durch elastische Verformung – statt durch lokale Verpressungserhöhung, wie es bei herkömmlichen Dichtkonzepten vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders weitgehende, insbesondere schwingungstechnische, Entkopplung des Statorträgers und somit eines Stators der elektrischen Maschine insgesamt von dem Gehäuse beziehungsweise von der Getriebestruktur realisiert werden, sodass eine übermäßige Übertragung von Schwingungen von der elektrischen Maschine auf das Gehäuse vermieden werden kann. Mit anderen Worten ist es bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung möglich, eine Verpressung und somit eine Vorspannung des Dichtungselements zwischen dem Statorträger und dem Gehäuse im Vergleich zu herkömmlichen Dichtkonzepten drastisch zu reduzieren, wobei jedoch eine hinreichende Dichtfunktion, insbesondere durch einen Selbstverstärkungseffekt, gewährleistet werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Abdichtanordnungen führen bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung Bewegungen des Statorträgers, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, nicht zu einer Erhöhung der lokalen Verpressung des Dichtungselements, da bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung das Dichtungselement nicht in radialer Richtung zwischen dem Gehäuse und dem Statorträger verpresst ist, sondern die genannten Bewegungen führen beispielsweise zu Reibung zwischen dem Statorträger und dem Dichtungselement sowie zwischen dem Dichtungselement und dem Gehäuse oder zu elastischer Verformung des Dichtungselements relativ zum Gehäuse. Dies ist vorteilhaft, da die übertragene Kraft nochmals wenigstens um den Faktor des Reibwerts reduziert wird.The aforementioned problems and disadvantages can be avoided in the sealing arrangement according to the invention, since a sealing force required for adequate sealing can be greatly reduced in comparison with conventional solutions. A power transmission from the stator to the housing, which is for example part of a transmission structure, takes place in the inventive Abdichtanordnung by friction and elastic deformation - instead of local increase in compression, as provided in conventional sealing concepts. As a result, a particularly extensive, in particular vibration-related, decoupling of the stator carrier and thus of a stator of the electrical machine as a whole from the housing or from the transmission structure can be realized, so that excessive transmission of vibrations from the electrical machine to the housing can be avoided. In other words, it is possible in the Abdichtanordnung invention to dramatically reduce a compression and thus a bias of the sealing element between the stator and the housing compared to conventional sealing concepts, but a sufficient sealing function, in particular by a self-reinforcing effect, can be ensured. In contrast to conventional sealing arrangements, in the sealing arrangement according to the invention, movements of the stator carrier, in particular relative to the housing, do not lead to an increase in the local compression of the sealing element, since in the case of the invention Sealing arrangement, the sealing element is not compressed in the radial direction between the housing and the stator, but said movements lead, for example, friction between the stator and the sealing element and between the sealing element and the housing or elastic deformation of the sealing element relative to the housing. This is advantageous because the transmitted force is again reduced at least by the factor of the coefficient of friction.
Es wurde bei herkömmlichen Dichtkonzepten gefunden, dass hochfrequente Schwingungen des Stators beispielsweise in einem Frequenzbereich von einem Kilohertz bis fünf Kilohertz durch Magnetkräfte eines Rotors der elektrischen Maschine eingeleitet werden können. In unterschiedlichen NVH-Versuchen (NVH – Noise Vibration Harshness) hat sich gezeigt, dass diese Anregung zu großen Teilen über herkömmlicherweise zum Einsatz kommende Statormanteldichtungen weiter in die Getriebestruktur geleitet werden kann.It has been found in conventional sealing concepts that high-frequency vibrations of the stator, for example, in a frequency range of one kilohertz to five kilohertz can be initiated by magnetic forces of a rotor of the electric machine. In various NVH tests (NVH - Noise Vibration Harshness) it has been shown that this excitation can be conducted to a large extent via conventionally used Statormanteldichtungen in the transmission structure.
Um diese Probleme und Nachteile bei der erfindungsgemäßen Abdichtanordnung zu vermeiden, werden das Dichtungselement und somit der am stärksten angeregte Bereich des Stators radial und tangential von dem Gehäuse entkoppelt, sodass eine übermäßige Schwingungs- beziehungsweise Geräuschübertragung vermieden werden kann. In der Folge kann ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten (NVH-Verhalten) realisiert werden.In order to avoid these problems and disadvantages in the sealing arrangement according to the invention, the sealing element and thus the most excited region of the stator are radially and tangentially decoupled from the housing, so that excessive vibration or noise transmission can be avoided. As a result, a particularly advantageous noise behavior (NVH behavior) can be realized.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Bei der Abdichtanordnung
Um nun eine besonders vorteilhafte Abdichtung und ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisieren zu können, ist es bei der Abdichtanordnung
Um die Abdichtanordnung
Für eine hinreichende axiale Dichtfunktion ist es vorteilhaft, eine Anlage der Dichtung gegen das Gehäuse
Als weitere Möglichkeit, eine hinreichende axiale Anlage des Dichtungselements
Aus
Um eine besonders vorteilhafte Entkopplung der elektrischen Maschine beziehungsweise des Stators von der Getriebestruktur zu realisieren, ist in radialer Richtung der elektrischen Maschine zwischen dem Dichtungselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Abdichtanordnungseal assembly
- 1212
- Statorträgerstator
- 1414
- Gehäusecasing
- 1616
- Statorzähnestator teeth
- 1818
- Drehachseaxis of rotation
- 2020
- Dichtungselementsealing element
- 2222
- Druckraumpressure chamber
- 2424
- Druckraumpressure chamber
- 2626
- Dichtflächesealing surface
- 2828
- Dichtflächesealing surface
- 3030
- Schultershoulder
- 3232
- Federelementspring element
- 3434
- Schultershoulder
- 3636
- Luftspaltair gap
- 3838
- Verbindungselementconnecting member
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19646527 B4 [0003] DE 19646527 B4 [0003]
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DE102017007533.6A DE102017007533A1 (en) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | Sealing arrangement of a stator of an electric machine to a housing |
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DE102017007533.6A Withdrawn DE102017007533A1 (en) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | Sealing arrangement of a stator of an electric machine to a housing |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018004382A1 (en) | 2018-06-01 | 2019-01-24 | Daimler Ag | Sealing arrangement of a stator of an electrical machine to a housing element of the electric machine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19646527B4 (en) | 1996-10-29 | 2006-07-27 | Siemens Ag | Device for sealing two rooms of different pressure |
-
2017
- 2017-08-10 DE DE102017007533.6A patent/DE102017007533A1/en not_active Withdrawn
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DE102018004382A1 (en) | 2018-06-01 | 2019-01-24 | Daimler Ag | Sealing arrangement of a stator of an electrical machine to a housing element of the electric machine |
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