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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine drehende elektrische Maschine, die zum Beispiel in Fahrzeugen als ein Elektromotor oder ein elektrischer Generator verwendet wird.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmlich ist eine drehende elektrische Maschine, die ein Gehäuse und ein Verbindungselement hat, zum Beispiel in einem Fahrzeug eingebaut allgemein bekannt. Das Gehäuse hat einen Strömungsdurchgang für Kühlmittel. Das Verbindungselement hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende ist in das Gehäuse eingepasst und daran befestigt. Das Verbindungselement erlaubt einem Kühlmittel fördernden Element, das am zweiten Ende befestigt wird, mit dem Gehäuse eine Verbindung einzugehen. Wenn das Verbindungselement bei dieser drehenden elektrischen Maschine in das Gehäuse eingepasst und daran befestigt wird, werden Verfahren wie eine Presspassung und eine Spielpassung eingesetzt. Außerdem wird eine Umgebung eines Befestigungsteils, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement befindet, mit einem Harz, etwa einem Klebstoff, beaufschlagt oder gefüllt. Damit soll die Luftdichtheit eines winzigen Spalts, der zum Zeitpunkt der Presspassung oder Spielpassung ausgebildet wird, sichergestellt werden. Die
JP H06 330953 A wird als Patentdokument 1 definiert. Das Patentdokument 1 offenbart ein Verfahren zum Verbinden von zwei Rohren mit einem anaeroben Klebstoff, um zylinderförmige Elemente einzupassen und zu befestigen, die aus zwei verschiedenen Arten von Werkstoffen bestehen.
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Allerdings wird der im Patentdokument 1 offenbarte anaerobe Klebstoff in der drehenden elektrischen Maschine in den Spalt oder Raum eingebracht, der in dem Befestigungsteil ausgebildet ist, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement befindet. Deswegen wird die Wirkung erwartet, dass die Befestigungsstärke, die das Gehäuse und das Verbindungselement verbindet, anfangs gesteigert wird. Wenn die drehende elektrische Maschine für eine lange Zeit genutzt wird und einer korrosiven Umgebung ausgesetzt ist, kann jedoch eine korrosive Flüssigkeit wie Salzwasser in den Spalt am Befestigungsteil eindringen. Dadurch schreitet die Korrosion des Befestigungsteils voran, und dies kann zu einer Festigkeitsabnahme des Befestigungsteils führen.
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Daher offenbart das Patentdokument 1, dass sich auf Verbindungsflächen der zwei miteinander verbundenen Elemente jeweils ein konvexer und ein konkaver Teil befinden. Der konvexe Teil (Luftabschirmmittel) verhindert, dass der Klebstoff mit Luft in Kontakt kommt. Der konkave Teil ist mit dem Klebstoff gefüllt. Aber auch wenn der Klebstoff anfangs in den konkaven Teil eingefüllt ist, treten die folgenden Probleme auf, wenn es eine Differenz bei der Wärmeausdehnung zwischen den zwei miteinander verbundenen Elementen gibt. Die Probleme sind die, dass sich die Verbindungsflächen aufgrund von Wärmespannung ablösen und ein Weg gebildet werden kann, durch den die korrosive Flüssigkeit in den Befestigungsteil eindringt. Insbesondere wenn die drehende elektrische Maschine gestartet wird, werden durch die Wärmeerzeugung eines Wickeldrahts in einer Hochtemperaturumgebung durch die Wärmespannung leicht die sich ablösenden Verbindungsflächen erzeugt.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die Erfindung erfolgte, um das oben beschriebene Thema zu lösen, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehende elektrische Maschine zur Verfügung zu stellen, die sich ablösende Verbindungsflächen verringert, die durch eine Differenz zwischen zwei ineinandergepassten und aneinander befestigten Elementen erzeugt wird, und die verhindert, dass eine korrosive Flüssigkeit in die drehende elektrische Maschine eindringt, und die dazu imstande ist, eine gute Korrosionsbeständigkeit zu erzielen.
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Die drehende elektrische Maschine hat bei der Erfindung ein Gehäuse, ein Verbindungselement und einen Raum. Das Gehäuse hat einen Strömungsdurchgang für Kühlmittel. Das Verbindungselement hat einen Verbindungsraum, der mit dem Strömungsdurchgang in Verbindung steht, wobei ein Ende von ihm in das Gehäuse eingepasst und daran befestigt ist. Der Raum wird an einem Befestigungsteil, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement befindet, durch umliegende Flächen des Gehäuses und des Verbindungselements gebildet. In den Raum ist Luftblasenharz eingefüllt, das Luftblasen enthält.
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Gemäß dieser Gestaltung ist der Raum mit dem Luftblasenharz gefüllt, das die Luftblasen enthält. Der Raum wird an dem Befestigungsteil, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement befindet, durch umliegende Flächen des Gehäuses und des Verbindungselements ausgebildet. Wenn eine Umgebungstemperatur durch Wicklungen erhöht wird, wird dabei aufgrund der Differenz der Wärmeausdehnung zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement ein Spalt größer. Der Spalt wird an dem Befestigungsteil ausgebildet, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement befindet. Dann wird das Luftblasenharz, das die Luftblasen enthält, verglichen mit einem Harz, das die Luftblasen nicht enthält, leicht gestreckt. Eine Spannung, die Verbindungsflächen zwischen dem Luftblasenharz und Gehäuse ablöst, wird als eine Spannung A definiert. Eine Spannung, die Verbindungsflächen zwischen dem Luftblasenharz und dem Verbindungselement ablöst, wird als Spannung B definiert. Die Spannungen A und B werden durch eine Wärmeausdehnungskraft der im Luftblasenharz enthaltenden Luftblasen reduziert. Dadurch verringern die Luftblasen effizient das Ablösen der Verbindungsflächen. Dementsprechend kann die korrosive Flüssigkeit zuverlässig daran gehindert werden, in den Befestigungsteil einzudringen. Somit kann eine gute Korrosionsbeständigkeit erzielt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 eine axiale Schnittansicht einer Radialrichtungshälfte einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine vergrößerte Schnittansicht eines in 1 gezeigten Teils A;
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3 eine vergrößerte Schnittansicht eines in 2 gezeigten Teils B;
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4 eine erläuternde Zeichnung, die einen Zustand vor der Wärmeausdehnung eines Gehäuses in der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 eine erläuternde Zeichnung, die einen Zustand nach der Wärmeausdehnung des Gehäuses in der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 eine erläuternde Zeichnung, die einen Zustand vor der Wärmeausdehnung eines Gehäuses in einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 der Erfindung zeigt;
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7 eine erläuternde Zeichnung, die einen Zustand nach der Wärmeausdehnung des Gehäuses in der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
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8 eine vergrößerte Schnittansicht, die einem in 4 gezeigten Teil einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht;
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9 eine vergrößerte Schnittansicht, die einem in 4 gezeigten Teil einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel entspricht;
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10 eine vergrößerte Schnittansicht eines Befestigungsteils, der sich zwischen einem Gehäuse und einem Verbindungselement der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel befindet; und
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11 eine vergrößerte Schnittansicht, die einem in 4 gezeigten Teil einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel entspricht.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun genauer ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen drehenden elektrischen Maschine beschrieben.
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- Ausführungsbeispiel 1 -
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Eine drehende elektrische Maschine 1 im Ausführungsbeispiel 1 wird als ein Elektromotor verwendet, der in Fahrzeugen eingebaut wird. Diese drehende elektrische Maschine 1 hat, wie in 1 gezeigt ist, ein Gehäuse 10, eine drehende Welle 20, einen Rotor 25, einen Stator 30 und ein Verbindungselement 40. Das Gehäuse 10 hat einen Strömungsdurchgang 14 für Kühlmittel. Die drehende Welle 20 wird über ein Paar Wellenlager 21 und 22 im Gehäuse 10 drehbar getragen. Der Rotor 25 ist an einem Außenumfang der drehenden Welle 20 festgemacht. Der Stator 30 liegt radial gegenüber und außerhalb des Rotors 25. Das Verbindungselement 40 hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende ist in das Gehäuse 10 eingepasst und daran befestigt. Das Verbindungselement 40 verbindet ein (nicht gezeigtes) Rohr, das am zweiten Ende festgemacht ist, mit dem Gehäuse 10.
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Das Gehäuse 10 besteht aus einem mittleren Gehäuse 11, einem vorderen Gehäuse 12 und einem hinteren Gehäuse 13. Das mittlere Gehäuse 11 hat eine Zylinderform. Die linke und die rechte Seite der Zeichnung in 1 werden jeweils als Vorderseite und Hinterseite definiert. Das vordere Gehäuse 12 befindet sich auf der Vorderseite des mittleren Gehäuses 11. Das hintere Gehäuse 13 befindet sich auf der Hinterseite des mittleren Gehäuses 11. Das Gehäuse 10 ist aus einem auf Aluminium basierenden Metall ausgebildet. Diese Gehäuseelemente 11 bis 13 werden vereint, indem an einer Vielzahl von Stellen in einer Umfangsrichtung der drehenden elektrischen Maschine 1 Schrauben (nicht gezeigt) oder dergleichen festgezogen werden. Der Strömungsdurchgang 14 für das Kühlmittel, der in der Umfangsrichtung umschließend ausgebildet ist, befindet sich, eine vorbestimmte Breite habend, im mittleren Gehäuse 11. Eine Einlassöffnung 15, die das Kühlmittel in den Strömungsdurchgang 14 einleitet, befindet sich an einer vorgeschriebenen Stelle in Umfangsrichtung des mittleren Gehäuses 11. Das Verbindungselement 40, das später beschrieben wird, ist in die Einlassöffnung 15 eingepasst und daran befestigt. Im Übrigen kann als Kühlmittel ein weithin bekanntes Kühlmittel wie Wasser oder Öl eingesetzt werden.
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Die drehende Welle 20 wird über die beiden Wellenlager 21 und 22, die im vorderen Gehäuse 12 und hinteren Gehäuse 13 gehalten werden, drehbar getragen. Der Rotor 25 hat eine Vielzahl von Magnetpolen und ist in den Außenumfang der drehenden Welle 20 eingepasst und daran befestigt. Die Vielzahl der Magnetpole ist derart mit einer Vielzahl von Permanentmagneten ausgebildet, dass sich ihre Polarität in der Umfangsrichtung der drehenden elektrischen Maschine abwechselt. Die Vielzahl der Permanentmagnete ist jeweils in Außenumfangsteilen der Vielzahl der Magnetpole eingebettet. Eine Riemenscheibe 23, die am vorderen Spitzenendenteil der drehenden Welle 20 mit einer Mutter 23a festgemacht ist, liegt koaxial zur drehenden Welle 20. Auf der Riemenscheibe 23 ist ein Spanngurt (nicht gezeigt) installiert, der ein Drehmoment der drehenden Welle 20 überträgt.
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Der Stator 30 hat einen ringförmigen Statorkern 31 und Statorwicklungen 32. Der Statorkern 31 hat eine Vielzahl von Schlitzen (nicht gezeigt), die in der Umfangsrichtung des Stators 30 angeordnet sind. Jede Statorwicklung 32, die in einem entsprechenden Schlitz untergebracht ist, besteht aus Dreiphasenwicklungen, die in einem bestimmten Verfahren auf den Statorkern 31 gewickelt werden. Der Stator 30 liegt außerhalb des Rotors 25 radial gegenüber der drehenden elektrischen Maschine. Außerdem ist ein Außenumfangsteil des Stators 30 an einem Innenumfang des mittleren Gehäuses 11 befestigt.
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Das Verbindungselement 40 ist aus einem rostfreien Stahlrohr (SUS-Rohr) ausgebildet, und das erste Ende ist durch Presspassung in die Einlassöffnung 15 auf dem mittleren Gehäuse 11 eingepasst und daran befestigt. Das heißt, dass das erste Ende des Verbindungselements 40 mit Druck von einer Umfangswandfläche der Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 auf der Innenseite des Gehäuses 11 befestigt ist. Ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Verbindungselements 40, das aus dem rostfreien Stahl besteht, ist im Übrigen kleiner als der des mittleren Gehäuses 11, das aus dem auf Aluminium basierenden Metall besteht. Das Verbindungselement 40 hat, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, einen sich in Radialrichtung erstreckenden Teil 40a und einen sich in Axialrichtung erstreckenden Teil 40b und eine L-Form. Der sich in Radialrichtung erstreckende Teil 40a erstreckt sich vom Befestigungsteil, der sich zwischen dem mittleren Gehäuse 11 und dem Verbindungselement 40 befindet, in der Radialrichtung der drehenden elektrischen Maschine nach außen. Der sich in Axialrichtung erstreckende Teil 40b erstreckt sich von einem Spitzenende des sich in Radialrichtung erstreckenden Teils 40a in Axialrichtung zur Vorderseite. Außerdem hat das Verbindungselement 40 den Strömungsdurchgang 14 und einen Verbindungsraum 41.
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An einer vorbestimmten Stelle A befindet sich ein Flanschteil 40c. Die vorbestimmte Stelle A befindet sich in Erstreckungsrichtung des sich in Radialrichtung erstreckenden Teils 40a von dem sich in Radialrichtung erstreckenden Teil 40a aus nahe an einer Mitte der rotierenden elektrischen Maschine. Der Flanschteil 40c hat eine Ringform und erstreckt sich von einem Außenumfang des sich in Radialrichtung erstreckenden Teils 40a zu einer Außenseite des Verbindungselements 40. Außerdem befindet sich an einer vorbestimmten Stelle B ein Flanschteil 40d, das dem Flanschteil 40c ähnelt. Die vorbestimmte Stelle B befindet sich in Erstreckungsrichtung des sich in Axialrichtung erstreckenden Teils 40b von dem zweiten Ende aus nahe an der Mitte der drehenden elektrischen Maschine. Diese Flanschteile 40c und 40d wirken als Stopper, wenn die jeweiligen Enden des Verbindungselements 40 in andere Elemente eingepasst und daran befestigt werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Eckteil der Einlassöffnung 15 einem Außenumfang des Gehäuses zugewandt, und der Eckteil ist auf das erste Ende des Verbindungselements 40 gepasst und daran befestigt. Der Eckteil ist abgefast, damit er einen flachen Bereich hat. Die Abfasung ist eine Abschrägung und ist am Eckteil auf dem gesamten Umfang in Umfangsrichtung der Einlassöffnung 15 aufgebracht. Ein Eckteil der Schnittstelle des sich in Radialrichtung erstreckenden Teils 40a des Verbindungselements 40 und des Flanschteils 40c wird als eine Ecke A definiert. Dadurch wird zwischen einer abgefasten Fläche 11a des mittleren Gehäuses 11 und einem Außenumfang der Ecke A, die der abgefasten Fläche 11a gegenüberliegt, ein Raum 16 ausgebildet. Der Raum 16 hat einen dreieckigen Querschnitt und eine Kreisringform. Der Raum 16 ist mit einem Luftblasenharz 45 gefüllt, das Luftblasen 45a enthält. Im Ausführungsbeispiel 1 wird als das Luftblasenharz 45 ein anaerober Klebstoff ("LOCTITE" (Produktname)) verwendet. In den anaeroben Klebstoff werden aktiv vorbestimmte Mengen an Luftblasen eingemischt. Die Bedingungen, um den im Ausführungsbeispiel 1 verwendeten anaeroben Klebstoff auszuhärten, sind im Übrigen eine Abschirmung des anaeroben Klebstoffs gegenüber Sauerstoff und ein In-Kontakt-Bringen des anaeroben Klebstoffs mit Metallen. Außerdem wird das Aushärten des anaeroben Klebstoffs durch eine Hochtemperaturbedingung gefördert.
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Das Luftblasenharz 45 wird auf eine Innenwandfläche der Einlassöffnung 15 und die abgefaste Fläche 11a aufgebracht. Danach wird das erste Ende des Verbindungselements 40 durch Presspassung in die Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 eingepasst und daran befestigt. Dann wird eine ausreichend große Menge des Luftblasenharzes 45 eingebracht, die genügt, um den gesamten Bereich des Raums 16 zu füllen. Außerdem wird das Luftblasenharz 45, nachdem das Verbindungselement 40 eingepasst und befestigt wurde, in einen Mikrospalt eingebracht oder der Raum 16 wird vollständig mit dem Luftblasenharz 45 gefüllt. Der Mikrospalt wird zwischen Presspassungsflächen des ersten Endes des Verbindungselements 40 und der Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 ausgebildet.
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Danach ist der eingepasste und befestigte anaerobe Klebstoff, der im Raum 16 die Abschirmung aus dem Luftblasenharz 45 bildet, von der Außenluft (Sauerstoff) abgeschirmt. Daneben beinhalten die Bedingungen zum Aushärten des anaeroben Klebstoffs, ihn mit dem aus Metall bestehenden Verbindungselement 40 oder dem mittleren Gehäuse 11 in Kontakt zu bringen. Und zwar wird das Luftblasenharz 45 unter Pressung in das Verbindungselement 40 eingeführt, und da das Luftblasenharz 45 ein anaerober Klebstoff ist, wird er nicht ausgehärtet, bevor er unter Pressung in das Verbindungselement 40 eingeführt wird. Das Luftblasenharz 45 härtet aus, nachdem es unter Pressung in das Verbindungselement 40 eingeführt wurde, und das Verbindungselement 40 wird dadurch befestigt. Dadurch ist in dem Mikrospalt und dem Raum 16 das gehärtete Luftblasenharz 45 eingefüllt. Der Mikrospalt ist zwischen den Presspassungsflächen des Verbindungselements 40 und des mittleren Gehäuses 11 ausgebildet. Dadurch ist das in die Einlassöffnung 15 eingepasste und daran befestigte Verbindungselement 40 durch das in den Raum 16 eingefüllte Luftblasenharz 45 eng mit dem mittleren Gehäuse 11 verklebt. Außerdem wird der Raum 16 zuverlässig abgedichtet.
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Andererseits wird das zweite Ende des Verbindungselements 40 (der sich in Axialrichtung erstreckende Teil 40b) mit dem Rohr (nicht gezeigt) oder dergleichen verbunden und daran befestigt, das Kühlmittel führt. Das Kühlmittel wird unter Verwendung einer Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) über das Rohr oder dergleichen und das Verbindungselement 40 in den Durchgang 14 eingeführt. Die Kühlvorrichtung hat eine Pumpe, die sich in einem Zirkulationsdurchgang befindet, der das Kühlmittel führt, und einen Wärmestrahler und dergleichen. Außerdem befindet sich an der vorgeschriebenen Stelle in der Umfangsrichtung des mittleren Gehäuses 11 eine Abgabeöffnung (nicht gezeigt). Das Kühlmittel kühlt das mittlere Gehäuse 11, indem es durch den Durchgang 14 geht und über die Abgabeöffnung zur Außenseite des Gehäuses abgegeben wird. Das Kühlmittel, das erwärmt worden ist, wird aus der Abgabeöffnung abgegeben, und das erwärmte Kühlmittel wird unter Verwendung der Kühlvorrichtung, die sich am Zirkulationsdurchgang befindet, der das Kühlmittel führt, gekühlt. Danach wird das Kühlmittel erneut von der Einlassöffnung 15 in den Durchgang 14 eingeleitet, und das Kühlmittel zirkuliert wiederholt im Zirkulationsdurchgang.
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Den Statorwicklungen 32 wird von einem Wechselrichter (nicht gezeigt) ein Wechselstrom zugeführt. Danach wird in der drehenden elektrischen Maschine 1 in dem auf diese Weise gebildeten Ausführungsbeispiel 1 der Rotor 25 als eine Einheit mit der drehenden Welle 20 in einer vorbestimmten Richtung gedreht, indem er durch den Statorkern 31 angeregt wird. Dadurch wird das Drehmoment der drehenden Welle 20 über die Riemenscheibe 23 und den sich auf der Riemenscheibe 23 befindenden Spanngurt anderen Vorrichtungen als Bewegung zugeführt.
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Das Kühlmittel wird unter Verwendung der Kühlmittelvorrichtung, die sich am Zirkulationsdurchgang befindet, der das Kühlmittel führt, von der sich auf dem Gehäuse 10 befindenden Einlassöffnung 15 in den Strömungsdurchgang 14 eingeführt. Das eingeführte Kühlmittel strömt in den Durchgang 14 zur Abgabeöffnung und wird von der Abgabeöffnung in den Zirkulationsdurchgang abgegeben. Dann wird das Gehäuse 10, das durch Wärmeerzeugung der Statorwicklungen 32 erwärmt worden ist, durch das Kühlmittel gekühlt, das im Strömungsdurchgang 14 strömt. Danach wird das Kühlmittel in den Zirkulationsdurchgang abgegeben und ist erwärmt. Nachdem das erwärmte Kühlmittel gekühlt wurde, wird das Kühlmittel erneut von der Einlassöffnung 15 in den Strömungsdurchgang 14 eingeführt. Das Gehäuse 10 wird gekühlt, indem das Kühlmittel im Zirkulationsdurchgang wiederholt zirkuliert wird.
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Ein Befestigungsteil ist so ausgebildet, dass das erste Ende des Verbindungselements 40 in die Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 eingepasst und daran befestigt ist. Wenn eine Umgebungstemperatur im Befestigungsteil durch die Wärmeerzeugung der Statorwicklungen 32 erhöht wird, dann wird, wie in 4 gezeigt ist, ein Spalt zwischen dem mittleren Gehäuse 11 und dem Verbindungselement 40 größer, da die lineare Ausdehnung des Verbindungselements 40 kleiner als die des mittleren Gehäuses 11 ist. In dem Ausführungsbeispiel 1 ist das Luftblasen 45a enthaltende Luftblasenharz 45 in den Raum 16 eingefüllt, der dadurch ausgebildet ist, dass er vom Befestigungsteil des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 umgeben ist. Dieses Luftblasenharz 45 wird leicht aufgeweitet, da sein Elastizitätsmodul einschließlich der Luftblasen 45a verglichen mit dem Elastizitätsmodul eines alleinigen Harzes, das keine Luftblasen enthält, klein ist. Eine Spannung, die Verbindungsflächen zwischen dem Luftblasenharz 45 und dem mittleren Gehäuse 11 ablöst, wird als eine Spannung A definiert. Eine Spannung, die Verbindungsflächen zwischen dem Luftblasenharz 45 und dem Verbindungselement 40 ablöst, wird als eine Spannung B definiert. Daher werden die Spannungen A und B, wie in 5 gezeigt ist, durch eine Wärmeausdehnungskraft der in dem Luftblasenharz 45 enthaltenen Luftblasen 45a reduziert. Dadurch reduzieren die Luftblasen 45a effizient das Ablösen der Verbindungsflächen. Entsprechend kann das Eindringen der korrosiven Flüssigkeit in dem Befestigungsteil zuverlässig verhindert werden. Somit kann eine gute Korrosionsbeständigkeit erzielt werden.
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Die 6 und 7 zeigen im Übrigen ein Vergleichsbeispiel 1, das in einem Harz 145, das in den Raum 16 eingepasst ist, der dadurch ausgebildet ist, dass er vom Befestigungsteil des Verbindungselements 40 und des mittleren Gehäuses 11 umgeben ist, keine Luftblasen enthält. In dem Vergleichsbeispiel 1 wird die Umgebungstemperatur durch die Wärmeerzeugung der Statorwicklungen 32 erhöht, und das mittlere Gehäuse 11 dehnt sich verglichen mit dem Verbindungselement 40 deutlich aus. Mindestens eine von einer Verbindungsfläche zwischen dem Harz 145 und dem mittleren Gehäuse 11 und einer Verbindungsfläche zwischen dem Harz 145 und dem Verbindungselement 40 kann sich ablösen, da sich nicht die Luftblasen im Harz 145 befinden. Wie in 7 gezeigt ist, wird in diesem Fall die Verbindungsfläche zwischen dem Harz 145 und dem mittleren Gehäuse 11 abgelöst, die eine geringe Klebekraft hat.
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Gemäß der drehenden elektrischen Maschine 1 im Ausführungsbeispiel 1 ist in dem Raum 16, der dadurch ausgebildet ist, dass er vom Befestigungsteil des Verbindungselements 40 und des mittleren Gehäuses 11 umgeben ist, entsprechend das Luftblasenharz 45 eingepasst, das die Luftblasen 45a enthält. Wenn die Umgebungstemperatur durch die Wärmeerzeugung der Statorwicklungen 32 erhöht wird, werden daher die Spannungen A und B durch die Wärmeausdehnungskraft der in dem Luftblasenharz 45 enthaltenen Luftblasen 45a reduziert. Dadurch reduzieren die Luftblasen 45a effizient das Ablösen der Verbindungsflächen. Dadurch kann zuverlässig das Eindringen der korrosiven Flüssigkeit in den Befestigungsteil verhindert werden. Somit kann eine gute Korrosionsbeständigkeit erzielt werden und es kann eine drehende elektrische Maschine mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit erzielt werden.
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Außerdem hat das Verbindungselement 40 im Ausführungsbeispiel 1 den sich in der Radialrichtung erstreckenden Teil 40a und den sich in der Axialrichtung erstreckenden Teil 40b. Der sich in der Radialrichtung erstreckende Teil 40a erstreckt sich vom Befestigungsteil, der sich zwischen dem mittleren Gehäuse 11 und dem Verbindungselement 40 befindet, in der Radialrichtung der drehenden elektrischen Maschine zur Außenseite. Der sich in der Axialrichtung erstreckende Teil 40b erstreckt sich vom Spitzenende des sich in der Radialrichtung erstreckenden Teils 40a in Axialrichtung der drehenden elektrischen Maschine zur Vorderseite. Daher kann durch Zug eine Vergrößerung eines Spalts zwischen dem Befestigungsteil des Verbindungselements 40 und des mittleren Gehäuses 11 verringert werden. Der Zug ist ein Zug des Rohrs oder dergleichen, das mit dem Verbindungselement 40 verbunden und daran befestigt ist. Daher kann die Menge der in den Befestigungsteil eindringenden korrosiven Flüssigkeit verringert werden, und es kann eine gute Korrosionsbeständigkeit aufrechterhalten werden.
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- Ausführungsbeispiel 2 -
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Unter Bezugnahme auf 8 wird nun eine drehende elektrische Maschine eines Ausführungsbeispiels 2 beschrieben. Zwischen Passflächen eines Verbindungselements 40 und eines mittleren Gehäuses 11 ist ein Spalt 17 ausgebildet. Die drehende elektrische Maschine des Ausführungsbeispiels 2 unterscheidet sich von der des Ausführungsbeispiels 1 insofern, als dass die drehende elektrische Maschine des Ausführungsbeispiels 1 einen in den Spalt 17 eingepassten ersten Harzteil 46 hat. Außerdem ist in der drehenden elektrischen Maschine des Ausführungsbeispiels 2 als eine Einheit mit dem ersten Harzteil 46 ein Luftblasenharz 45 verbunden, das in einen Raum 16 eingepasst ist. Es versteht sich, dass in dem Ausführungsbeispiel 2 Bestandteile, die mit denen im Ausführungsbeispiel 1 identisch oder ihnen ähnlich sind, entsprechend mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind und ein sich wiederholender Aufbau und sich wiederholende Merkmale nicht beschrieben werden, um überflüssige Erläuterungen zu vermeiden. Unten werden verglichen mit dem Ausführungsbeispiel 1 die Unterschiede und wichtigen Punkte im Ausführungsbeispiel 2 beschrieben.
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Das Verbindungselement 40 hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende des Verbindungselements 40 im Ausführungsbeispiel 2 ist in eine Einlassöffnung 15, die sich am mittleren Gehäuse 11 befindet, durch eine Spielpassung statt einer Presspassung eingepasst und daran befestigt. Das heißt, dass im Ausführungsbeispiel 2 ein Außendurchmesser des ersten Endes des Verbindungselements 40 kleiner als ein Durchmesser der Einlassöffnung 15 ist. Der Spalt 17 ist zwischen Presspassungsflächen des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 ausgebildet. Der Spalt 17 ist größer als ein Spalt, der beim Presspassen ausgebildet wird. Im Spalt 17 ist der erste Harzteil 46 eingefüllt, der aus dem gleichen Harz wie das Luftblasenharz 45 besteht.
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Und zwar wird der erste Harzteil 46 auf eine Innenwandfläche der Einlassöffnung 15 aufgebracht, während das Luftblasenharz 45 auf eine abgefaste Fläche 11a der Einlassöffnung 15 aufgebracht wird. Danach wird das erste Ende des Verbindungselements 40 in die Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 eingepasst und daran befestigt. Es wird eine ausreichende Menge des ersten Harzteils 46 und des Luftblasenharzes 45 eingebracht, die genügt, um den gesamten Bereich des Spalts 17 und des Raums 16 zuverlässig damit zu füllen. Das ist der Fall, wenn das erste Ende des Verbindungselements 40 in die Einlassöffnung 15 eingepasst und daran befestigt wird. Dadurch werden der im Spalt 17 eingefüllte erste Harzteil 46 und das im Raum 16 eingefüllte Luftblasenharz 45 zu einer Einheit verbunden. Dabei wird als der erste Harzteil 46 das Luftblasenharz 45 eingesetzt, doch es kann auch ein Harz eingesetzt werden, das sich vom Luftblasenharz 45 unterscheidet.
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Gemäß der drehenden elektrischen Maschine des auf diese Weise aufgebauten Ausführungsbeispiels 2 werden folglich die gleiche Gestaltung und die gleichen Wirkungen wie im Ausführungsbeispiel 1 erreicht. Insbesondere ist im Ausführungsbeispiel 2 der im Spalt 17 eingefüllte erste Harzteil 46 mit dem im Raum 16 eingefüllten Luftblasenharz 45 als eine Einheit verbunden. Daher kann eine korrosive Flüssigkeit zuverlässiger daran gehindert werden, in einen Befestigungsteil des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 einzudringen. Außerdem kann eine gute Korrosionsbeständigkeit aufrechterhalten werden.
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- Ausführungsbeispiel 3 -
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Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 wird nun eine drehende elektrische Maschine eines Ausführungsbeispiels 3 beschrieben. Zwischen Oberflächen eines Verbindungselements 40 und eines mittleren Gehäuses 11 befindet sich ein Verbindungsgrenzenteil 18. Die drehende elektrische Maschine des Ausführungsbeispiels 3 unterscheidet sich von der des Ausführungsbeispiels 1 insofern, als dass die drehende elektrische Maschine des Ausführungsbeispiels 3 einen zweiten Harzteil 47 hat, der im Verbindungsgrenzenteil 18 eingepasst ist. Außerdem sind in der drehenden elektrischen Maschine des Ausführungsbeispiels 3 ein in einem Raum 16 eingepasstes Luftblasenharz 45 und der zweite Harzteil 47 als eine Einheit verbunden. Es versteht sich, dass daher im Ausführungsbeispiel 3 Bestandteile, die mit denen im Ausführungsbeispiel 1 identisch sind oder ihnen ähneln, mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind und ein sich wiederholender Aufbau und sich wiederholende Merkmale von ihm nicht beschrieben werden, um überflüssige Erläuterungen zu vermeiden. Unten werden verglichen mit dem Ausführungsbeispiel 1 die Unterschiede und wichtigen Punkte im Ausführungsbeispiel 3 beschrieben.
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Im Ausführungsbeispiel 3 ist am Verbindungsgrenzenteil 18 zwischen den Oberflächen eines Flanschteils 40c des Verbindungselements 40 und des mittleren Gehäuses 11 ein Spalt ausgebildet. Der Verbindungsgrenzenteil 18 ist mit dem zweiten Harzteil 47 gefüllt, der aus dem gleichen Harz wie das Luftblasenharz 45 besteht. Der zweite Harzteil 47 wird auf eine abgefaste Fläche 11a der Einlassöffnung 15 aufgebracht, während das Luftblasenharz 45 auf die abgefaste Fläche 11a der Einlassöffnung 15 aufgebracht wird. Das Verbindungselement 40 hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende des Verbindungselements 40 wird durch Presspassung in die Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 eingepasst und daran befestigt. Dann wird eine ausreichende Menge des Luftblasenharzes 45 eingebracht, die genügt, um den gesamten Bereich des Raums 16 zuverlässig damit zu füllen. Außerdem wird eine ausreichende Menge des zweiten Harzteils 47 eingebracht, die genügt, damit der zweite Harzteil 47 aus dem Raum 16 zum Verbindungsgrenzenteil 18 überläuft. Das ist der Fall, wenn das erste Ende des Verbindungselements 40 in die Einlassöffnung 15 eingepasst und daran befestigt wird.
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Wie oben beschrieben wurde, sind das in den Raum 16 eingefüllte Luftblasenharz 45 und der zweite Harzteil 47, der zum Verbindungsgrenzenteil 18 überfließt, als eine Einheit verbunden. In diesem Fall bedeckt der zweite Harzteil 47 nahtlos den gesamten Bereich in Umfangsrichtung des Verbindungsgrenzenteils 18. Der zweite Harzteil 47 fließt genügend zum Verbindungsgrenzenteil 18 über, um ein visuelles Erscheinungsbild seines Zustands überprüfen zu können. Der zweite Harzteil 47, der zum Verbindungsgrenzenteil 18 überfließt, kommt mit Sauerstoff in der Luft in Kontakt und erfüllt keine Aushärtungsbedingung eines anaeroben Klebstoffs. Daher wird der zweite Harzteil 47 durch einen Wärmebehandlungsprozess ausgehärtet. Dabei wird als der zweite Harzteil 47 das gleiche Luftblasenharz 45 eingesetzt, doch es kann auch ein Harz eingesetzt werden, das sich vom Luftblasenharz 45 unterscheidet.
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Gemäß der drehenden elektrischen Maschine des auf diese Weise gebildeten Ausführungsbeispiels 3 werden folglich die gleiche Gestaltung und die gleichen Wirkungen wie im Ausführungsbeispiel 1 erreicht. Im Ausführungsbeispiel 3 sind insbesondere der im Verbindungsgrenzenteil 18 eingefüllte zweite Harzteil 47 und das im Raum 16 eingefüllte Luftblasenharz 45 als eine Einheit verbunden. Daher kann zuverlässiger das Eindringen der korrosiven Flüssigkeit in einen Befestigungsteil des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 verhindert werden. Außerdem kann eine gute Korrosionsbeständigkeit aufrechterhalten werden.
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Außerdem bedeckt der im Verbindungsgrenzenteil 18 eingefüllte zweite Harzteil 47 im Ausführungsbeispiel 3 nahtlos den gesamten Bereich in der Umfangsrichtung des Verbindungsgrenzenteils 18. Daher kann zuverlässiger das Eindringen der korrosiven Flüssigkeit in den Befestigungsteil des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 verhindert werden. Außerdem kann eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit erzielt werden. Darüber hinaus kann der zweite Harzteil 47, der vom Raum 16 zum Verbindungsgrenzenteil 18 überfließt, hinsichtlich seines visuellen Erscheinungsbilds überprüft werden. Durch das visuelle Erscheinungsbild lässt sich leicht bestätigen, dass das Luftblasenharz 45 vollständig in den gesamten Bereich des Raums 16 eingefüllt ist. Daher kann leicht die Qualität der drehenden elektrischen Maschine aufrechterhalten werden.
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Im Ausführungsbeispiel 1 gibt es kein anderes Verfahren als eine zerstörende Prüfung, mit der der Befestigungsteil zerstört und untersucht wird, um festzustellen, dass das Luftblasenharz 45 vollständig im gesamten Bereich des Raums 16 eingefüllt ist. Der Raum 16 ist dadurch ausgebildet, dass er durch den Befestigungsteil des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 umgeben ist. Faktisch kann nicht bestätigt werden, dass das Luftblasenharz 45 vollständig in dem Raum 16 eingefüllt ist. Andererseits kann im Ausführungsbeispiel 3 leicht bestätigt werden, dass das Luftblasenharz 45 vollständig im gesamten Bereich des Raums 16 eingefüllt ist, da das visuelle Erscheinungsbild des zweiten Harzteils 47, der in den Verbindungsgrenzenteil 18 überfließt, überprüft werden kann.
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- Ausführungsbeispiel 4 -
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Unter Bezugnahme auf 11 wird nun eine drehende elektrische Maschine eines Ausführungsbeispiels 4 beschrieben. Die drehende elektrische Maschine des Ausführungsbeispiels 4 unterscheidet sich von der des Ausführungsbeispiels 1 hinsichtlich eines Punktes, der die Menge der Luftblasen 45a betrifft, die im Luftblasenharz 45 enthalten sind. Daher werden im Ausführungsbeispiel 4 Bezugszahlen, die die gleichen wie im Ausführungsbeispiel 1 sind, zu den jeweiligen Elementen hinzugefügt, die mit denen des Ausführungsbeispiels 1 gemeinsam sind, und es wird eine ausführliche Erläuterung weggelassen. Unten werden verglichen mit dem Ausführungsbeispiel 1 die Unterschiede und wichtigen Punkte im Ausführungsbeispiel 4 beschrieben.
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Im Ausführungsbeispiel 4 haftet das Luftblasenharz 45, das in einem Raum 16 eingefüllt ist, der zwischen einem mittleren Gehäuse 11 und einem Verbindungselement 40 ausgebildet ist, sowohl am mittleren Gehäuse 11 als auch am Verbindungselement 40. In diesem Fall hat ein anaerober Klebstoff, der sich größtenteils aus dem Luftblasenharz 45 zusammensetzt, an einer Verbindungsfläche durch Metallwerkstoffe, die dadurch verklebt werden, verschiedene Haftkräfte. Je schwächer eine Haftkraft des anaeroben Klebstoffs an der Verbindungsfläche ist, umso leichter fällt es, die Verbindungsfläche aufgrund von Wärmespannung abzulösen. Eine Verbindungsfläche zwischen dem Luftblasenharz 45 und dem mittleren Gehäuse 11 wird als eine Verbindungsfläche A definiert. Eine Verbindungsfläche zwischen dem Luftblasenharz 45 und dem Verbindungselement 40 wird als eine Verbindungsfläche B definiert. Daher befinden sich im Ausführungsbeispiel 4 die in dem Luftblasenharz 45 enthaltenen Luftblasen 45a in Bezug auf eine Mittellinie L1 hauptsächlich in einer Umgebung auf der Seite einer schwächeren der Haftkräfte der Verbindungsflächen A und B. Die Mittellinie L1 befindet sich im Luftblasenharz 45, und das mittlere Gehäuse 11 und das Verbindungselement 40 haben den gleichen Abstand von der Mittellinie L1. Im Ausführungsbeispiel 4 ist die Haftkraft des mittleren Gehäuses 11, das aus einem auf Aluminium basierendem Metall besteht, schwächer als die des Verbindungselements 40 aus rostfreiem Stahl. Daher befinden sich die Luftblasen 45a hauptsächlich in einer Umgebung des mittleren Gehäuses 11.
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Die Strich-Punkt-Linie L1 ist eine Linie, auf der die Verbindungsfläche A und die Verbindungsfläche B abstandsgleich sind. Wenn das mittlere Gehäuse 11 und das Verbindungselement 40 aus dem gleichen Metallwerkstoff bestehen, wird zusätzlich die Klebefläche berücksichtigt, an der das Luftblasenharz 45 an dem mittleren Gehäuse 11 oder dem Verbindungselement 40 haftet. Es wird daher festgestellt, welche der Haftkräfte der Verbindungsfläche A und der Verbindungsfläche B schwächer ist.
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Gemäß der drehenden elektrischen Maschine des auf diese Weise gebildeten Ausführungsbeispiels 4 werden folglich die gleiche Gestaltung und die gleichen Wirkungen wie im Ausführungsbeispiel 1 erzielt. Insbesondere befinden sich im Ausführungsbeispiel 4 die im Luftblasenharz 45 enthaltenen Luftblasen 45a in Bezug auf die Mittellinie L1 hauptsächlich in der Umgebung auf der Seite der schwächeren von den Haftkräften der Verbindungsflächen A und B. Wenn eine Umgebungstemperatur erhöht ist, wird von den im Luftblasenharz 45 enthaltenen Luftblasen 45a mehr Wärmeausdehnungskraft zur Umgebung der Seite gezogen, deren Haftkraft schwächer ist. Daher kann die Ablösespannung der Verbindungsfläche, deren Haftkraft schwächer ist, reduziert werden. Daher kann das Ablösen der Verbindungsfläche zuverlässiger verringert werden. Dadurch kann zuverlässiger das Eindringen einer korrosiven Flüssigkeit in den Befestigungsteil verhindert werden, und es kann eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit erzielt werden.
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Den Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass sich die Luftblasen 45a vorzugsweise nicht auf der Verbindungsfläche A und der Verbindungsfläche B befinden. Das liegt daran, weil korrosive Flüssigkeit in die Verbindungsfläche eindringen kann, wenn sich die Luftblasen auf der Verbindungsfläche befinden. Dies kann dazu führen, dass eine Korrosion des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 voranschreitet.
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- Andere Ausführungsbeispiele -
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Die Erfindung soll nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein, und es sind verschiedene Abwandlungen möglich, ohne von ihrem Schutzumfang und Grundgedanken abzuweichen.
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Zum Beispiel befindet sich in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Raum 16 auf einer abgefasten Fläche 11a eines mittleren Gehäuses 11. Der Raum 16 ist dadurch ausgebildet, dass er durch den Befestigungsteil des Verbindungselements 40 und des mittleren Gehäuses 11 umgeben ist. Allerdings kann sich der Raum 16 auf einem anderen Bereich als der abgefasten Fläche 11a befinden. Außerdem ist die abgefaste Oberfläche 11a abgeschrägt, damit sie einen flachen Bereich hat. Alternativ kann die abgefaste Oberfläche 11a auch abgerundet sein, damit sie einen gekrümmten Bereich hat.
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Außerdem befindet sich das Verbindungselement 40, das in die Einlassöffnung 15 des mittleren Gehäuses 11 eingepasst und daran befestigt ist, in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen innerhalb des mittleren Gehäuses 11. Allerdings kann die Lage des mittleren Gehäuses 11 und des Verbindungselements 40 bezüglich Innen und Außen auch gegensätzlich angeordnet sein.
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Außerdem wird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen als die drehende elektrische Maschine oben der Fall eines Elektromotors für Fahrzeuge beschrieben. Die Erfindung kann zum Beispiel bei einer beliebigen Maschine angewandt werden, solange die beliebige Maschine wie ein Generator, ein Elektromotor, ein Motor-Generator, Achse und Welle ein drehendes Element hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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