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Die Erfindung betrifft ein Motorengehäuse einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Ein Motorengehäuse für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Antriebsmotor eines Kraftwagens, ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 202 918 A1 oder
DE 10 2011 080 199 A1 bereits bekannt. Diese Motorengehäuse umfassen jeweils ein äußeres Gehäuseteil sowie ein in dem äußeren Gehäuseteil angeordnetes, inneres Gehäuseteil. Zudem weist das Motorengehäuse einen zwischen den Gehäuseteilen angeordneten und durch die Gehäuseteile begrenzten Kühlkanal auf, d.h. einen Kühlmantel, durch welchen ein Kühlmedium zum Kühlen zumindest des Innengehäuseteils strömt.
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Darüber hinaus weisen diese Kühlsysteme zwei Anschlüsse auf, durch die das Kühlmedium, insbesondere das Kühlwasser, einströmt bzw. ausströmt. Für das Einströmen bzw. das Ausströmen sind zudem jeweils endseitig des Kühlkanales ein Sammelkanal bzw. ein Verteilerkanal vorgesehen, so dass sich das Kühlmedium über die gesamte Umfangsfläche bzw. über den gesamten Umfang verteilen kann und durch den hohlzylinderförmigen Kühlkanal/Kühlmantel hindurchströmen kann.
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Bei den Motorengehäusen der beiden oben genannten Druckschriften weist das äußere Gehäuseteil jeweils die Sammel- bzw. Verteilerkanäle auf. Dagegen ist das innere Gehäuseteil als hohlzylinderförmige Hülse mit vergleichsweise dünner Wandstärke ausgebildet.
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Nachteilig bei derartigen Motorengehäusen ist jedoch, dass das äußere Gehäuseteil vergleichsweise dick auszubilden ist und somit vergleichsweise schwer und großvolumig wird. Zugleich ist das vergleichsweise dünnwandige innere Gehäuseteil bei thermischen Belastungen, insbesondere unterschiedlichsten thermischen Belastungen vergleichsweise instabil, so dass sich im Betrieb z.T. Beeinträchtigungen durch thermisch bedingte, unterschiedlichste Verformungen der beiden Gehäuseteile ergeben können, was zu einer nachteiligen Kühlung bzw. Ausbildung des Kühlkanals führen kann.
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Darüber hinaus ist von Nachteil, dass die beiden zylinderförmigen Gehäuseteile bislang mittels spannabhebender Verfahren herzustellen sind.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Motorengehäuse der einleitend genannten Art fertigungstechnisch zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Motorengehäuse der einleitend genannten Art, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend ist wenigstens eine Kühlkanalwand des Innengehäuseelementes und/oder des Außengehäuseelementes in Bezug zu einer Drehachse der elektrischen Maschine und/oder des Innengehäuseelementes und des Außengehäuseelementes wenigstens teilweise in einem spitzen Winkel angeordnet. Das bedeutet, dass diese Wand bzw. wenigstens eine der beiden Kühlkanalwände, d.h. des Innengehäuseelementes und/oder des Außengehäuseelementes, nicht parallel zur Drehachse ausgerichtet bzw. nicht zylinderförmig ausgebildet, sondern im Wesentlichen kegelstumpfförmig bzw. konisch realisiert ist.
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Eine derartige schräge Begrenzung bzw. Wandung des Innengehäuseelementes und/oder des Außengehäuseelementes ist gießtechnisch in vorteilhafter Weise herstellbar. So kann mit einer entsprechenden Konizität bzw. spitzwinkligen Ausrichtung der Wand bzw. Oberfläche/Ummantelung des jeweiligen Elementes die Gussform in vorteilhafter Weise nach dem Erstarren des Gussmaterials, insbesondere des Aluminiums oder eines anderen Leichtmetalls, in vorteilhafter Weise entformt werden.
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In einer bevorzugten Variante, wobei sowohl das Innengehäuseelement als auch das Außengehäuseelement eine spitzwinklige Außen- oder Innenfläche bzw. Mantelfläche aufweisen, d.h. entsprechend kegelstumpfförmig ausgebildet sind, wird ein Kühlkanal generierbar, der entsprechend als Kegelstumpfmantelhülse bzw. Kegelstumpf-Ring realisiert wird. Dieser umfasst hierbei im Wesentlichen über seine gesamte Länge in Richtung Drehachse betrachtet eine gleichmäßige Wandstärke bzw. lichten Querschnitt. Dementsprechend können beide Elemente eine kegelstumpfförmige Wand/Oberfläche aufweisen und in vorteilhafter Weise gusstechnisch hergestellt werden, insbesondere aus Leichtmetall, Stahl oder dergleichen.
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Insbesondere ergibt die gusstechnische Fertigung des Außenteils den Vorteil, dass in den Bereichen, in denen die Gusshaut unbearbeitet verbleibt, eine gute Dichtigkeit gewährleistet ist. Zudem bedeutet der Entfall eine Nachbearbeitung wenigstens in Teilbereichen des Außengehäuses eine deutliche Verringerung des Fertigungsaufwandes.
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In einer besonderen Ausführung der Erfindung wird daher nur noch der Bereich des Zuflusses und des Abflusses für das Kühlmittel mechanisch bearbeitet, um die dichten Anschlüsse der zugehörigen Leitungen zu ermöglichen.
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Vorzugsweise weisen eines der beiden oder sogar beide Gehäuseelemente, d.h. das Innengehäuseelement und/oder das Außengehäuseelement, in vorteilhafter Weise eine der spitzwinklig ausgerichteten Mantelfläche gegenüber angeordnete zweite Mantelfläche auf, die im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.
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So ist vor allem die Innenfläche des Innengehäuseelementes möglichst exakt zylinderförmig auszubilden, da dies in vorteilhafter Weise zur Aufnahme des elektrischen Antriebssystems, insbesondere des Stators mit dem elektrischen Spulensystem oder dergleichen, ausgebildet ist. Üblicherweise sind nämlich handelsübliche Stator-Systeme außen/umfangsseitig zylinderförmig ausgebildet.
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Vorteilhafterweise kann ein Außengehäuseelement vorteilhafte Kühlelemente/-rippen oder dergleichen sowie Anschlussstutzen etc. aufweisen, die in vorteilhafter Weise gusstechnisch, insbesondere mit einem Druckgussverfahren herstellbar sind, insbesondere Leichtmetalllegierungen können hierfür in vorteilhafter Weise verwendet werden.
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Beispielsweise kann das Innengehäuseelement ebenfalls aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt werden, wobei durchaus auch umgeformtes Aluminium oder durchaus auch umgeformter Stahl verwendbar ist, z.B. Fließpress- oder Strangpress-Bauteile.
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Gerade bei einer Materialkombination der beiden Gehäuseelemente von Aluminium bzw. Leichtmetall mit Stahl sind Schweißverfahren wie das Rührreibschweißverfahren oder das Reib-Quetsch-Schweißverfahren oder ähnliche Fügeverfahren zu bevorzugen. Hierdurch wird eine vorteilhafte, insb. vollkommen sowie dauerhaft fluiddichte Verbindung realisierbar.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist von besonderem Vorteil, dass das Motorengehäuse mit dem Innengehäuseelement und dem Außengehäuseelement besonders kostengünstig herstellbar ist und das Kühlsystem mit den Kanälen zuverlässig dicht ist, insbesondere auch bei der Verwendung von zwei stirnseitig bzw. endseitig angebrachten ringförmigen Schweißverbindungen bzw. Schweißnähten.
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Durch die vorteilhafte Verbindung, insb. Verschweißung, der beiden Gehäuseelemente, d.h. innen- und Außengehäuseelement, können in vorteilhafter Weise u.a. zusätzliche Dichtelementen und/oder Verdrehsicherungselemente/-maßnahmen entfallen. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung mit verringertem (konstruktivem) Aufwand.
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Die Ausbildung des Innengehäuseelementes als (nicht gegossenes) Einlegeteil ermöglicht hierfür andere Fertigungsweisen wie beim vorzugsweise gegossenen Außengehäuseelementes. Beispielsweise kann das Innengehäuseelement bei der Fertigung rolliert oder gespannt oder gepresst werden. So können gerade beim Innengehäuseelement weitere Vorteile wie eine höhere Fertigungsgenauigkeit realisiert werden. Dadurch sind z.B. kleine Spaltmaße im Kühlkanal, etc. möglich. Auch eine zylindrische Innenkontur ist dadurch mit großer Genauigkeit möglich.
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Bevorzugt wird die Konizität des Außengehäuses in Bezug zur Konizität des Innengehäuses gegenläufig angeordnet. Hierdurch werden einerseits ein Kühlkanal mit möglichst konstantem lichten Querschnitt sowie andererseits eine zylindrische Ausgestaltung der Innenfläche des Innengehäuses begünstig. Dies gilt besonders bei gleichem Konuswinkel beider Gehäuse.
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Bevorzugt ist wenigstens einer der beiden Ringkanäle als Ausnehmung des Innengehäuseelementes ausgebildet. Mit Hilfe eines derart ausgebildeten Innengehäuseelementes mit einer Ausnehmung, die als Ringkanal für die Verteilung bzw. für das Sammeln des Kühlfluids verwendet wird, kann gerade bei der Verwendung von gegossenen Innengehäuseelementen diese Ausnehmung bzw. der Ringkanal ohne großen Auswand gießtechnisch hergestellt werden. So kann in vorteilhafter Weise ein Leichtmetall für das Innengehäuseelement des erfindungsgemäßen Motorengehäuses verwendet werden, insbesondere Aluminium, Aluminiumlegierung oder dergleichen.
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Zugleich ist das Innengehäuseelement im Bereich der Ausnehmung bzw. des Ringkanals in radialer Richtung betrachtet vergleichsweise dick und somit stabil ausbildbar, so dass keine nachteiligen thermischen Verformungen im Betrieb generiert werden. Dies verbessert die Betriebsweise bzw. die Lebensdauer des Kühlsystems des erfindungsgemäßen Motorengehäuses. Dies ist auch deshalb von besonderem Vorteil, da sich der Ringkanal bzw. der Sammel-/Verteilerkanal vorzugsweise im Endbereich bzw. in der Nähe des stirnseitigen Endabschnittes des Innengehäuseelementes befindet, so dass gerade dieser Endbereich besonders stabil ausgebildet werden kann. So können gegebenenfalls Lagerkräfte der Statoreinheit und/oder Rotoreinheit in vorteilhafter Weise vom erfindungsgemäßen Motorengehäuse aufgenommen werden. Darüber hinaus ist dies z.B. auch für eine stabile und dauerhafte Verbindung des Innengehäuseelementes mit dem Außengehäuseelement von besonderem Vorteil.
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Vorteilhafterweise werden Schweißverfahren zur Verbindung, insbesondere fluiddichten Verbindung, des Innengehäuseelementes mit dem Außengehäuseelement vorgesehen, vorzugsweise am stirnseitigen Endbereich des/der Gehäuseelemente. So können nicht nur besonders gängige Schweißverfahren wie Laser- oder Elektrostrahlschweißverfahren verwendet werden, vielmehr können auch neuere bzw. spezielle Schweißverfahren wie z.B. das sog. „LMD-Schweißen“, d.h. ein Laserauftragsschweißverfahren mit Pulverzusatz, das Reibschweißverfahren bzw. das Reib-Quetsch-Schweißverfahren oder das Rührreibschweißverfahren oder dergleichen verwendet werden. Gerade hierbei sind vergleichsweise dicke Wandungen im Bereich der Schweißstellen bzw. der Endabschnitte der Gehäuseelemente von besonderem Vorteil.
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Zudem ist bei derartigen, neueren bzw. speziellen Schweißverfahren von Vorteil, dass hiermit nicht nur die Langlebigkeit, sondern auch die Dichtigkeit beim Schweißen von Druckgusselementen/-bauteilen gewährleistet ist. So sind bei Druckgusselementen auch (eingeschlossene bzw. von außen nicht sichtbare) Fehlstellen wie Poren, Lunker etc. in unterschiedlichster Größe, Verteilung bzw. Häufigkeit vorhanden, die bei einigen gängigen Schweißverfahren zu Nachteilen, wie ggf. Verlust der Dichtigkeit des Kühlsystems führen könnte.
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Vorzugsweise weist das Außengehäuse wenigstens bereichsweise eine umfangsseitig geschlossene Gusshaut auf, insbesondere wenigstens im fluid-/kühlmediumsführenden Bereich. Dies gewährleistet in diesen Bereichen eine gute Dichtigkeit bei verringertem Fertigungsaufwand durch die Reduzierung der Nachbearbeitung nach dem Gussvorgang.
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Vorteilhafterweise sind der erste Ringkanal als erste Ausnehmung des Innengehäuseelementes und der zweite Ringkanal als zweite Ausnehmung des Außengehäuseelementes ausgebildet. So wird erreicht, dass die Ringkanäle bzw. Ausnehmungen in vorteilhafter Weise auf die beiden Gehäuseteile verteilt werden, was zu einer vorteilhaften bzw. platzsparenden Ausbildung des Motorengehäuses verwendet werden kann.
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Auch kann beispielsweise die erste Ausnehmung des Innengehäuseelementes und die zweite Ausnehmung des Außengehäuseelementes als Verdickung/Aufweitung des Kühlkanales ausgebildet werden. Beispielsweise sind in radialer Richtung betrachtet die lichten Querschnitte der Ringkanäle etwa doppelt so dick wie der lichte Querschnitt des Kühlkanals. Beispielsweise sind die lichten Querschnitte des Ringkanales in radialer Richtung betrachtet ca. 5 mm dick und der lichte Querschnitt des Kühlkanals in radialer Richtung betrachtet ist ca. 2 mm dick.
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Von Vorteil ist eine vergleichsweise große Durchströmungsgeschwindigkeit, die insbesondere auch durch den Druck, mit dem die Kühlflüssigkeit bzw. das Kühlmedium beaufschlagt wird, in vorteilhafter Weise veränderbar/einstellbar ist.
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In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist wenigstens eine erste Wand des ersten Ringkanals oder wenigstens eine zweite Wand des zweiten Ringkanals als Verlängerung einer Kühlkanalwand des Kühlkanals ausgebildet, insbesondere ist die erste oder die zweite Wand im Wesentlichen geradlinig als Verlängerung einer der Kühlkanalwände ausgebildet, d.h. außen- oder innenseitig. Das bedeutet, dass der Kühlkanal bzw. die Kühlkanalwand im Wesentlichen geradlinig sich in den einen der Ringkanäle erstreckt, insbesondere einmal geradlinig an der Außenseite des Kühlkanals oder andererseits an der Innenseite des Kühlkanals. Dementsprechend kann das Innengehäuseelement oder das Außengehäuseelement in vorteilhafter Weise gusstechnisch hergestellt werden, da das jeweilige Element sich im Wesentlichen geradlinig über den Kühlkanalbereich hinaus bis in den Ringkanal hinein erstreckt und gegebenenfalls auch noch bis zum jeweiligen Endbereich/Ende des jeweiligen Elementes hinaus erstreckt.
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Vorteilhafterweise umfasst das Außengehäuseelement wenigstens die erste Wand des ersten Ringkanals und das Innengehäuseelement wenigstens die zweite Wand des zweiten Ringkanals.
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In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung weist die erste Ausnehmung des Innengehäuseelementes und die zweite Ausnehmung des Außengehäuseelementes einen Versatz zum Kühlkanal und/oder zur Kühlkanalwand des Kühlkanals auf. Hiermit wird eine vorteilhafte Aufweitung des Kühlkanals zu einem Ringkanal im Sinn der Erfindung in vorteilhafter Weise realisierbar. So durchströmt das Kühlmedium den Ringkanal, d.h. in den Verteilkanal im Sinn der Erfindung, kontinuierlich in den Kühlkanal hinein und vorzugsweise wiederum aus diesem Kühlkanal heraus in den zweiten/anderen Ringkanal hinein, d.h. in den Sammelkanal im Sinn der Erfindung.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigt:
- 1 einen schematischen Querschnitt durch eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Motorengehäuse,
- 2 einen ersten, schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus 1,
- 3 einen zweiten, schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus 1 und
- 4 eine schematische, perspektivische Darstellung in teilweise geschnittener Ansicht der elektrischen Maschine gemäß 1.
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In 1 ist eine elektrische Maschine 1 mit einem Motorengehäuse 2 gemäß der Erfindung schematisch im Querschnitt geschnitten dargestellt. Hierbei wird deutlich, dass eine Rotoreinheit 3 zentral innerhalb einer Statoreinheit 4 angeordnet ist. Dieses elektromagnetische Antriebssystem der elektrischen Maschine 1 bzw. des Elektromotors 1 umfasst darüber hinaus umfangsseitig ein Motorengehäuse 2 gemäß der Erfindung.
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Das Motorengehäuse 2 weist hierbei ein Außengehäuseelement 5 sowie ein Innengehäuseelement 6 im Sinn der Erfindung auf.
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Darüber hinaus ist die Rotoreinheit 3 mittels einer schematisch dargestellten Lagerstelle 7 stirnseitig gelagert. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die zweite Lagerstelle auf der gegenüberliegenden Seite nicht näher dargestellt. Zur stabilen Lagerung der Lagerstelle 7 weist das äußere Motorengehäuseelement 5 einen stirnseitig angeordneten Flansch 8 auf. Somit ist das äußere Gehäuseelement 5 als „Becherelement“ ausgebildet, d.h. quasi ein Zylindermantel mit einem „Boden“, was gusstechnisch insbesondere mittels Druckgussverfahren oder dergleichen in vorteilhafter Weise herstellbar ist und zugleich eine stabile und exakte Lagerung der Rotoreinheit 3 mittels der Lagerstelle 7 ermöglicht.
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Vor allem in den vergrößerten Ausschnitten A bzw. B gemäß den 2 und 3 wird deutlich, dass sich zwischen den beiden Gehäuseteilen 5, 6 ein Kühlkanal 9 befindet, wobei jeweils zwei Anschlüsse 10 bzw. 11 zur Zu- bzw. Ableitung des nicht näher dargestellten Kühlfluids, insbesondere Kühlwassers vorgesehen sind. Im Bereich der Anschlüsse 10, 11 weist das Motorengehäuse 2 zudem eine Sammelleiste bzw. jeweils einen Ringkanal 12, 13 im Sinn der Erfindung auf, die einerseits zur Verteilung des Kühlmediums bzw. des Kühlfluids und andererseits zum Sammeln des Kühlmediums bzw. des Kühlfluids vorgesehen sind.
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Wie in den 2 bzw. 3 deutlich wird, weist ein Ringkanal 12 bzw. 13 etwa eine doppelt so große lichte Querschnittsdicke in radialer Richtung betrachtet auf, wie der lichte Querschnitt des Kühlkanals 9 ausgebildet ist. Das Kühlmedium bzw. die Kühlflüssigkeit fließt somit von einem Anschluss 10, 11 in einen der beiden Ringkanäle 12, 13 ein und in axialer Richtung längs des Kühlkanales 9 zum jeweils gegenüberliegenden Ringkanal 12, 13 und durch diesen in radialer Richtung hinaus durch den entsprechenden Anschluss 10 bzw. 11. Hierfür ist eine Wand 17, 18 des/der Ringkanäle 12, 13 als im Wesentlichen geradlinige Verlängerung einer Kühlkanalwand 16 ausgebildet, d.h. insbesondere im Längs- bzw. Querschnitt betrachtet, z.B. geschnitten entlang der Drehachse D. Auf der jeweils gegenüberliegenden Seite dieser geradlinigen Wandverlängerung weist der jeweilige Ringkanal 12, 13 einen Versatz 19 bzw. Absatz 19 auf, um die Ausnehmung 12, 13 im Sinn der Erfindung zu verwirklichen.
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Vor allem in den 2 und 3 werden diese „Verlängerungen“ des Kühlkanals 9 im Sinn der Erfindung in die jeweiligen Ringkanäle 12, 13 bzw. Ausnehmungen 12, 13 deutlich. So ist in der Variante gemäß 2 im Sinn der Erfindung die innere Wand 18 bzw. Ringkanal-Innenwand 18 als im Wesentlichen geradlinige Verlängerung der inneren Kühlkanalwand 16 bzw. Kühlkanal-Innenwand 16 ausgebildet, wobei beide „Innenwände“ 16, 18 die Wandung des Innengehäuseelementes 6 sind. Das heißt, dass hier ein Abschnitt einer ringförmigen Ober-/ Außenfläche des Innengehäuseelementes 6 die Innenwände einerseits des Ringkanals 12 und andererseits des Kühlkanals 9 bilden.
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Dagegen ist in der Variante gemäß 3 im Sinn der Erfindung die äußere Wand 17 bzw. Ringkanal-Außenwand 17 als im Wesentlichen geradlinige Verlängerung der äußere Kühlkanalwand 16 bzw. Kühlkanal-Außenwand 16 ausgebildet, wobei beide „Außenwände“ 16, 17 die Wandung des Außengehäuseelementes 5 sind. Das heißt, dass hier ein Abschnitt einer ringförmigen Ober-/Innenfläche des Außengehäuseelementes 5 die Außenwände einerseits des Ringkanals 13 und andererseits des Kühlkanals 9 bilden.
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Beispielhaft weist das Innengehäuseelement 6 zur Ausbildung eines der beiden Ringkanäle 13 eine Ausnehmung 13 auf, wie dies vor allem in 3 verdeutlicht wird.
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Gemäß der Erfindung ist/sind die Mantelfläche(n) 16 bzw. die Wandstärke des Innengehäuseelementes 6 konisch bzw. keilförmig ausgebildet und vorzugsweise im Bereich des Ringkanals 13 dicker als im Bereich des Kühlkanals 9. Das bedeutet, dass der Kühlkanal 9 bzw. vorliegend beide Mantelflächen 16 (Innenfläche 16 des Außengehäuseelementes 5 sowie Außenfläche 16 des Innengehäuseelementes 6) im Sinn der Erfindung in einem spitzen Winkel zur Drehachse D ausgerichtet ist/sind. Dieser spitze Winkel ist vorzugsweise zwischen ca. 0,5° und 5°, insb. zwischen 1° und 3°, ausgebildet.
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Im Bereich des/der stirnseitigen Endabschnitte des Innengehäuseelementes 6 ist in vorteilhafter Weise jeweils eine nicht näher dargestellte Schweißnaht 14, 15 zur Verbindung des Innengehäuseelementes 6 mit dem Außengehäuseelement 5 vorgesehen. Hierbei ist im Endbereich bzw. für die Verbindung/Schweißnaht 14,15 jeweils ein vorteilhaftes Anfasen des Innengehäuseelementes 6 und/oder des Außengehäuseelementes 5 von Vorteil, d.h. insbesondere ein (spanender) Fräs- bzw. Drehbearbeitungsvorgang zur Ausbildung einer möglichst exakt runden Oberfläche bzw. Passung der beiden Gehäuseelemente 5, 6. Dies ist vor allem deshalb von großem Vorteil, um eine konzentrische Lagerung der Rotoreinheit 3 zu realisieren.
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Dagegen ist gemäß der Erfindung im Bereich der Ringkanäle 12, 13 bzw. des Kühlkanals 9 und/oder im Bereich zwischen den beiden Ringkanälen 12, 13, d.h. in vorteilhafter Weise im fluidführenden Bereich, keine spannende Nachbearbeitung der jeweiligen Oberflächen vorgesehen bzw. notwendig, so dass bei einer gusstechnischen Herstellung des Innengehäuseelementes 6 bzw. Außengehäuseelementes 5 die Gusshaut bzw. die Kühlkanalflächen/Mantelflächen 16 des jeweiligen Materials, insbesondere des Leichtmetalls wie einer Aluminiumlegierung oder dergleichen, nicht verändert bzw. beeinträchtigt wird und somit auch die Dichtigkeit des jeweiligen Elementes 5, 6 nicht beeinträchtigt wird. Bei einer spannenden Bearbeitung könnte ansonsten ein Gussfehler wie z.B. Poren oder Lunker etc. freigelegt werden oder dergleichen, so dass durchaus Undichtigkeiten entstehen könnten. Dies wird gemäß der Erfindung wirkungsvoll unterbunden.
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Zur vorteilhaften Herstellung einer vollständigen Dichtigkeit zwischen den beiden Gehäuseelementen 5, 6 ist zusätzlich zur stirnseitigen Schweißnaht 14 bzw. zum Endbereich 14 auf der der Stirnseite gegenüberliegenden Seite ebenfalls eine Schweißnaht 15 bzw. ein Schweißbereich 15 vorzusehen. Das bedeutet, dass auch am zweiten stirnseitigen Ende des Innengehäuseelementes 6 eine Schweißnaht, vollumfänglich, d.h. über 360 Grad ringförmig hergestellt wird, so dass zwischen den beiden Schweißnähten 14, 15 das Kühlfluid vollkommen abgedichtet strömen kann.
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So ist nochmals besonders hervorzuheben, dass erfindungsgemäß der Kühlkanal 9 nicht parallel zur zentralen Drehachse D des Elektromotors 1 ausgerichtet ist, sondern spitzwinklig ausgerichtet ist. Dies wird vor allem in 1 deutlich. Dementsprechend ist die äußere Mantel-/Oberfläche 16 des Innengehäuseelementes 6 spitzwinklig zur zentralen Drehachse D angeordnet, ebenso wie die innere Mantel-/Oberfläche 16 des äußeren Gehäuseelementes 5. Da die beiden Oberflächen 16 vorzugsweise mit dem gleichen spitzen Winkel gegenüber der Drehachse D ausgerichtet sind, ist der Kühlkanal 9 gleichmäßig dick über die gesamte Länge in Richtung der Drehachse D betrachtet ausgebildet, so dass eine vorteilhafte Durchströmung realisierbar ist. Zudem ist weist der Kühlkanal 9 dementsprechend ebenfalls eine Ausrichtung in einem spitzen Winkel in Bezug zur Drehachse D auf.
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Die spitzwinklige bzw. kegelstumpfförmige Ausbildung des ringförmigen Kühlkanals 9 bzw. der beiden Mantel-/Oberflächen 16 der beiden Gehäuseelemente 5, 6 ermöglicht gemäß der Erfindung eine vorteilhafte gießtechnische Herstellung der beiden Elemente 5, 6 des Motorengehäuses 2. So kann eine Gießform entsprechend konisch bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet werden, so dass nach dem Erstarren der Elemente 5 bzw. 6 diese in vorteilhafter Weise aus der jeweiligen Gussform herausgenommen werden kann.
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Wie in 1 zudem deutlich wird, ist die Innenseite bzw. die innere Oberfläche des Innengehäuseelementes 6 zylinderförmig bzw. nicht-konisch ausgebildet, so dass ein zylinderförmiger Stator bzw. eine zylinderförmige Statoreinheit 4 in vorteilhafter Weise in das Motorengehäuse 2 bzw. in das Innengehäuseelement 6 eingefügt werden kann.
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Durch die konische Ausrichtung/Ausbildung des Kühlkanals 9 ergibt sich, dass das Motorengehäuse 2, das vorzugsweise auch an der äußeren Oberfläche im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und gegebenenfalls ohne nähere Darstellung auch Kühlelemente bzw. Kühlrippen oder dergleichen aufweist, eine Änderung an der Wandstärke des äußeren Gehäuseelementes 5 als auch eine Änderung der Wandstärke des inneren Gehäuseelementes 6 verwirklicht. So ist die Ausnehmung 13 des Innengehäuseelementes 6 in vorteilhafter Weise auf der stirnseitigen Seite des Gehäuseelementes 6 mit der dicken Wandstärke anzuordnen, so dass die Ausnehmung 13 bzw. die Nut 13 platzsparend realisierbar ist. Entsprechendes gilt für die Ausnehmung bzw. Nut 12 des äußeren Gehäuseelementes 5 auf der gegenüberliegenden Seite, bei der die Wandstärke entsprechend dicker ausgebildet ist. Auch hier kann die Ausnehmung 12 bzw. Nut 12 des äußeren Gehäuseelementes 5 platzsparend realisiert werden und zudem mit einem Anschluss 10 versehen werden.
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So kann gerade bei der Verwendung von gusstechnisch hergestellten Elementen des Motorengehäuses 2 durch die erfindungsgemäße, wenigstens teilweise konische Ausbildung der beiden Gehäuseelemente 5, 6 und/oder durch die Anordnung bzw. Ausbildung der Ringkanäle 12, 13 einerseits am Innengehäuseelement 6 und andererseits am Außengehäuseelement 5 eine fertigungstechnisch vorteilhafte, kostengünstige, platzsparende und leichte Bauweise und zudem stabile Ausführung zur Lagerung der Statoreinheit 4 sowie der Rotoreinheit 3 realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 2
- Motorengehäuse
- 3
- Rotoreinheit
- 4
- Statoreinheit
- 5
- Gehäuseelement
- 6
- Gehäuseelement
- 7
- Lagerstelle
- 8
- Stirnseite
- 9
- Kühlkanal
- 10
- Anschluss
- 11
- Anschluss
- 12
- Ringkanal
- 13
- Ringkanal
- 14
- Schweißstelle
- 15
- Schweißstelle
- 16
- Kühlkanalwand
- 17
- Wand
- 18
- Wand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015202918 A1 [0002]
- DE 102011080199 A1 [0002]
