DE102017222227A1

DE102017222227A1 - Electric machine for a drive train of a motor vehicle with a stator seal arrangement

Info

Publication number: DE102017222227A1
Application number: DE102017222227.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Markow; Gerlad Viernekes
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-06-13
Also published as: WO2019110227A1

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine (10) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Stator (12) beschrieben, der mit einem Statorträger (30) in einem Gehäuse (16) festgelegt ist, welches einen zylindrischen Wandungsbereich (16a) und einem Radialwandbereich (16b) aufweist. Der Statorträger (30) umfasst einen Befestigungsabschnitt (32) mit axialen Durchgangsöffnungen (32a) und mit einer trägerseitigen Anlagefläche (32b), welche sich in Anlage an einer gehäuseseitigen Anlagefläche (16c) befindet. Dabei ist der Statorträger (30) an dem Gehäuse (16) mittels axialer Befestigungsmittel (34) fixiert, welche durch die Durchgangsöffnungen (32a) hindurchtreten und die mit einem Befestigungsmittelkopf (34a) an einer Kopfanlagefläche (32c) des Statorträgers (30) anliegen. Die Erfindung sieht zwischen dem Statorträger (30) und dem Radialwandbereich (16b) des Gehäuses (16) einen ersten Stator-Dichtbereich (48) mit einem ersten Stator-Dichtelement (50) vor, welches sich entlang einer Einführrichtung (M) des Statorträgers (30) betrachtet statorseitig an einer vorderen Stirnseite (12a) oder an einer Position axial zwischen der Kopfanlagefläche (32c) der Befestigungsmittel (34) und der vorderen Stirnseite (12a) des Statorträgers (30) befindet.The invention relates to an electric machine (10) for a drive train of a motor vehicle with a stator (12) which is fixed to a stator carrier (30) in a housing (16) having a cylindrical wall region (16a) and a radial wall region (16b). having. The stator support (30) comprises a fixing section (32) with axial passage openings (32a) and with a support-side contact surface (32b), which is in contact with a housing-side contact surface (16c). In this case, the stator (30) on the housing (16) by means of axial fastening means (34) which pass through the through holes (32a) and which abut with a fastener head (34a) on a head bearing surface (32c) of the stator (30). The invention provides between the stator carrier (30) and the radial wall region (16b) of the housing (16) a first stator sealing region (48) with a first stator sealing element (50) which extends along an insertion direction (M) of the stator carrier (30). 30) is stator-sided on a front end face (12a) or at a position axially between the head abutment surface (32c) of the attachment means (34) and the front end face (12a) of the stator support (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie diese bereits mit der US 2015/0130311 A1 bekannt geworden ist.The invention relates to an electrical machine for a drive train of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1, as this already with the US 2015/0130311 A1 has become known.

Die Erfindung stellt sich davon ausgehend die Aufgabe, eine elektrische Maschine bereitzustellen, bei welcher ein in einem Maschinengehäuse angeordneter Stator gegenüber einer Umgebung im Wesentlichen fluiddicht angeordnet ist.On the basis of this, the object of the invention is to provide an electrical machine in which a stator arranged in a machine housing is arranged substantially fluid-tight with respect to an environment.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmbar.The above object is achieved by a generic electric machine with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims and the following description of the figures removed.

Demnach wird eine elektrische Maschine für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, welche einen Stator mit einem zylindrischen Statorträger und ein Gehäuse mit einem zylindrischen Wandungsbereich und einem Radialwandbereich umfasst, wobei der Stator in einem Aufnahmeraum des Gehäuses angeordnet ist. Dabei weist der Statorträger einen Befestigungsabschnitt mit axialen Durchgangsöffnungen und eine trägerseitige Anlagefläche auf, welche sich in Anlage an einer einen Axialanschlag bildenden gehäuseseitigen Anlagefläche befindet. Der Statorträger ist von der dem Radialwandbereich abgewandten Axialseite in das Gehäuse eingeführt und mittels axialer Befestigungsmittel festgelegt, welche durch die Durchgangsöffnungen hindurchtreten und die mit einem Befestigungsmittelkopf zumindest mittelbar einer Kopfanlagefläche des Statorträgers anliegen.Accordingly, an electric machine for a drive train of a motor vehicle is proposed which comprises a stator with a cylindrical stator carrier and a housing with a cylindrical wall region and a radial wall region, wherein the stator is arranged in a receiving space of the housing. In this case, the stator has a mounting portion with axial passage openings and a carrier-side contact surface, which is in abutment against an axial stop forming the housing-side contact surface. The stator is introduced from the radial wall region facing away from the axial side into the housing and fixed by means of axial fastening means which pass through the through holes and which abut with a fastener head at least indirectly a head bearing surface of the stator.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich die elektrische Maschine dadurch aus, dass zwischen dem Statorträger und dem Radialwandbereich des Gehäuses ein erster Dichtbereich mit einem ersten Stator-Dichtelement vorgesehen ist, wobei sich das erste Stator-Dichtelement entlang einer Einführrichtung des Statorträgers betrachtet statorseitig an der vorderen Stirnseite des Stators bzw. des Statorträgers oder an einer Position axial zwischen der Kopfanlagefläche der Befestigungsmittel und der vorderen Stirnseite des Statorträgers befindet.According to the invention, the electrical machine is characterized in that between the stator and the radial wall portion of the housing, a first sealing region is provided with a first stator sealing element, wherein the first stator sealing element viewed along an insertion of the stator carrier stator on the front end side the stator or the stator carrier or at a position axially between the head contact surface of the fastening means and the front end side of the stator carrier.

Das Gehäuse der elektrischen Maschine kann dabei insgesamt topfförmig ausgebildet sein, wobei der Radialwandbereich einen Gehäuseboden mit einem zentralen Öffnungsbereich zum Hindurchführen einer Rotorwelle eines Rotors ausbilden kann. Der Radialwandbereich kann alternativ auch innerhalb der axialen Erstreckung des Gehäuses, insbesondere durch eine Durchmesserstufe realisiert sein. Der Stator kann somit von der offenen, das heißt der dem Radialwandbereich axial gegenüberliegenden Seite in das Gehäuse eingeschoben werden und insbesondere mittels mehrerer Schraubbolzen befestigt werden. Diese Schraubbolzen können am Statorträger in üblicher Weise axial durch Durchgangsöffnungen hindurchgeführt und an dem Gehäuse eingeschraubt werden. Der Stator kann somit lösbar in dem Gehäuse festgelegt werden. Der Befestigungsabschnitt des Statorträgers kann sich axial über etwa die Gesamtlänge oder nur lediglich über einen Teil der Länge erstrecken. Der Befestigungsabschnitt des Statorträgers kann als ein Radialflansch mit axialen Durchgangsöffnungen vorliegen. Der Außendurchmesser des Statorträgers kann insbesondere kleiner sein als der Innendurchmesser des Gehäuses, wobei zwischen diesen Elementen ein radialer, sich axial erstreckender Raumbereich vorgesehen sein kann.The housing of the electric machine can be designed overall cup-shaped, wherein the radial wall portion can form a housing bottom with a central opening portion for passing a rotor shaft of a rotor. The radial wall region can alternatively also be realized within the axial extension of the housing, in particular by a diameter step. The stator can thus be inserted from the open, that is, the radial wall region axially opposite side into the housing and in particular be fastened by means of a plurality of bolts. These bolts can be passed axially through through holes on the stator in the usual way and screwed to the housing. The stator can thus be releasably fixed in the housing. The attachment portion of the stator support may extend axially over about the entire length or only over part of the length. The attachment portion of the stator carrier may be present as a radial flange with axial passage openings. The outer diameter of the stator carrier may in particular be smaller than the inner diameter of the housing, wherein a radial, axially extending space region may be provided between these elements.

Das bei dieser Anordnung vorgesehene erste Stator-Dichtelement kann ein Hindurchtreten von Fluid von der Außenseite des Gehäuses oder von einem zwischen dem Gehäuse und dem Stator gegebenenfalls vorhandenen Zwischenraum durch den Radialwandbereich oder in die entgegengesetzte Richtung verhindern. Das erste Stator-Dichtelement kann axial und/oder radial zwischen den Partnern eingesetzt sein und axial und/oder radial wirken. Dieses Dichtelement kann insbesondere an einem der Partner, d.h. an dem Statorträger oder an dem benachbarten Radialwandbereich des Gehäuses festgelegt sein. Das vorgesehene erste Dichtelement kann auch einen Ausgleich von axialen Fertigungs- und Montagetoleranzen von bzw. zwischen Gehäuse und Statorträger bewirken.The first stator sealing member provided in this arrangement can prevent passage of fluid from the outside of the housing or from any clearance existing between the housing and the stator through the radial wall portion or in the opposite direction. The first stator sealing element can be inserted axially and / or radially between the partners and act axially and / or radially. This sealing element may in particular be attached to one of the partners, i. be fixed to the stator or to the adjacent radial wall portion of the housing. The intended first sealing element can also cause a compensation of axial manufacturing and assembly tolerances of or between the housing and the stator.

Der Radialwandbereich kann beispielsweise als eine Trennwand eines ölgefüllten Getriebes, insbesondere eines Gangwechselgetriebes ausgebildet sein, wobei der Rotor der elektrischen Maschine mit einer durch den Radialwandbereich hindurchgeführten Getriebewelle verbunden sein oder diese selbst ausbilden kann. Auch kann ein beispielsweise innerhalb des Stators durch eine Zentralausnehmung ausgebildeter Aufnahmeraum des Rotors mit einem Kühl- und/oder Schmiermittel, etwa einem Öl gefüllt sein, welches daran gehindert wird, diesen Nassraum zu verlassen und in den mittels der Dichtung abgetrennten Raum einzutreten und diesen zu passieren. Die elektrische Maschine kann vorzugsweise in Innenläuferbauart mit einem innerhalb des Stators drehbar gelagerten Rotor ausgeführt sein, wobei grundsätzlich auch andere Bauweisen, z.B. eine Innenläuferbauart, möglich sind.The radial wall region can be formed, for example, as a partition wall of an oil-filled transmission, in particular a gear change transmission, wherein the rotor of the electric machine can be connected to a guided through the radial wall portion gear shaft or this form itself. Also, a receiving space of the rotor formed, for example, within the stator by a central recess may be filled with a coolant and / or lubricant, such as an oil, which is prevented from leaving this wet space and entering the space separated by the gasket and closing it happen. The electric machine may preferably be designed in internal rotor type with a rotatably mounted inside the stator, wherein in principle also other constructions, e.g. an internal rotor type, are possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei der elektrische Maschine vorgesehen sein, den Befestigungsabschnitt und den ersten Dichtbereich räumlich separat auszuführen. Das heißt insbesondere, dass der erste Dichtbereich außerhalb eines zur Befestigung des Statorträgers ausgebildeten Kraftflusses von Befestigungsmittel, Statorträger und Gehäuse ausgeführt sein kann.According to an advantageous embodiment may be provided in the electrical machine to perform the attachment portion and the first sealing area spatially separately. That means in particular that the first sealing area outside a designed for attachment of the stator carrier power flow of fasteners, stator and housing can be performed.

Eine auf den ersten Stator-Dichtbereich wirkende Kraft bzw. ein Anpressdruck kann somit in dessen wirksamen Betrag von einer im Befestigungsbereich wirkenden Fügekraft bzw. einen dort wirkenden Anpressdruck entkoppelt werden. Beim Fixieren des Statorträgers mittels einer Schraubverbindung wird zwar gleichfalls ein Anpressdruck auf den besagten Dichtbereich erzeugt, jedoch kann dieser vergleichsweise gering sein. Ein Dichtspalt für das dort eingesetzte erste Stator-Dichtelement kann so dimensioniert werden, dass bei einem maximalen Anpressdruck im Befestigungsbereich dieses Stator-Dichtelement, beispielweise in Form einer elastischen Ringdichtung, nicht über dessen Bestimmung hinausgehend beansprucht und in Folge dadurch vor einer Beschädigung bei der Montage bewahrt wird.A force acting on the first stator sealing area or a contact pressure can thus be decoupled in its effective amount from a joining force acting in the fastening area or a contact pressure acting there. Although fixing the stator carrier by means of a screw connection also produces a contact pressure on said sealing region, this can however be comparatively small. A sealing gap for the first stator sealing element used there can be dimensioned so that at a maximum contact pressure in the mounting area of this stator sealing element, for example in the form of an elastic ring seal, not beyond the determination thereof claimed and as a result, from damage during assembly is preserved.

Im Rahmen einer Ausführungsform kann das erste Stator-Dichtelement eine axiale Ringdichtung umfassen. Eine solche Ringdichtung bzw. ein solcher Dichtring kann bevorzugt am axialen einführseitigen Endbereich des Stators, insbesondere des Statorträgers fixiert sein und bei der Montage des Stators innerhalb des Gehäuses in Anlage zu dem Radialwandbereich gelangen und mit einer dort ausgebildeten Dichtfläche zusammenwirken. Zu diesem Zweck kann das erste Stator-Dichtelement eine oder mehrere elastische Dichtlippen aufweisen.In one embodiment, the first stator sealing element may comprise an axial ring seal. Such a ring seal or such a sealing ring may preferably be fixed to the axial insertion-side end region of the stator, in particular of the stator carrier and, during assembly of the stator, come into contact with the radial wall region within the housing and cooperate with a sealing surface formed there. For this purpose, the first stator sealing element may have one or more elastic sealing lips.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht am Statorträger eine einen Rotor-Aufnahmeraum darstellende Zentralausnehmung vor, welche an der dem Radialwandbereich des Gehäuses abgewandte Stirnseite der elektrischen Maschine durch ein Verschlusselement im Wesentlichen fluiddicht verschlossen ist. Das Verschlusselement kann als Deckel ausgebildet sein, welcher die Zentralausnehmung und den Statorinnenraum dichtend abschließt. Bevorzugt ist in einem radial äußeren Bereich zwischen dem Verschlusselement und dem Statorträger ein Dichtelement vorgesehen. Des Weiteren kann ebenso in einem radial inneren Bereich an einer inneren Zentralausnehmung des Verschlusselementes ein Dichtelement vorgesehen sein, um damit eine dort hindurchtretende Rotorwelle und ggf. gegenüber einem Durchtritt eines Kühl- oder Schmierfluids zu dichten.A further development of the invention provides on the stator support for a rotor receiving space performing central recess, which is closed at the radial wall portion of the housing remote from the end face of the electric machine by a closure element substantially fluid-tight. The closure element may be formed as a lid which seals the central recess and the stator interior. Preferably, a sealing element is provided in a radially outer region between the closure element and the stator. Furthermore, a sealing element may also be provided in a radially inner region on an inner central recess of the closure element in order to seal a rotor shaft passing there and, if appropriate, against a passage of a cooling or lubricating fluid.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Statorträger einen Fluid-Kühlmantel aufweisen und zwei Mantelelemente umfassen, die zwischen sich einen Kühlkanal ausbilden und die unter Einbeziehung eines ersten Mantel-Dichtelements zueinander gefügt sind. Das erste Stator-Dichtelement und das erste Mantel-Dichtelement können dabei bevorzugt stofflich zusammenhängend als ein gemeinsames Dichtelement ausgeführt sein.According to one development of the invention, the stator carrier can have a fluid cooling jacket and comprise two jacket elements which form a cooling channel between them and which are joined to one another with the inclusion of a first jacket-sealing element. The first stator-sealing element and the first jacket-sealing element can preferably be designed as a common sealing element in a materially coherent manner.

Der Fluid-Kühlmantel des Stators kann gegenüber einem alternativen Aufbau des Kühlmantels, welcher einen Gehäusewandbereich einbezieht, somit unabhängig vom Gehäuse der elektrischen Maschine dargestellt und bereits vor dem Einbau des Stators in dessen Gehäuse auf Dichtheit geprüft werden. Im montierten Zustand des Stators können durch gegebenenfalls vorhandene diverse Gehäuseöffnungen Fluide oder Dämpfe unerwünscht in einen Zwischenraum eintreten. Diese werden durch die vorgesehene Dichtungsanordnung in diesem Raum eingeschlossen und an einer weiteren Ausbreitung durch den Radialwandbereich hindurch gehindert. Ein Getriebeinnenraum mit dort vorgesehenen Zahnradanordnungen und Kupplungen und der vorgenannte Aufnahmeraum der elektrischen Maschine können auf diese Weise bei Bedarf als ein gemeinsamer Fluidraum ausgebildet sein. Der Innenraum der elektrischen Maschine kann alternativ jedoch auch als ein Trockenraum ausgebildet und gegenüber dem Nassraum des Getriebes abgedichtet sein.The fluid cooling jacket of the stator can thus be compared with an alternative construction of the cooling jacket, which includes a housing wall area, independently of the housing of the electric machine and tested for leaks before installation of the stator in the housing. In the mounted state of the stator fluids or vapors may undesirably enter into a gap by optionally existing various housing openings. These are enclosed by the intended sealing arrangement in this space and prevented from further propagation through the radial wall area. A transmission interior space provided there with gear arrangements and couplings and the aforementioned receiving space of the electric machine can be formed in this way, if necessary, as a common fluid space. Alternatively, however, the interior of the electrical machine can also be designed as a drying space and sealed off from the wet space of the transmission.

Optional kann radial zwischen dem Stator und dem Gehäuse ein sich in Axialrichtung erstreckender Aufnahmeraum ausgebildet sein, in welchem insbesondere elektrischer Installationskabel angeordnet sein können, welcher auf einer Axialseite durch das Stator-Dichtelement und auf der anderen Axialseite durch ein zweites Stator-Dichtelement im Wesentlichen fluiddicht abgeschlossen ist. Das erste und das zweite Stator-Dichtelement sind somit Bestandteile einer Stator-Dichtanordnung. Es wird auf diese Weise bevorzugt ein radial außerhalb des Stators liegender Raum, insbesondere ein Trockenraum ausgebildet, in dem elektrische Installationskabel der elektrischen Maschine und/oder einer Getriebesteuerung, zum Beispiel Leistungsanschlusskabel zur Verbindung des Stators und/oder elektrische Signalleitungen geschützt verlegt und angeordnet werden können.Optionally, a receiving space extending in the axial direction can be formed radially between the stator and the housing, in which in particular electrical installation cables can be arranged, which are substantially fluid-tight on one axial side by the stator sealing element and on the other axial side by a second stator sealing element is completed. The first and the second stator sealing element are thus components of a stator sealing arrangement. It is in this way preferably a lying radially outside of the stator space, in particular a drying space formed in the electrical installation cable of the electric machine and / or a transmission control, for example, power connection cable for connecting the stator and / or electrical signal lines protected laid and arranged ,

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten Ausführungsform beispielhaft erläutert.The invention will be explained by way of example with reference to an embodiment shown in the figures.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer in einem Gehäuse festgelegten elektrischen Maschine mit einer Statordichtungsanordnung.

Show it:

1 a schematic representation of an electrical machine defined in a housing with a Statordichtungsanordnung.

Die Figur zeigt eine elektrische Maschine 10 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Stator 12 und mit einem Rotor 14, welche vorliegend in einem als Getriebeglocke ausgebildeten Gehäuse 16 angeordnet ist. Die elektrische Maschine 10 ist dabei in Innenläuferbauart ausgeführt, wobei der Rotor 14 innerhalb eines von einem Statorträger 30 gebildeten zentralen Rotor-Aufnahmeraums 18 aufgenommen und dort mittels eines Rotorträgers 20 und einer Rotorwelle 22 in einer einem Fachmann an sich bekannter Weise drehbar gelagert ist. Der Statorträger 30 ist hohlzylindrisch aus einem Stahl- oder Aluminiumwerkstoff ausgeführt und mehrfach im Durchmesser gestuft, an dessen Innenumfangsfläche 30a ein Statorblechpaket 24 mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Statorwicklung angeordnet ist und wobei das Statorblechpaket 24 dem Rotor 14 unter Ausbildung eines Luftspalts 26 radial gegenüberliegt. Die elektrische Maschine 10 kann beispielsweise als eine permanenterregte Synchronmaschine, als Asynchronmaschine oder in einer sonstigen bekannten Bauart ausgeführt sein, was jedoch für die vorliegende Erfindung unerheblich ist.The figure shows an electric machine 10 for a drive train of a motor vehicle with a stator 12 and with a rotor 14 , Which present in a housing designed as a bell housing 16 is arranged. The electric machine 10 is designed in internal rotor design, the rotor 14 within one of a stator 30 formed central rotor receiving space 18 recorded and there by means of a rotor carrier 20 and a rotor shaft 22 in a professional in a known manner is rotatably mounted. The stator carrier 30 is hollow cylindrical made of a steel or aluminum material and stepped several times in diameter, on the inner peripheral surface 30a a stator core 24 is arranged with a stator winding, not shown in the drawing, and wherein the stator lamination stack 24 the rotor 14 forming an air gap 26 radially opposite. The electric machine 10 may for example be designed as a permanent magnet synchronous machine, as an asynchronous machine or in any other known type, but this is irrelevant to the present invention.

Das Gehäuse 16 ist zur Aufnahme des Statorträgers 30 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 16a mit einem inneren, zumindest abschnittweise zylindrischen Wandungsbereich 161a ausgeführt, welcher einen Stator-Aufnahmeraum 28 definiert.The housing 16 is for receiving the stator carrier 30 with a substantially cylindrical section 16a with an inner, at least partially cylindrical wall area 161a executed, which has a stator-receiving space 28 Are defined.

Zur Festlegung des Stators 12 in dem Gehäuse 16 weist der Statorträger 30 einem vorliegend als Radialflansch ausgeführten Befestigungsabschnitt 32 mit axialen Durchgangsöffnungen 32a für Befestigungsmittel 34, insbesondere für Schraubbolzen auf. Der Radialflansch 32 bildet eine trägerseitige Anlagefläche 32b aus, welche in dem dargestellten montierten Zustand an einer am Gehäuseabschnitt 16a vorhandenen Anlagefläche 16c anliegt und wobei die letztere einen Axialanschlag bildet. Beide Anlageflächen 16c, 32b sind vorliegend als Lateralflächen ausgeführt.To fix the stator 12 in the case 16 indicates the stator carrier 30 a presently designed as a radial flange attachment portion 32 with axial passage openings 32a for fasteners 34 , in particular for bolt on. The radial flange 32 forms a carrier-side contact surface 32b which in the illustrated assembled state at one of the housing portion 16a existing contact surface 16c is applied and wherein the latter forms an axial stop. Both contact surfaces 16c . 32b are in the present case designed as lateral surfaces.

Wie in der Figur weiter erkennbar, weist das Gehäuse 16 weiter einen Radialwandbereich 16b auf, welcher in dem dort dargestellten montierten Zustand der elektrischen Maschine 10 axial unmittelbar benachbart zu einer in der Einführrichtung bzw. Montagerichtung M vorderen Stirnseite 12a des Stators 12 angeordnet ist. Das Gehäuse 16 der elektrischen Maschine 10 ist somit insgesamt topfförmig ausgebildet, wobei der Radialwandbereich 16b einen Gehäuseboden mit einem zentralen Durchgang 161b zum Hindurchführen der Rotorwelle 22 bzw. einer Getriebeeingangswelle ausbildet. Der Radialwandbereich 16b teilt damit das gesamte Getriebegehäuse 16 in einen Gehäusebereich 18, 28 zur Anordnung der elektrischen Maschine 10 und in einen Getriebeinnenraum 36 für ein hier zeichnerisch nicht dargestelltes Gangwechselgetriebe mit dort insbesondere vorgesehenen Zahnradanordnungen, Kupplungen, Wellen usw. zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungen. Der Innenraum 18 der elektrischen Maschine 10 ist in dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel als ein Trockenraum ausgebildet und gegenüber dem Getriebeinnenraum 36, welcher üblicherweise ein ölgefüllter Nassraum ist, abgedichtet. Im hier erläuterten Ausführungsbeispiel ist der Radialwandbereich 16b gegenüber dem Gehäusebereich 16a separat ausgebildet und an diesem festgelegt und weist zur Abtrennung der vorgenannten Räume im Bereich der Außen- und Innenumfangsfläche Dichtelemente 16f, g auf.As can be seen further in the figure, the housing has 16 further a radial wall area 16b on, which in the assembled state of the electric machine shown there 10 axially immediately adjacent to one in the insertion or mounting direction M front end 12a of the stator 12 is arranged. The housing 16 the electric machine 10 is thus designed cup-shaped overall, wherein the radial wall area 16b a caseback with a central passage 161b for passing the rotor shaft 22 or a transmission input shaft is formed. The radial wall area 16b thus divides the entire gearbox 16 in a housing area 18 . 28 for the arrangement of the electric machine 10 and in a transmission interior 36 for a here not graphically illustrated gear change transmission there with particular provided gear arrangements, clutches, shafts, etc. to represent different translations. The interior 18 the electric machine 10 is designed in the embodiment described here as a drying space and with respect to the transmission interior 36 , which is usually an oil-filled wet room, sealed. In the illustrated embodiment, the radial wall area 16b opposite the housing area 16a separately formed and fixed to this and has to separate the aforementioned spaces in the region of the outer and inner peripheral surface sealing elements 16f , g on.

Die Abführung einer Verlustwärme der elektrischen Maschine 10 erfolgt über einen am Stator 12 ausgebildeten Fluid-Kühlmantel 38, der Bestandteil einer Fluid-Kühlanordnung ist. Zur Ausbildung des Kühlmantels 38 ist über einen im Außendurchmesser gestuften zylindrischen Abschnitt 30c des Statorträgers 30, welcher ein erstes Mantelelement bildet, ein im Wesentlichen zylinderförmiges und gleichfalls gestuftes Rohrelement 40 aus einem Blechmaterial aufgeschoben, welches ein zweites Mantelelement bildet und wobei zwischen diesen Mantelelementen 30c, 40 zur Führung eines Fluids in bekannter Weise ein ringförmiger Kühlkanal 38a ausgebildet ist. Die Mantelelemente 30c, 40 sind unter Einbeziehung eines ersten Mantel-Dichtelements 42 und eines zweiten Mantel-Dichtelements 44 zueinander gefügt.The dissipation of heat loss of the electric machine 10 via a stator 12 trained fluid cooling jacket 38 which is part of a fluid cooling arrangement. For the formation of the cooling jacket 38 is over an outer diameter stepped cylindrical portion 30c of the stator carrier 30 , which forms a first jacket element, a substantially cylindrical and also stepped tubular element 40 pushed from a sheet material, which forms a second jacket element and wherein between these jacket elements 30c . 40 for guiding a fluid in a known manner, an annular cooling channel 38a is trained. The jacket elements 30c . 40 are including a first jacket sealing element 42 and a second jacket sealing element 44 joined together.

In 1 ist der Statorträger 30 von der dem Radialwandbereich 16b abgewandten Axialseite bis zu dem Anschlag bzw. der Anlagefläche 16c in das Gehäuse 16 eingeführt und dort mittels mehrerer am Umfang verteilter Schraubbolzen 34 sowohl axial als auch radial festgelegt. Die Schraubbolzen 34 treten durch die Durchgangsöffnungen 32a hindurch und sind in entsprechenden Gewindebohrungen 16d des Gehäuses 16 eingeschraubt, wobei die Schraubenköpfe 34a der Schraubbolzen 34 zumindest mittelbar, d.h. gegebenenfalls unter Zwischenlagerung von Beilegscheiben, Distanzelementen oder ähnlichen an einer der Anlagefläche 32b gegenüberliegenden Kopfanlagefläche 32c des Statorträgers 16 anliegen.In 1 is the stator carrier 30 from the radial wall area 16b facing away axial side up to the stop or the contact surface 16c in the case 16 introduced and there by means of several circumferentially distributed bolts 34 fixed both axially and radially. The bolts 34 pass through the passage openings 32a through and are in corresponding threaded holes 16d of the housing 16 screwed in, with the screw heads 34a the bolt 34 at least indirectly, ie, if appropriate with intermediate storage of washers, spacer elements or the like on one of the contact surface 32b opposite head contact surface 32c of the stator carrier 16 issue.

Zwischen dem axialseitigen freien Endabschnitts des Fluid-Kühlmantels 38 bzw. zwischen der besagten vorderen Stirnseite 12a und dem Radialwandbereich 16b verbleibt im montierten Zustand des Stators 12 am Gehäuse 16 ein axialer Zwischenraum bzw. ein axialer Dichtspalt 46. Zu dessen Überbrückung ist an der Stirnseite 12a, genauer im Bereich des ersten Mantel-Dichtelements 42 zur Ausbildung eines ersten Stator-Dichtbereichs 48 ein erstes Stator-Dichtelement 50 vorgesehen, welches sich axial in Richtung einer Dichtfläche 16e des Radialwandbereichs 16b erstreckt und dort mit elastischen Dichtlippen 50a, b anliegt. Dabei sind das erste Stator-Dichtelement 50 und das erste Mantel-Dichtelement 42 stofflich zusammenhängend als ein gemeinsames Dichtelement ausgeführt. Das erste Stator-Dichtelement 50 ist insbesondere als axiale Ringdichtung ausgebildet.Between the axial-side free end portion of the fluid cooling jacket 38 or between the said front end side 12a and the radial wall area 16b remains in the mounted state of the stator 12 on the housing 16 an axial gap or an axial sealing gap 46 , Its bridging is on the front side 12a , more precisely in the region of the first jacket sealing element 42 for forming a first stator sealing area 48 a first stator sealing element 50 provided, which axially in the direction of a sealing surface 16e of the radial wall area 16b extends and there with elastic sealing lips 50a , b is present. Here are the first stator sealing element 50 and the first jacket sealing element 42 materially coherent designed as a common sealing element. The first stator sealing element 50 is designed in particular as an axial ring seal.

Verallgemeinert befindet sich das erste Stator-Dichtelement 50 in einer Einführrichtung des Statorträgers 30 betrachtet statorseitig an der vorderen Stirnseite 12a des Stators 12 bzw. des Statorträgers 30 oder an einer Position axial zwischen der Kopfanlagefläche 32c der Befestigungsmittel 34 und der vorderen Stirnseite 12a des Stators 12 bzw. des Statorträgers 30.Generalized is the first stator sealing element 50 in an insertion direction of the stator carrier 30 considered stator side on the front end 12a of the stator 12 or of the stator carrier 30 or at a position axially between the head abutment surface 32c the fastener 34 and the front end 12a of the stator 12 or of the stator carrier 30 ,

1 ist entnehmbar, dass der Außendurchmesser des Statorträgers 30 mit dessen Kühlmantel 38 über einen wesentlichen axialen Erstreckungsbereich des Stators 12 kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuseabschnitts 16a. Zwischen diesen Elementen 30, 16a ist dadurch ein radialer, sich axial erstreckender Raumbereich als Aufnahmeraum 52 ausgebildet, in welchem insbesondere elektrische Installationskabel angeordnet werden können. Der Aufnahmeraum 52 ist vorliegend auf einer Axialseite durch das erste Stator-Dichtelement 50 und auf der anderen Axialseite in einem zweiten Stator-Dichtbereich 53 durch ein zweites Stator-Dichtelement 54 in Form einer radialen Ringdichtung im Wesentlichen fluiddicht abgeschlossen. Das erste und das zweite Stator-Dichtelement 50, 54 bilden gemeinsam eine Stator-Dichtanordnung aus. 1 is removable, that the outside diameter of the stator carrier 30 with its cooling jacket 38 over a substantial axial extent of the stator 12 smaller than the inner diameter of the housing section 16a , Between these elements 30 . 16a is characterized a radial, axially extending space area as a receiving space 52 formed, in which in particular electrical installation cable can be arranged. The recording room 52 is present on an axial side through the first stator sealing element 50 and on the other axial side in a second stator sealing area 53 through a second stator sealing element 54 finished in the form of a radial ring seal substantially fluid-tight. The first and the second stator sealing element 50 . 54 together form a stator sealing arrangement.

Das bei dieser Anordnung vorgesehene erste Stator-Dichtelement 50 kann ein Hindurchtreten von Fluid von der Außenseite des Gehäuses 16 oder von dem Aufnahmeraum 52 in den Rotor-Aufnahmeraum 18 und/oder durch den Radialwandbereich in den Getriebeinnenraum 36 verhindern.The first stator sealing element provided in this arrangement 50 may be a passage of fluid from the outside of the housing 16 or from the recording room 52 in the rotor-receiving space 18 and / or through the radial wall area in the transmission interior 36 prevent.

Der Befestigungsabschnitt 32 und insbesondere der gegenseitige Kontaktbereich von trägerseitiger und gehäuseseitiger Anlagefläche 32b, 16c und der erste Stator-Dichtbereich 48 sind somit räumlich separat ausgeführt. Der erste Stator-Dichtbereich 48 ist demnach außerhalb eines zur Befestigung des Statorträgers 30 ausgebildeten Kraftflusses von Befestigungsmittel 34, Statorträger 30 und Gehäuse 16 ausgeführt.The attachment section 32 and in particular the mutual contact area of the carrier-side and the housing-side contact surface 32b . 16c and the first stator sealing area 48 are thus spatially separated. The first stator sealing area 48 is therefore outside one for fixing the stator 30 trained power flow of fasteners 34 , Stator carrier 30 and housing 16 executed.

Eine Fügekraft bzw. ein am Befestigungsabschnitt wirkender Anpressdruck überträgt sich somit betragsmäßig nicht in derselben Größe auf den ersten Stator-Dichtbereich 48. Durch das Vorsehen des axialen Dichtspalts 46 und der Elastizität des ersten Stator-Dichtelements 50 kann somit gegenüber dem Befestigungsabschnitt eine abweichende, insbesondere eine geringere wirkende Kraft bzw. ein geringerer Anpressdruck eingestellt werden. Der axiale Dichtspalt 46 für das dort eingesetzte erste Stator-Dichtelement 50 wird so dimensioniert, dass bei einem maximalen Anpressdruck im Befestigungsabschnitt dieses Stator-Dichtelement 50, beispielweise in Form einer elastischen Ringdichtung, nicht über dessen Bestimmung hinausgehend beansprucht und in Folge beschädigt wird.A joining force or a contact pressure acting on the attachment portion is thus not transferred in terms of amount to the same extent to the first stator sealing region 48 , By providing the axial sealing gap 46 and the elasticity of the first stator sealing element 50 Thus, a deviating, in particular a lower, acting force or a lower contact pressure can be set relative to the fastening section. The axial sealing gap 46 for the first stator sealing element used there 50 is dimensioned so that at a maximum contact pressure in the mounting portion of this stator sealing element 50 , For example, in the form of an elastic ring seal, not claimed beyond the determination thereof and damaged in consequence.

In noch weiterer Hinsicht ist der Rotor-Aufnahmeraum 18 mit einem gestuften Innendurchmesser ausgebildet und weist im vorliegenden Beispiel an der hinteren Stirnseite 12b eine gegenüber der vorderen Stirnseite 12a vergrößerte Öffnungsweite auf, in welche beispielsweise eine Leistungselektronik zum Ansteuern der elektrischen Maschine eingesetzt werden kann. An diesem Bereich ist der Rotor-Aufnahmeraum 18 durch ein Verschlusselement 56 in Form eines dort eingesetzten Deckels im Wesentlichen fluiddicht verschlossen. Zwischen dem radial äußeren Randbereich des Deckels 56 und dem inneren Umfang des Statorträgers 30 sowie zwischen einem an einer Zentralausnehmung 56a des Deckels 56 vorhandenen radial inneren und an der Rotorwelle 22 angrenzenden Bereich ist jeweils eine Ringdichtung 58a, b vorgesehen, um damit je nach Bedarf einen Eintritt von Fluid bzw. Schmutz in den Rotor-Aufnahmeraum 18 oder bei einer nasslaufenden elektrischen Maschine 10 einen Austritt von Schmier- oder Kühlfluid aus dem Rotor-Aufnahmeraum 18 zu vermeiden.In yet other respects is the rotor-receiving space 18 formed with a stepped inner diameter and has in the present example at the rear end side 12b one opposite the front end 12a enlarged opening width, in which, for example, a power electronics can be used to drive the electric machine. At this area is the rotor-receiving space 18 through a closure element 56 substantially fluid-tight in the form of a lid inserted therein. Between the radially outer edge region of the lid 56 and the inner circumference of the stator carrier 30 and between one at a central recess 56a of the lid 56 existing radially inner and on the rotor shaft 22 adjacent area is each a ring seal 58a , b provided so as to allow, as required, an entry of fluid or dirt in the rotor-receiving space 18 or in a wet-running electric machine 10 a leakage of lubricating or cooling fluid from the rotor receiving space 18 to avoid.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: elektrische Maschineelectric machine
1212: Statorstator
12a12a: vordere Stirnseitefront end
12b12b: hintere Stirnseiterear end face
1414: Rotorrotor
1616: Gehäusecasing
16a16a: zylindrischer Abschnittcylindrical section
16b16b: RadialwandbereichRadial wall area
161b161b: Durchgangpassage
16c16c: Anlageflächecontact surface
16d16d: Gewindebohrungthreaded hole
16e16e: Dichtflächesealing surface
16f16f: Dichtelementsealing element
16g16g: Dichtelementsealing element
1818: Rotor-AufnahmeraumRotor receiving space
2020: Rotorträgerrotorarm
2222: Rotorwellerotor shaft
2424: Statorblechpaketstator lamination
2626: Luftspaltair gap
2828: Stator-AufnahmeraumStator-receiving space
3030: Statorträgerstator
30a30a: InnenumfangsflächeInner circumferential surface
30c30c: gestufter zylindrischer Abschnittstepped cylindrical section
3232: Befestigungsabschnittattachment section
32a32a: DurchgangsöffnungThrough opening
32b32b: Anlageflächecontact surface
32c 32c: KopfanlageflächeHead contact surface
3434: Befestigungsmittel, SchraubbolzenFasteners, bolts
34a34a: Schraubenkopfscrew head
3636: GetriebeinnenraumTransmission interior space
3838: Fluid-KühlmantelFluid cooling jacket
38a38a: Kühlkanalcooling channel
4040: Rohrelementtube element
4242: erstes Mantel-Dichtelementfirst jacket sealing element
4444: zweites Mantel-Dichtelementsecond jacket sealing element
4646: Dichtspaltsealing gap
4848: erster Stator-Dichtbereichfirst stator sealing area
5050: erstes Stator-Dichtelementfirst stator sealing element
50a50a: Dichtlippesealing lip
50b50b: Dichtlippesealing lip
5252: Aufnahmeraumaccommodation space
5454: zweites Stator-Dichtelementsecond stator sealing element
5656: Verschlusselementclosure element
56a56a: Zentralausnehmungcentral opening
58a58a: Ringdichtungring seal
58b58b: Ringdichtung ring seal
MM: Montagerichtungmounting direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2015/0130311 A1 [0001]

Claims

An electric machine (10) for a drive train of a motor vehicle, comprising - a stator (12) with a cylindrical stator support (30), - a housing (16) with a cylindrical wall portion (16a) and a radial wall portion (16b), wherein - the stator (12) in a stator receiving space (28) of the housing (16) is arranged and wherein - the stator (30) has a fixing portion (32) with axial through holes (32 a) and with a carrier-side abutment surface (32 b) extending in System on a housing forming an axial stop forming the housing-side contact surface (16c) and wherein - the stator (30) of the radial wall portion (16b) facing away from axial side into the housing (16) inserted and fixed by means of axial fastening means (34), wherein - the fastening means (34) pass through the passage openings (32a) and with a fastener head (34a) at least indirectly a head bearing surface (32c) of the stator rs (30) abuts, characterized in that - between the stator (30) and the radial wall portion (16b) of the housing (16) a first stator sealing region (48) with a first stator sealing element (50) is provided, wherein the stator-sealing element (50) along an insertion direction (M) of the stator support (30) is stator-sided on a front end side (12a) of the stator (12) or the stator support (30) or at a position axially between the head contact surface (32c ) of the fastening means (34) and the front end face (12a) of the stator carrier (30) is located.

Electric machine after Claim 1 , characterized in that the fixing portion (32) and the first stator sealing area (48) are spatially separated from each other.

Electric machine after Claim 1 or 2 , characterized in that the first stator sealing element (50) comprises an axial ring seal.

Electric machine according to one of the Claims 1 - 3 , characterized in that the stator carrier (30) has a rotor receiving space (18), which at the the radial wall region (16b) of the housing (16) facing away from the end face (12b) by a closure element (56) is substantially fluid-tight manner.

Electric machine according to one of the Claims 1 - 4 , characterized in that the stator carrier (30) has a fluid cooling jacket (38), which comprises two jacket elements (30, 40), which are joined to one another by embedding a first jacket sealing element (42) and wherein the first stator sealing element (50) and the first jacket-sealing element (42) are materially connected as a common sealing element (42, 50) are executed.

Electric machine according to one of the Claims 1 - 5 , characterized in that radially between the stator (12) and the housing (16) extending in the axial direction receiving space (52), in particular for the arrangement of electrical installation cable is formed, which on an axial side on the first stator sealing region (48) through the first stator sealing element (50) and on the other axial side at a second stator sealing region (53) by a second stator sealing element (54) is substantially fluid-tight manner.