DE102018004382A1

DE102018004382A1 - Sealing arrangement of a stator of an electrical machine to a housing element of the electric machine

Info

Publication number: DE102018004382A1
Application number: DE102018004382.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Schnell; Paul Künstler; Martin Hörz; Daniel Doll
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung (10), bei welcher ein Statorelement (20) einer elektrischen Maschine an einem Gehäuseelement (30) der elektrischen Maschine unter Ausbildung eines Kühlraums (12), zum Führen eines Kühlmediums (14), angeordnet ist und bei welcher der zwischen dem Statorelement (20) und dem Gehäuseelement (30) ausgebildete Kühlraum (12) mittels eines Dichtungselements (40) gegenüber einer Umgebung (16) vor einem Austreten des Kühlmediums (14) abgedichtet ist. Das Dichtungselement (40) weist zwei miteinander verbundene Dichtbereiche (42, 44) auf, von welchen ein erster Dichtbereich (42) dem Gehäuseelement (30) dichtend zugewandt ist und ein zweiter Dichtbereich (44) dem Statorelement (20) dichtend zugewandt ist und sich der Kühlraum (12) zumindest bereichsweise in eine, durch die zwei Dichtbereiche (42, 44) begrenzte Ausnehmung (60) des Dichtungselements (40) erstreckt.The invention relates to a sealing arrangement (10), in which a stator element (20) of an electrical machine is arranged on a housing element (30) of the electric machine to form a cooling space (12), for guiding a cooling medium (14), and in which between the stator (20) and the housing member (30) formed cooling space (12) by means of a sealing element (40) against an environment (16) is sealed against leakage of the cooling medium (14). The sealing element (40) has two interconnected sealing regions (42, 44), of which a first sealing region (42) sealingly faces the housing element (30) and a second sealing region (44) sealingly faces the stator element (20) and the cooling space (12) extends at least in regions into a recess (60) of the sealing element (40) delimited by the two sealing areas (42, 44).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a sealing arrangement according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Dichtanordnungen werden eingesetzt, um bei elektrischen Maschinen, welche beispielsweise als Elektromotoren zum Antreiben von Kraftwagen ausgebildet sein können, ein Austreten von zur Kühlung der elektrischen Maschine verwendetem Kühlmedium an die Umgebung der Dichtanordnung beziehungsweise der elektrischen Maschine zu unterbinden.Such sealing arrangements are used to prevent an escape of cooling medium used for cooling the electric machine to the surroundings of the sealing arrangement or the electric machine in electrical machines, which may be designed, for example, as electric motors for driving motor vehicles.

Aus der DE 10 2017 007 533 A1 ist eine Abdichtanordnung eines Statorträgers einer elektrischen Maschine an einem Gehäuse bekannt. Bei dieser ist der Statorträger mittels eines Dichtungselements gegen das Gehäuse abgedichtet, wobei das Dichtungselement in radialer Richtung an dem Statorträger und in axialer Richtung an dem Gehäuse abgestützt und in radialer Richtung von dem Gehäuse beabstandet ist. Das Dichtungselement ist in radialer Richtung zusätzlich vorgespannt.From the DE 10 2017 007 533 A1 is a sealing arrangement of a stator of an electric machine to a housing known. In this, the stator is sealed by a sealing member against the housing, wherein the sealing member is supported in the radial direction on the stator and in the axial direction of the housing and spaced in the radial direction of the housing. The sealing element is additionally preloaded in the radial direction.

Die DE 10 2009 000 010 A1 offenbart eine elektrische Maschine, bei welcher ein Statorgehäuse aus einem Grundgehäuse und einem Deckel besteht, wobei zwischen Grundgehäuse und Deckel ein elastisches Dichtelement angeordnet ist. Das Dichtelement ragt mit einem Radialbereich in das Innere des Statorgehäuses hinein und bildet dort ein, einen Stator der elektrischen Maschine beaufschlagendes Toleranzausgleichselement.The DE 10 2009 000 010 A1 discloses an electric machine in which a stator housing consists of a base housing and a lid, wherein between the base housing and the cover, an elastic sealing element is arranged. The sealing element protrudes with a radial region into the interior of the stator housing and forms there a, a stator of the electric machine acting on tolerance compensation element.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche eine besonders zuverlässige Abdichtung erzielt werden kann.Object of the present invention is to provide a sealing arrangement of the type mentioned, by which a particularly reliable sealing can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Dichtanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a sealing arrangement having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht von einer Dichtanordnung aus, bei welcher ein Statorelement einer elektrischen Maschine an einem Gehäuseelement der elektrischen Maschine unter Ausbildung eines Kühlraums, zum Führen eines Kühlmediums, angeordnet ist und bei welcher der zwischen dem Statorelement und dem Gehäuseelement ausgebildete Kühlraum mittels eines Dichtungselements gegenüber einer Umgebung vor einem Austreten des Kühlmediums abgedichtet ist.The invention is based on a sealing arrangement in which a stator element of an electrical machine is arranged on a housing element of the electric machine to form a cooling space, for guiding a cooling medium, and in which the cooling space formed between the stator element and the housing element is connected by means of a sealing element Environment is sealed from leakage of the cooling medium.

Um eine besonders zuverlässige Abdichtung zu erzielen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dichtungselement zwei miteinander verbundene Dichtbereiche aufweist, von welchen ein erster Dichtbereich dem Gehäuseelement dichtend zugewandt ist und ein zweiter Dichtbereich dem Statorelement dichtend zugewandt ist und sich der Kühlraum zumindest bereichsweise in eine, durch die zwei Dichtbereiche begrenzte Ausnehmung des Dichtungselements erstreckt. Dies ist von Vorteil, da das Dichtungselement aufgrund der zwei miteinander verbundenen Dichtbereiche, welche die Ausnehmung begrenzen, in welche sich der Kühlraum erstreckt, somit eine selbstabdichtende Form des Dichtungselements gegeben ist. Dies ist damit zu begründen, dass aufgrund dessen, dass sich der Kühlraum in die Ausnehmung erstreckt, auch unmittelbar ein Mediendruck, unter welchem das Kühlmedium im Kühlraum steht, in der Ausnehmung wirkt und dementsprechend auch auf die beiden Dichtbereiche. Dies hat zur Folge, dass die Dichtbereiche somit in Abhängigkeit von dem Mediendruck zumindest mittelbar eine jeweilige, eine Abdichtung unterstützende, Dichtkraft in Form einer Anpresskraft auf das Gehäuseelement beziehungsweise das Statorelement ausüben. Mit steigendem Mediendruck steigt auch die Dichtkraft, die der erste Dichtbereich zumindest mittelbar auf das Gehäuseelement ausübt, beziehungsweise die der zweite Dichtbereich zumindest mittelbar auf das Statorelement ausübt. Aufgrund der Anordnung des ersten Dichtbereichs und des zweiten Dichtbereichs relativ zueinander derart, dass diese beiden Dichtbereiche die Ausnehmung begrenzen ist somit insgesamt ein von dem Mediendruck abhängiges, flexibles Nachgeben des Dichtungselements ermöglicht. Dabei ist klar, dass aufgrund dieser Anordnung der beiden Dichtbereich relativ zueinander auch eine flexible Anpassung des Dichtungselements in Folge einer Kompression des Dichtungselements zwischen dem Statorelement und dem Gehäuseelement, beispielsweise beim Zusammenbau der Dichtanordnung gegeben ist. Insgesamt ermöglicht das Dichtungselement eine besonders zuverlässige Abdichtung des Kühlraums vor einem Austreten des Kühlmediums, wobei auch bei unterschiedlichen Mediendrücken des Kühlmediums im Kühlraum eine ausreichende Dichtwirkung erzielt werden kann.In order to achieve a particularly reliable sealing, it is provided according to the invention that the sealing element has two interconnected sealing areas, of which a first sealing area is sealingly facing the housing element and a second sealing area is sealingly facing the stator element and the cooling space at least partially into a extends through the two sealing regions limited recess of the sealing element. This is advantageous because the sealing element is thus given a self-sealing shape of the sealing element due to the two interconnected sealing regions which define the recess into which the cooling space extends. This is justified by the fact that due to the fact that the cooling space extends into the recess, and directly a media pressure, under which the cooling medium is in the cooling chamber, acts in the recess and, accordingly, on the two sealing areas. This has the consequence that the sealing regions thus exert, depending on the media pressure, at least indirectly, a respective, a sealing assisting, sealing force in the form of a contact pressure force on the housing element or the stator element. With increasing media pressure, the sealing force which the first sealing region exerts at least indirectly on the housing element or which the second sealing region exerts, at least indirectly, on the stator element also increases. Due to the arrangement of the first sealing region and the second sealing region relative to one another such that these two sealing regions delimit the recess, a flexible yielding of the sealing element depending on the media pressure is thus made possible overall. It is clear that due to this arrangement of the two sealing region relative to each other, a flexible adaptation of the sealing element as a result of compression of the sealing element between the stator and the housing element, for example, when assembling the sealing arrangement is given. Overall, the sealing element allows a particularly reliable sealing of the cooling space from leakage of the cooling medium, whereby even with different media pressures of the cooling medium in the cooling chamber, a sufficient sealing effect can be achieved.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bilden die zwei Dichtbereiche im Querschnitt des Dichtungselements eine U-Form miteinander aus. Die U-Form ermöglicht ein besonders flexibles Nachgeben des Dichtungselements unter Kompression beziehungsweise in Abhängigkeit von in dem Kühlraum herrschenden Druckverhältnissen (Mediendruck des Kühlmediums). Aufgrund der U-Form ist das Dichtungselement wesentlich weicher als aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungen, zu welchen beispielsweise O-Ringe gehören. Ein besonderer Vorteil ist weiterhin, dass aufgrund der U-Form eine verringerte Übertragung von Geräuschen beziehungsweise von Körperschallschwingungen erfolgt. Mit anderen Worten kann durch die U-Form im Vergleich zu konventionellen Dichtungen eine zumindest teilweise Geräuschbeziehungsweise Schwingungsentkopplung erfolgen, sodass das Dichtungselement dementsprechend zu einem verbesserten NVH-Verhalten (Noise Vibration Harshness-Verhalten) beiträgt. Aufgrund der U-Form weist das Dichtungselement also zusammenfassend eine größere Elastizität und Weichheit auf, als aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungen, sodass besonders wenige, betriebsbedingte Schwingungen nach außen, also beispielsweise an die Umgebung, übertragen werden. Entsprechendes gilt auch für eine erfindungsgemäße V-Form des Querschnitts eines alternativen Dichtungselementes. Hierbei stellt die V-Form des Querschnitts des Dichtungselements den ursprünglichen Zustand dar, welcher dann im Betrieb durch eine Druckbeaufschlagung des Dichtungselements verformt wird, um dann die zwei Dichtbereiche entlang einer Fläche am Statorelement und am Gehäuseelement anliegen zu lassen und eine bessere Dichtwirkung zu bewirken.
Des Weiteren können noch weitere Formen des Querschnitts eines Dichtelements zu dieser Erfindung gehören. So können alternativ auch eine Rechteckform mit einer offenen Seite oder auch selbige mit zusätzlich abgerundeten Ecken realisiert werden. Letztere könnte am aber bereits auch schon unter einer „U-Form“ subsumieren.In an advantageous development of the invention, the two sealing regions in the cross section of the sealing element form a U-shape with one another. The U-shape allows a particularly flexible yielding of the sealing element under compression or as a function of prevailing in the refrigerator pressure conditions (media pressure of the cooling medium). Due to the U-shape, the sealing element is much softer than known from the prior art seals, which include, for example, O-rings. A particular advantage is further that due to the U-shape, there is a reduced transmission of noise or structure-borne sound vibrations. In other words, by the U-shape in the At least partially noise or vibration decoupling takes place compared to conventional seals, so that the sealing element accordingly contributes to improved NVH behavior (noise vibration harshness behavior). Due to the U-shape, the sealing element thus has in summary a greater elasticity and softness, as known from the prior art seals, so that very few, operational oscillations to the outside, so for example to the environment, transmitted. The same applies to a V-shape according to the invention of the cross section of an alternative sealing element. Here, the V-shape of the cross section of the sealing member is the original state, which is then deformed in operation by pressurizing the sealing member to then abut the two sealing regions along a surface on the stator and the housing member and to effect a better sealing effect.
Furthermore, other shapes of the cross-section of a sealing element may be included in this invention. Thus, alternatively, a rectangular shape with an open side or selbige with additional rounded corners can be realized. The latter could already be subsumed under a "U-form".

Generell sei noch angemerkt, dass sich die Form sowohl im Ursprungszustand vor dem Einbau als Dichtelement als auch auf den Zustand im Betrieb unter Druckbeaufschlagung darstellt. Zwischen beiden Zuständen kann es aber auch zu Verformungen entsprechend der Druckbeaufschlagung kommen, welche die zwei Dichtbereiche entlang einer Fläche am Statorelement und am Gehäuseelement zur Dichtung noch besser anliegen lässt.In general, it should be noted that the shape is in the original state before installation as a sealing element as well as the state in operation under pressure. However, deformations corresponding to the pressurization can also occur between the two states, which makes the two sealing regions even better abutting along a surface on the stator element and on the housing element for sealing.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Dichtungselement eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Lagen auf. Dies ist von Vorteil, da jeweilige Dichtungseigenschaften des Dichtungselements anhand der verschiedenen Lagen besonders flexibel und bedarfsgerecht vorgegeben werden können.In a further advantageous development of the invention, the sealing element has a plurality of interconnected layers. This is advantageous since the respective sealing properties of the sealing element can be specified in a particularly flexible and needs-based manner on the basis of the different layers.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt eine erste Lage der Mehrzahl an Lagen einerseits dichtend an dem Statorelement und andererseits dichtend an dem Gehäuseelement an, wobei eine zweite Lage der Mehrzahl an Lagen unmittelbar die Ausnehmung begrenzt. Dies ist von Vorteil, da mit der ersten Lage eine einteilige Komponente des Dichtungselements sowohl an dem Statorelement als auch an dem Gehäuseelement dichtend in Anlage ist und dementsprechend eine besonders zuverlässige Abdichtung erzielt werden kann. Die zweite Lage bildet eine weitere, einteilige Komponente des Dichtungselements, an welcher sich das Kühlmedium besonders gleichmäßig verteilen kann, beziehungsweise welches einer gleichmäßigen Druckbeaufschlagung durch das Kühlmedium unterzogen werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention is a first layer of the plurality of layers on the one hand sealingly against the stator and on the other hand sealingly on the housing element, wherein a second layer of the plurality of layers directly bounded the recess. This is advantageous since, with the first layer, a one-part component of the sealing element is in sealing contact with both the stator element and the housing element and, accordingly, a particularly reliable sealing can be achieved. The second layer forms a further, one-part component of the sealing element, on which the cooling medium can be distributed evenly, or which can be subjected to a uniform pressurization by the cooling medium.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die erste Lage und die zweite Lage aus voneinander verschiedenen Werkstoffen gebildet und/oder weisen voneinander verschiedene Elastizitäten auf. Sowohl die Ausbildung aus voneinander verschiedenen Werkstoffen, als auch die Ausgestaltung mit voneinander verschiedenen Elastizitäten ermöglicht eine besonders flexible Einstellung von jeweiligen Dichtungseigenschaften des Dichtungselements.In a further advantageous embodiment of the invention, the first layer and the second layer are formed from mutually different materials and / or have mutually different elasticities. Both the training of mutually different materials, as well as the design with different elasticities from each other allows a particularly flexible adjustment of the respective sealing properties of the sealing element.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine dritte Lage der Mehrzahl an Lagen als Zwischensicht ausgebildet, welche zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders bedarfsgerechte Ausgestaltung des Dichtungselements. Bevorzugt kann die dritte Lage aus einem von der ersten Lage und von der zweiten Lage verschiedenen Werkstoff gebildet sein und/oder eine von der ersten Lage und von der zweiten Lage verschiedene Elastizität aufweisen. Die dritte Lage kann beispielsweise aus einem Drahtgewirke gebildet sein, beziehungsweise ein Drahtgewirke umfassen, wodurch das Dichtungselement einerseits elastisch bleibt und andererseits besonders belastbar ist.In a further advantageous embodiment of the invention, a third layer of the plurality of layers is formed as an intermediate view, which is arranged between the first layer and the second layer. This allows a particularly needs-based design of the sealing element. Preferably, the third layer may be formed from a different material from the first layer and from the second layer and / or have a different elasticity from the first layer and from the second layer. The third layer may for example be formed from a wire mesh, or comprise a wire mesh, whereby the sealing element on the one hand remains elastic and on the other hand is particularly resilient.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. einen Schnitt durch eine Dichtanordnung, bei welcher ein Statorelement einer elektrischen Maschine an einem Gehäuseelement der elektrischen Maschine unter Ausbildung eines Kühlraums angeordnet ist und der Kühlraum mittels eines Dichtungselements gegenüber einer Umgebung abgedichtet ist.The sole FIGURE shows a section through a sealing arrangement in which a stator element of an electrical machine is arranged on a housing element of the electrical machine to form a cooling space and the cooling space is sealed against an environment by means of a sealing element.

Die einzige Fig. zeigt eine Dichtanordnung 10, bei welcher ein Statorelement 20 einer elektrischen Maschine an einem Gehäuseelement 30 der elektrischen Maschine unter Ausbildung eines Kühlraums 12 angeordnet ist. In dem Kühlraum 12 ist ein unter einem Mediendruck stehendes Kühlmedium 14 geführt, wobei der Mediendruck größer ist als ein Umgebungsdruck in einer unmittelbaren Umgebung 16 der Dichtanordnung 40 beziehungsweise der elektrischen Maschine. Der zwischen dem Statorelement 20 und dem Gehäuseelement 30 ausgebildete Kühlraum 12 ist mittels eines Dichtungselements 40 gegenüber der Umgebung 16 vor einem Austreten des Kühlmediums 14 abgedichtet.The single FIGURE shows a sealing arrangement 10 in which a stator element 20 an electrical machine on a housing element 30 the electric machine forming a refrigerator 12 is arranged. In the fridge 12 is a standing under a media pressure cooling medium 14 guided, wherein the media pressure is greater than one Ambient pressure in an immediate environment 16 the sealing arrangement 40 or the electric machine. The between the stator element 20 and the housing element 30 trained fridge 12 is by means of a sealing element 40 opposite the environment 16 before leakage of the cooling medium 14 sealed.

Das Dichtungselement 40 ist vorliegend als Dichtungsring ausgestaltet und erstreckt sich dementsprechend ringförmig zwischen dem Statorelement 20 und dem Gehäuseelement 30. Das Statorelement 20 ist vorliegend als Statorträger der elektrischen Maschine ausgebildet. An dem Statorelement 20 ist dementsprechend ein Stator 18 der elektrischen Maschine verliersicher gehalten.The sealing element 40 is presently configured as a sealing ring and accordingly extends annularly between the stator 20 and the housing element 30 , The stator element 20 is presently designed as a stator of the electric machine. On the stator element 20 is accordingly a stator 18 the electrical machine held captive.

Das Dichtungselement 40 weist zwei miteinander verbundene Dichtbereiche 42, 44 auf, von welchen einer erste Dichtbereich 42 dem Gehäuseelement 30 dichtend zugewandt ist und von welchen ein zweiter Dichtbereich 44 dem Statorelement 20 dichtend zugewandt ist. Der erste Dichtbereich 42 ist vorliegend dichtend unmittelbar an dem Gehäuseelement 30 und der zweite Dichtbereich 44 dichtend unmittelbar an dem Statorelement 20 anliegend angeordnet.The sealing element 40 has two interconnected sealing areas 42 . 44 on, of which a first sealing area 42 the housing element 30 facing sealingly and of which a second sealing area 44 the stator element 20 facing sealingly. The first sealing area 42 is present sealingly directly on the housing element 30 and the second sealing area 44 sealing directly on the stator 20 arranged adjacent.

Das Dichtungselement 40 ist vorliegend besonders elastisch ausgebildet, sodass das Dichtungselement 40 einerseits gegenüber dem Statorelement 20 und andererseits gegenüber dem Gehäuseelement 30 dichtend verspannt und dabei elastisch deformiert ist. Das Dichtungselement 40 übt also in dessen Anordnung zwischen dem Statorelement 20 und dem Gehäuseelement 30 eine Kraft, insbesondere Vorspannkraft auf das Statorelement 20 und das Gehäuseelement 30 aus, sodass eine ausreichende Abdichtung des Kühlraums 12 vor dem Austreten des Kühlmediums 14 gegeben ist.The sealing element 40 is present particularly elastic, so that the sealing element 40 on the one hand with respect to the stator element 20 and on the other hand with respect to the housing element 30 sealingly strained and thereby deformed elastically. The sealing element 40 exercises in its arrangement between the stator 20 and the housing element 30 a force, in particular biasing force on the stator 20 and the housing element 30 out, ensuring adequate sealing of the refrigerator 12 before the cooling medium comes out 14 given is.

Der Kühlraum 12 erstreckt sich vorliegend teilweise in eine, durch die zwei Dichtbereiche 42, 44 begrenzte Ausnehmung 60 des Dichtungselements 40. Dadurch kann das Kühlmedium 14 in die Ausnehmung 60 eintreten und dementsprechend der Mediendruck ein zusätzliches Anpressen der jeweiligen Dichtbereiche 42, 44 an das Gehäuseelement 30 beziehungsweise das Statorelement 20 bewirken. Mit anderen Worten wird dadurch der erste Dichtbereich 42 zusätzlich zu der Kraft (Vorspannkraft) auch durch den Mediendruck auf das Gehäuseelement 30 dichtend aufgepresst, was ebenso für den zweiten Dichtbereich 44 und das Statorelement 20 gilt.The fridge 12 In the present case, this part extends in part through the two sealing areas 42 . 44 limited recess 60 of the sealing element 40 , This allows the cooling medium 14 into the recess 60 occur and accordingly the media pressure an additional pressing of the respective sealing areas 42 . 44 to the housing element 30 or the stator element 20 cause. In other words, this becomes the first sealing area 42 in addition to the force (biasing force) by the media pressure on the housing element 30 sealingly pressed, which also for the second sealing area 44 and the stator element 20 applies.

Die beiden Dichtbereiche 42, 44 bilden im Querschnitt des Dichtungselements 40 eine U-Form 46 miteinander aus. In alternativen nicht-dargestellten Ausführungen kann der Querschnitt des Dichtungselements auch eine V-Form oder offene Rechteckform jeweils mit und ohne abgerundete Ecken haben. Darüber hinaus weist das Dichtungselement 40 eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Lagen 50, 52, 54 auf. Die erste Lage 50 ist einerseits dichtend an dem Statorelement 20 und andererseits dichtend an dem Gehäuseelement 30 in Anlage, wobei die zweite Lage 52 unmittelbar die Ausnehmung 60 begrenzt. Die erste Lage 50 und die zweite Lage 52 sind vorliegend aus voneinander verschiedenen Werkstoffen gebildet und weisen voneinander verschiedene Elastizitäten auf. Eine dritte Lage 54 der Mehrzahl an Lagen 50, 52, 54 ist als Zwischenschicht ausgebildet, welche zwischen der ersten Lage 50 und der zweiten Lage 52 angeordnet ist. Die dritte Lage 54 ist aus einem von der ersten Lage 50 und von der zweiten Lage 52 verschiedenen Werkstoff gebildet und weist eine von der ersten Lage 50 und von der zweiten Lage 52 verschiedene Elastizität auf. Sämtliche Lagen 50, 52, 54 sind vorliegend U-förmig ausgebildet, wodurch sich eine besonders homogene Druckverteilung des Mediendrucks an dem Dichtungselement 40 ergibt.The two sealing areas 42 . 44 form in the cross section of the sealing element 40 a U shape 46 together. In alternative embodiments not shown, the cross-section of the sealing element may also have a V-shape or open-rectangular shape, each with and without rounded corners. In addition, the sealing element 40 a plurality of interconnected layers 50 . 52 . 54 on. The first location 50 on the one hand is sealing on the stator element 20 and on the other hand sealingly on the housing element 30 in plant, the second location 52 immediately the recess 60 limited. The first location 50 and the second location 52 In the present case, they are formed from mutually different materials and have mutually different elasticities. A third location 54 the majority of layers 50 . 52 . 54 is formed as an intermediate layer, which between the first layer 50 and the second location 52 is arranged. The third location 54 is from one of the first location 50 and from the second location 52 formed of different material and has one of the first layer 50 and from the second location 52 different elasticity. All layers 50 . 52 . 54 are presently U-shaped, resulting in a particularly homogeneous pressure distribution of the media pressure on the sealing element 40 results.

Durch das Dichtungselement 40 ist der Kühlraum 12 besonders zuverlässig vor einem Austreten des Kühlmediums 14, welches beispielsweise Wasser oder ein WasserGemisch sein kann, gegeben. Das Dichtungselement 40 verhindert dabei, dass das Kühlmedium 14 aus dem Kühlraum 12 beispielsweise zum Stator 18 gelangen, beziehungsweise in den Stator 18 eindringen kann.Through the sealing element 40 is the fridge 12 particularly reliable against leakage of the cooling medium 14 , which may be, for example, water or a water mixture. The sealing element 40 prevents the cooling medium 14 from the fridge 12 for example to the stator 18 arrive, or in the stator 18 can penetrate.

Insbesondere aufgrund der U-Form 46 weist die elektrische Maschine ein verbessertes Schwingungsverhalten beziehungsweise ein verbessertes NVH-Verhalten auf, wobei das Dichtungselement 40 dazu beiträgt, dass Schwingungen und Geräusche nicht oder lediglich in unwesentlicher Weise vom Stator 18 auf das Gehäuseelement 30 übertragen werden. Das Dichtungselement 40 wirkt also schwingungsmindernd. Aufgrund der speziellen Formgebung des Dichtungselements 40 ist dieses besonders weich und elastisch. Dadurch, dass sich der Kühlraum 12 in die Ausnehmung 60 erstreckt und dementsprechend das Kühlmedium 14 in die Ausnehmung 60 unter besonders gleichmäßiger Druckverteilung an dem Dichtungselement 40 durch dessen U-Form 46 eintreten kann, ist das Dichtungselement 40 selbstabdichtend. Darüber hinaus ist das Dichtungselement 40 einfach und kostengünstig herstellbar.In particular, due to the U-shape 46 the electric machine has an improved vibration behavior or an improved NVH behavior, wherein the sealing element 40 contributes to the fact that vibrations and noises are not or only insignificantly from the stator 18 on the housing element 30 be transmitted. The sealing element 40 thus reduces vibration. Due to the special shape of the sealing element 40 This is especially soft and elastic. Because of that, the fridge 12 into the recess 60 extends and accordingly the cooling medium 14 into the recess 60 under a particularly uniform pressure distribution on the sealing element 40 by its U-shape 46 can enter is the sealing element 40 self-sealing. In addition, the sealing element 40 easy and inexpensive to produce.

Die U-Form 46 des vorliegend als Ringdichtung ausgebildeten Dichtungselements 40 ist insgesamt seitlich in Richtung des Kühlraums 14 beziehungsweise eines Kühlmantels der elektrischen Maschine geöffnet, sodass eine entsprechende Ausnehmungsöffnung der Ausnehmung 60 (welche die U-Form 46 aufweist) mit dem Mediendruck des Kühlmediums 14 beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist. Die jeweiligen Dichtbereiche 42, 44, welche auch als jeweilige Seitenteile des Dichtungselements 40 bezeichnet werden können, werden durch den Mediendruck sowie die Vorspannkraft flächig an das Gehäuseelement 30 beziehungsweise an das Statorelement 20 angepresst, ohne dass das Dichtungselement 40 selbst starr mit dem Gehäuseelement 30 beziehungsweise dem Statorelement 20 in Kontakt stehen muss.The U-shape 46 the present case designed as a ring seal sealing element 40 is overall laterally in the direction of the refrigerator 14 or a cooling jacket of the electric machine open, so that a corresponding recess opening of the recess 60 (which the U-shape 46 having) with the media pressure of the cooling medium 14 can be acted upon or acted upon. The respective sealing areas 42 . 44 . which also as respective side parts of the sealing element 40 can be designated, are flat by the media pressure and the biasing force to the housing element 30 or to the stator 20 pressed without the sealing element 40 even rigid with the housing element 30 or the stator element 20 must be in contact.

Das Dichtungselement 40 ermöglicht eine weiche und schwingungsübertragungsarme mechanische Kopplung zwischen dem Gehäuseelement 30 und dem Statorelement 20 (Statorträger der elektrischen Maschine). Dadurch wird eine etwaige Schwingungsanregung des Gehäuseelements 30, welches ein passives Bauteil der elektrischen Maschine darstellt, durch den Stator 18 beziehungsweise das Statorelement 20, welches auch als aktiv angeregtes Bauteil bezeichnet werden kann, reduziert.The sealing element 40 allows a soft and low vibration mechanical coupling between the housing member 30 and the stator element 20 (Stator of the electric machine). This will cause any vibration excitation of the housing element 30 , which represents a passive component of the electric machine, by the stator 18 or the stator element 20 , which can also be referred to as an actively excited component, reduced.

Aus dem Stand der Technik bekannte, gewöhnliche O-Ringe geben bei Kompression nur geringfügig nach und sind bedingt steif. Dadurch erfolgt eine relativ steife Kopplung zwischen jeweiligen, abzudichtenden Komponenten, welche mittels des O-Rings verspannt werden. Durch das Dichtungselement 40 können diese Nachteile überwunden werden. Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Dichtlippen bekannt, welche oftmals aus komplexen und aufwändigen Geometrien bestehen. Trotz dieser Geometrien ist eine Dichtigkeit nicht zuverlässig gewährleistet beziehungsweise erfordert komplexe Betriebsbedingungen und Lastkollektive (und anderem Anpresskräfte). Auch dieser Nachteil wird durch das vorliegende Dichtungselement 40 überwunden. Ein besonderer Vorteil des Dichtungselements 40 besteht darin, dass durch dieses eine im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Dichtungen verbesserte Dichtigkeit erzielt werden kann, zumal unter Einfluss des Mediendrucks (Betriebsdruck) ein jeweils dichtendes Material des Dichtungselements 40 gleichmäßig fließen kann. Das dichtende Material kann vorliegend der ersten Lage 50 zugeordnet sein.Conventional O-rings known from the prior art yield only slightly upon compression and are conditionally stiff. This results in a relatively stiff coupling between respective components to be sealed, which are clamped by means of the O-ring. Through the sealing element 40 These disadvantages can be overcome. In addition, known from the prior art sealing lips, which often consist of complex and complex geometries. Despite these geometries, tightness is not reliably guaranteed or requires complex operating conditions and load collectives (and other contact forces). This disadvantage is also caused by the present sealing element 40 overcome. A particular advantage of the sealing element 40 is that by this one in comparison to known from the prior art seals improved tightness can be achieved, especially under the influence of the media pressure (operating pressure) a respective sealing material of the sealing element 40 can flow evenly. The sealing material may present the first layer 50 be assigned.

Bei der vorliegenden Dichtanordnung 10 kann die Verwendung aufwändiger Profil-Geometrien, wie beispielsweise Dichtlippen, entfallen. Komplexe Dichtungsgeometrien, welche entsprechend komplexe Last- und Betriebskollektive zur Funktionserfüllung erfordern, sind ebenfalls nicht nötig. Durch den Einsatz des Dichtungselements 40 kann auf derartige Profil-Geometrien beziehungsweise andere komplexe Dichtungsgeometrien verzichtet werden.In the present sealing arrangement 10 The use of complex profile geometries, such as sealing lips omitted. Complex seal geometries, which require correspondingly complex load and work collectives to fulfill the function, are likewise not necessary. Through the use of the sealing element 40 can be dispensed with such profile geometries or other complex sealing geometries.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Dichtanordnungsealing arrangement
1212: Kühlraumrefrigerator
1414: Kühlmediumcooling medium
1616: UmgebungSurroundings
1818: Statorstator
2020: Statorelementstator
3030: Gehäuseelementhousing element
4040: Dichtungselementsealing element
4242: erster Dichtbereichfirst sealing area
4444: zweiter Dichtbereichsecond sealing area
4646: U-FormU-shape
5050: erste Lagefirst location
5252: zweite Lagesecond location
5454: dritte Lagethird location
6060: Ausnehmungrecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102017007533 A1 [0003]
DE 102009000010 A1 [0004]

Claims

A sealing arrangement (10), in which a stator element (20) of an electric machine is arranged on a housing element (30) of the electrical machine to form a cooling space (12), for guiding a cooling medium (14), and in which the space between the stator element (30). 20) and the housing element (30) formed cooling space (12) by means of a sealing element (40) against an environment (16) from leakage of the cooling medium (14) is sealed, characterized in that the sealing element (40) has two interconnected sealing areas ( 42, 44), of which a first sealing region (42) sealingly faces the housing element (30) and a second sealing region (44) sealingly faces the stator element (20) and the cooling chamber (12) at least partially into one, through the two sealing regions (42, 44) extending limited recess (60) of the sealing element (40).

Sealing arrangement (10) according to Claim 1 , characterized in that the two sealing regions (42, 44) in the cross section of the sealing element (40) form a U-shape (46) or a V-shape with each other.

Sealing arrangement (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the sealing element (40) comprises a plurality of interconnected layers (50, 52, 54).

Sealing arrangement (10) according to Claim 3 , characterized in that a first layer (50) of the plurality of layers (50, 52, 54) on the one hand sealingly against the stator element (20) and on the other hand sealingly against the housing element (30) and that a second layer (52) of the plurality at positions (50, 52, 54) directly the recess (60) limited.

Sealing arrangement (10) according to Claim 4 , characterized in that the first layer (50) and the second layer (52) are formed from mutually different materials and / or have different elasticities from each other.

Sealing arrangement (10) according to Claim 4 or 5 , characterized in that a third layer (54) of the plurality of layers (50, 52, 54) is formed as an intermediate layer, which is arranged between the first layer (50) and the second layer (52).

Sealing arrangement (10) according to Claim 6 , characterized in that the third layer (54) is formed of a material different from the first layer (50) and the second layer (52) and / or one of the first layer (50) and the second layer (52 ) has different elasticity.