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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Elektromotors. Außerdem betrifft die Erfindung einen Elektromotor, umfassend ein derartiges Gehäuse. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gehäuses.
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Aus dem Stand der Technik sind Elektromotoren bekannt. Diese weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, das zum Aufnehmen eines Stators ausgebildet ist. Zum Entwärmen des Stators weist der Gehäuse einen Kühlkanal auf.
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Wird eine Wicklung des Stators bestromt, so erfolgt eine elektrische Anregung des Stators. Dadurch werden Anziehungskräfte und Abstoßungskräfte zwischen einzelnen Zähnen des Stators erzeugt, die ein Joch des Stators verformen. Dies hat zur Folge, dass das Joch auf Biegung belastet wird. Infolgedessen entstehen an dem Außendurchmesser des Stators Konturerhöhungen und Vertiefungen, die als Eigenmoden des Stators bekannt sind und zur Folge haben, dass Schallwellen abgestrahlt werden.
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Aus der
FR 3041832 A1 ist ein zweiteiliges Gehäuse bekannt. Bei diesem wird in ein Außengehäuse eine zusätzliche Innenwand eingebracht, die den Kühlkanal definiert. Dabei ist die Innenwand nichttragend ausgeführt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Gehäuse eines Elektromotors erlaubt ein wirkungsvolles Entkoppeln eines Statorgehäuses von einem Systemgehäuse des gesamten Elektromotors. Hierzu ist insbesondere erreicht, dass eine Schallentwicklung gedämpft ist, während gleichzeitig eine Entwärmung sichergestellt ist.
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Insbesondere ist ein zweiteiliges Gehäuse vorhanden, das eine Innenwand und eine Außenwand aufweist, wobei die Innenwand zum Tragen des Stators ausgebildet ist. Die Innenwand weist außerdem Maßnahmen zur Vermeidung von Geräuschen, Vibrationen und Rauigkeiten (NVH, Noise Vibration, Harshness), auf.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse eines Elektromotors umfasst ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement. Das erste Gehäuseelement ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Mittelachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende. Das erste Gehäuseelement ist zum Aufnahmen eines Stators des Elektromotors ausgebildet. Insbesondere umschließt das rohrförmige erste Gehäuseelement den Stator entlang einer Umfangsfläche. Das zweite Gehäuseelement dient zur Aufnahme des ersten Gehäuseelements. Das erste Gehäuseelement weist zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende einen Mittelabschnitt auf. In radialer Richtung bezüglich der Mittelachse gesehen verbleibt zwischen dem Mittelabschnitt und dem zweitem Gehäuseelement ein Ringspalt zur Bildung eines Kühlkanals, sodass in dem Ringspalt ein Kühlmedium strömen kann. Es ist vorgesehen, dass das erste Ende und das zweite Ende an dem zweiten Gehäuseelement anliegen. Insbesondere ist somit ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiger Hohlraum zwischen erstem Gehäuseelement und zweitem Gehäuseelement abgegrenzt. Auch ist vorgesehen, dass das zweite Gehäuseelement das erste Gehäuseelement trägt, wobei das erste Gehäuseelement über das erste Ende und das zweite Ende an dem zweiten Gehäuseelement abgestützt ist. Das erste Gehäuseelement weist außerdem zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende zumindest eine wellrohrförmige Faltung auf. Dies bedeutet, dass das erste Gehäuseelement pro Faltung zumindest zwei in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse verlaufende Schenkelabschnitte umfasst. Durch die zumindest eine Faltung verläuft die Außenwand des ersten Gehäuseelements mäanderförmig. Dadurch ergeben sich insbesondere abwechselnd niedrige und hohe Widerstandsmomente in Anregungsrichtung des Stators, so dass radiale Versteifungen vorhanden sind. Aufgrund des Widerstandmoments wirkt sich jeder Teilabschnitt durch eine vierte Potenz auf die Verformbarkeit aus. Somit ergeben bereits geringe Zunahmen der radialen Abmessungen der Schenkelabschnitte, um verhältnismäßig große Versteifungen zu generieren. Durch den Übergang von einem radial ausgerichteten Teilabschnitt zu einem weiteren radial ausgerichteten Teilabschnitt werden Verformungskräfte, die von dem Stator ausgehen, in elastische Verformungsarbeit des ersten Gehäuseelements umgewandelt. Diese elastische Verformungsarbeit resultiert in zusätzlicher Abwärme, die durch bereits vorhandene Mittel des Gehäuses abgeführt werden können. Da das Gehäuse bereits zum Abführen von Wärme des Stators ausgebildet ist, stellt das zusätzliche Abführen der durch Verformungsarbeit generierten Wärme keinen Aufwand dar. Das Gehäuse ist vielmehr einfach und aufwandsarm zu fertigen. Gleichzeitig ist eine zuverlässige Kühlung des Stators sowie eine Entkopplung des Stators von dem zweiten Gehäuseelement erreicht, da sich Bewegungen und insbesondere Schallemissionen nicht oder zumindest gedämpft auf das zweite Gehäuseelement übertragen lassen.
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Jeder der wellrohrförmigen Faltung weist in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse gesehen zu dem zweiten Gehäuseelement einen ersten Abstand auf. Dieser Abstand ist eine kürzeste Entfernung der Oberfläche des Mittelabschnitts des ersten Gehäuseelements an der Faltung und der Oberfläche des zweiten Gehäuseelements. Außerdem ist vorgesehen, dass benachbarte Schenkelabschnitte jeder Faltung einen zweiten Abstand aufweisen, der geringer ist als eine Wandstärke des Mittelabschnitts ersten Gehäuseelements. Der zweite Abstand bemisst sich insbesondere ebenfalls zwischen gegenüberliegenden Oberflächen der benachbarten Schenkelabschnitte. Insbesondere sind diese Oberflächen parallel zueinander ausgerichtet. Ist dies nicht er Fall, so ist der Abstand die insbesondere die maximale Entfernung zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen zweier benachbarter Schenkelabschnitte einer Faltung. Ein Abstand der Schenkelabschnitte ist geringer als eine Wandstärke des ersten Gehäuseelements. Auf diese Weise ist ein sehr geringer Bauraumbedarf für die zumindest eine Faltung notwendig. Somit sind Außenabmessungen des Gehäuses nicht oder nahezu nicht größer als Abmessungen herkömmlicher Gehäuse. Gleichzeitig lassen sich aber die zuvor beschriebenen Vorteile hinsichtlich Entkoppelbarkeit von zweitem Gehäuseelement und Stator erreichen.
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Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Faltungen jeweils an den Enden der Schenkelabschnitte eine verringerte Wandstärke aufweisen. Dies vereinfacht den Herstellungsvorgang der Faltungen.
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Der Mittelabschnitt des ersten Gehäuseelements weist an seinem dem ersten Ende zugewandten Ende vorteilhafterweise eine erste Faltung auf. An seinem dem zweiten Ende zugewandten Ende weist der Mittelabschnitt des ersten Gehäuseelements bevorzugt eine zweite Faltung auf. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zwischen der ersten Faltung und der zweiten Faltung zumindest eine dritte Faltung, insbesondere mehrere dritte Faltungen, angeordnet. Insbesondere weisen die erste Faltung und/oder die zweite Faltung eine größere Anzahl von Schenkelabschnitten auf, als die dazwischen liegende eine dritte Faltung oder dazwischen liegenden mehreren dritten Faltungen. Durch die Verteilung der einzelnen Faltungen ist sichergestellt, dass eine Verformung des Stator zuverlässig in eine elastische Verformungsarbeit des ersten Gehäuseelements gewandelt wird. Somit kann ein Dämpfen der Geräuschentwicklung des Stators zuverlässig ausgeführt werden. Die zumindest eine dritte Faltungen an dem Mittelabschnitt hat insbesondere die Aufgabe die Kühlmantelfläche in zwei oder mehrere Ringabschnitte zu unterteilen. Durch genau positionierte Aussparungen, beispielsweise ausgefräste Taschen am Außengehäuse entstehen Überströmbereiche, an denen der Kühlstrom von einem Fluss-Ring zum anderen geleitet wird. Dadurch kann beispielsweise bei drei Ringen der Einlass und der Auslass wechselseitig gegenüber angeordnet werden.
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Bevorzugt weist das zweite Gehäuseelement zumindest eine Aussparung auf. Die Aussparung ist insbesondere spanabhebend in eine Gehäusewand des zweiten Gehäuseelements eingebracht. Die Aussparung ist gegenüberliegend zu der dritten Faltung ausgebildet. Somit ist ein Abstand von dritter Faltung zu zweitem Gehäuseelement vergrößert, wodurch ein Fluidstrom über die dritte Faltung hinweg erfolgen kann. Dadurch ist insbesondere zumindest ein Überströmbereich zur Verfügung gestellt, durch den ein Fluidstrom, insbesondere ein Kühlmittelstrom, verlustarm über die dritte Faltung führt. Dies erlaubt einen Kühlmittelstrom in Achsrichtung mäanderförmig in dem Ringspalt strömen zu lassen.
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Vorteilhafterweise weist das erste Gehäuseelement am Übergang zum Mittelabschnitt jeweils einen Absatz aufweist. Dadurch ist insbesondere ein Abdichten des ersten Gehäuseelements gegenüber dem zweiten Gehäuseelement an dem ersten Ende und dem zweiten Ende vereinfacht. Außerdem kann der Mittelbereich vorteilhaft ausgeformt werden.
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Das erste Ende und das zweite Ende des ersten Gehäuseelements weisen jeweils einen Außenumfang auf, der zylinderförmig ausgebildet ist. Insbesondere umfasst der Außenumfang eine ringförmige Nut zur Aufnahme eines Dichtelements umfasst. Durch das Dichtelement sind das erste Ende und das zweite Ende gegenüber dem zweiten Gehäuseelement fluiddicht abgedichtet. Durch das fluiddichte Abdichten ist ein fluiddichter Hohlraum geschaffen, so dass der Ringspalt zwischen erstem Gehäuseelement und zweitem Gehäuseelement als Führung für ein Kühlmedium dienen kann. Somit lässt sich der Stator einfach und aufwandsarm entwärmen. Zusätzlich lässt sich das erste Gehäuseelement entwärmen, das Bewegungen des Stators in elastische Verformungen wandelt und somit Verlustwärme generiert.
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Eine radiale Abmessung des ersten Gehäuseelements an jeder Faltung ist vorteilhafterweise geringer als an dem ersten Ende und/oder dem zweiten Ende. Dies ist insbesondere daher vorteilhaft, da dann lediglich das erste Ende und das zweite Ende an dem zweiten Gehäuseelement anliegen. Alle anderen Bereiche des ersten Gehäuseelements und des zweiten Gehäuseelements, insbesondere die zumindest eine Faltung, liegt nicht an dem zweiten Gehäuseelement an. Besonders vorteilhaft weist jede Faltung eine radiale Abmessung auf, die so gering ist, dass auch bei Verformung des Stators aufgrund von Eigenmoden ein Anliegen der Faltung an dem zweiten Gehäuseelement vermieden ist. Dies führt insbesondere auch dazu, dass die zuvor beschriebenen Dichtelemente das erste Gehäuseelement sicher und zuverlässig fluiddicht gegen das zweite Gehäuseelement abdichten können.
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Das Gehäuse weist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Stirnflächenelement auf. Das Stirnflächenelement ist bewegungsfest an dem zweiten Gehäuseelement angebracht. Außerdem greift das Stirnflächenelement in stirnseitige Ausnehmungen des ersten Gehäuseelements ein. Wie zuvor beschrieben, ist das erste Gehäuseelement bevorzugt entlang einer Umfangsfläche des Stators angebracht. Das Stirnflächenelement hingegen dient zum Abdecken einer Stirnseite des Stators. Gleichzeitig dient das Stirnflächenelement zum Aufnehmen eines Drehmoments von dem Stator, in dem das Stirnflächenelement in die stirnseitigen Ausnehmungen des Gehäuseelements eingreift. Somit ist eine Rotation des Stators relativ zu dem Stirnflächenelement nicht möglich. Insbesondere ist eine formschlüssige Verbindung gegeben. Da das Stirnflächenelement bewegungsfest an dem zweiten Gehäuseelement angebracht ist, ist auch ein relatives Bewegen von Stator und zweiten Gehäuseelement nicht möglich. Somit ist der Stator an dem zweiten Gehäuseelement drehfest abgestützt. Besonders vorteilhaft ist das Stirnflächenelement mit dem zweiten Gehäuseelement verschraubt.
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Das erste Gehäuseelement ist bevorzugt aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material, besonders bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, gefertigt. Somit sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, um den Ringspalt als Kanal für Kühlmittel, insbesondere für Kühlfluide oder Kühlflüssigkeiten, zu verwenden. Ein in dem Ringspalt vorhandenes Kühlmedium kann somit nicht durch das erste Gehäuseelement zu dem Stator gelangen.
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Die Erfindung betrifft außerdem einen Elektromotor. Der Elektromotor umfasst ein Gehäuse wie zuvor beschrieben. Außerdem umfasst der Elektromotor einen Stator, der zum Antreiben eines Rotors dient. Der Stator ist vorteilhafterweise von dem ersten Gehäuseelement gehalten. Das erste Gehäuseelement ist somit tragend ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Stator lediglich mit dem ersten Gehäuseelement zu verbinden ist, um eine Aufhängung des Stators zu erreichen. Daher ist ermöglicht, dass Bewegungen des Stators sicher und zuverlässig durch das erste Gehäuseelement gedämpft werden können, indem besagte Verformungen in elastische Verformungsarbeit an dem ersten Gehäuseelement gewandelt werden.
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Bevorzugt ist der Elektromotor derart ausgebildet, dass der Stator in das erste Gehäuseelement eingepresst ist. Alternativ oder zusätzlich ist das erste Gehäuseelement auf den Stator aufgeschrumpft. Somit ist eine Ringspannung realisiert, die zu einer optimalen Wärmeübertragung von dem Stator zu dem ersten Gehäuseelement führt.
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Es ist außerdem besonders vorteilhaft, wenn der Stator und das erste Gehäuseelement einen identischen oder zumindest einen sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Insbesondere sollte eine Abweichung der Wärmeausdehnungskoeffizienten 10% nicht überschreiten. Somit ist verhindert, dass sich das erste Gehäuseelement und der Stator bei Temperaturänderungen unterschiedlich stark ausdehnen, um so zu verhindern, dass sich der Stator von dem ersten Gehäuseelement löst. In diesem Fall wäre einerseits eine Wärmeübertragung von dem Stator auf das erste Gehäuseelement als auch eine Drehmomentübertragung zwischen Stator und erstem Gehäuseelement nicht mehr oder zumindest nur eingeschränkt möglich. Dies ist durch einen identischen Wärmeausdehnungskoeffizienten von erstem Gehäuseelement und Stator verhindert.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses wie zuvor beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Zunächst erfolgt ein Bereitstellen eines hohlzylinderförmigen Ausgangselements. Das hohlzylinderförmige Ausgangselement ist insbesondere ein Rohrelement. In das Ausgangselement erfolgt in einem nächsten Schritt ein Einbringen von zumindest einer wellenartigen radialen Verformung. Diese wellenartige radiale Verformung wurde insbesondere durch Rollieren in das Ausgangselement eingebracht. Die Verformung wird insbesondere an einer solchen Stelle eingebracht, an der eine Faltung angeordnet werden soll. Werden mehrere wellenartige radiale Verformungen aneinander anschließend in das Ausgangselement eingebracht, so lässt sich durch die Anzahl der Verformungen die Anzahl der radial ausgerichteten Schenkelabschnitte der Faltung einstellen. Zuletzt erfolgt ein axiales Pressen des Ausgangselements. Da das Ausgangselement die zumindest eine radiale Verformung aufweist, erfolgt ein Falten der Verformung zu der zuvor beschriebenen Faltung. Insbesondere erfolgt ein axiales Pressen solange, bis die Flanken der radialen Verformung radial ausgerichtet sind und somit die Schenkelabschnitte der Faltung bilden. Durch ein solches Verfahren wird insbesondere erreicht, dass die Schenkelabschnitte einen Abstand zueinander aufweisen, der geringer ist als eine Wandstärke des ersten Gehäuseelements. Dieser Abstand gilt insbesondere für benachbarte Schenkelabschnitte.
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Besonders vorteilhaft wird das Verfahren ausgeführt, in dem vor dem Einbringen der radialen Verformung in das Ausgangselement ein Aufweiten des Ausgangselements auf einen Zieldurchmesser erfolgt. Der Zieldurchmesser ist zumindest so groß, dass der aufzunehmende Stator innerhalb des hohlzylinderförmigen Ausgangselements angeordnet werden kann. Somit kann das Ausgangselement als erstes Gehäuseelement zum Aufnehmen des Stators verwendet werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Abbildung eines Elektromotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfassend ein Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine schematische Detailansicht des Gehäuses gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 3 eine schematische Ansicht eines Fertigungsprozesses des ersten Gehäuseelements des Gehäuses gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 4 eine schematische räumliche Repräsentation des ersten Gehäuseelements des Gehäuses gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 5 eine schematische Darstellung eines Teilbereichs des Gehäuses gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt schematisch einen Elektromotor 2 mit einem Gehäuse 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Elektromotor 2 umfasst einen Stator 5 sowie einen Rotor 15. Der Rotor 15 wird durch den Stator 5 angetrieben. Dabei ist der Rotor 15 über Lager 16 an dem Gehäuse 1 des Elektromotors 2 gelagert. Ebenso ist der Stator 5 an dem Gehäuse 1 des Elektromotors 2 aufgenommen. Das Gehäuse 1 dient somit zum Abstützen des Stators 5 gegenüber dem Rotor 15.
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Das Gehäuse 1 erlaubt eine Dämpfung von Bewegungen des Stators 5. So ist der Stator 5 von einem Gehäuseelement 3 aufgenommen. Das erste Gehäuseelement 3 ist insbesondere auf den Stator 5 aufgeschrumpft oder der Stator 5 ist in das erste Gehäuseelement 3 eingepresst. Das erste Gehäuseelement 3 weist eine im Wesentlichen hohlzylinderförmige Kontur auf und umgibt den Stator 5 entlang seiner Umfangsfläche. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stator 5 und das erste Gehäuseelement 3 einen identischen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Durch das Einpressen des Stators 5 in das erste Gehäuseelement 3 und/oder das Aufschrumpfen des ersten Gehäuseelements 3 auf den Stator 5 wird eine Ringspannung generiert. Durch diese Ringspannung ist einerseits eine optimale Wärmeübertragung des Stators auf das erste Gehäuseelement erreicht. Andererseits ist der Stator 5 drehfest mit dem ersten Gehäuseelement 3 verbunden.
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Das erste Gehäuseelement 3 ist von einem zweiten Gehäuseelement 4 aufgenommen. Zwischen dem ersten Gehäuseelement 3 und dem zweiten Gehäuseelement 4 verbleibt ein Ringspalt 10, der als Kühlkanal verwendet wird. Somit strömt innerhalb des Kühlkanals ein Kühlmedium, das zum Kühlen des ersten Gehäuseelements 3 und des Stators 5 dient. Es ist vorgesehen, dass das erste Gehäuseelement 3 fluidundurchlässig ausgebildet ist, so dass das Kühlmedium nicht durch die Wand des ersten Gehäuseelements 3 zu dem Stator 5 gelangen kann. Außerdem ist das erste Gehäuseelement 3 über Dichtelemente 17, insbesondere Dichtringe, gegenüber dem zweiten Gehäuseelement 4 abgedichtet. Zur Aufnahme der Dichtelemente 17 weisen das erste Ende 6 und das zweite Ende 7 des ersten Gehäuseelements 3 jeweils einen Außenumfang auf, der zylinderförmig ausgebildet ist und jeweils eine ringförmige Nut 21 (vgl. 2) zur Aufnahme des Dichtelements 17 umfasst. Durch das Dichtelement sind das erste Ende 6 und das zweite Ende 7 sicher und zuverlässig gegenüber dem zweiten Gehäuseelement 4 fluiddicht abgedichtet. Somit ist der Ringspalt als abgedichteter Kühlkanal verwendbar, wobei lediglich eine Kühlmittelzufuhr und eine Kühlmittelabfuhr bereitzustellen sind.
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Um Eigenbewegungen des Stators 5 zu dämpfen, weist das erste Gehäuseelement 3 Faltungen 8 auf. So ist vorgesehen, dass sich das erste Gehäuseelement 3 entlang einer Mittelachse 100 zwischen einem ersten Ende 6 und einem zweiten Ende 7 erstreckt, wobei zwischen dem ersten Ende 6 und dem zweiten Ende 7 ein Mittelbereich 19 vorhanden ist. An demjenigen Ende des Mittelbereichs 19, das dem ersten Ende 6 zugewandt ist, befindet sich eine erste Faltung 8a. An demjenigen Ende des Mittelbereichs 19, das dem zweiten Ende 7 zugewandt ist, befindet sich eine zweite Faltung 8b. Unmittelbar an dem ersten Ende 6 und unmittelbar an dem zweiten Ende 7 ist jeweils einer der beschriebenen Dichtelemente 17 angebracht. Es ist vorgesehen, dass lediglich das erste Ende 6 und das zweite Ende 7, nicht aber der Mittelbereich 19 an dem zweiten Gehäuseelement 4 anliegt. Zwischen der ersten Faltung 8a und der zweiten Faltung 8b befindet sich vorteilhafterweise zumindest eine dritte Faltung 8c. Insbesondere können mehrere dritte Faltungen 8c vorhanden sein.
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Bei jeder Faltung 8 ist die Außenwand des ersten Gehäuseelements 3 verformt, so dass Schenkelabschnitte 9 entstehen, die bezüglich der Mittelachse 100 radial ausgerichtet sind. Durch die radial ausgerichteten Schenkelabschnitte ist eine Versteifung des ersten Gehäuseelements gewährleistet. Durch die Übergänge zwischen den Schenkelabschnitten 9 ist eine Eigenbewegung des Stators 5 in elastische Verformungsarbeit an dem ersten Gehäuseelement 3 realisiert. Dies führt dazu, dass Eigenbewegungen des Stators 5 zu Verlustwärme gewandelt werden, wodurch die Eigenbewegungen des Stators 5 gedämpft werden. Die entstehende Verlustwärme kann einfach und aufwandsarm durch das Kühlmedium innerhalb des Ringspalts 10 abgeführt werden. Gleichzeitig ist verhindert oder zumindest erschwert, dass sich Bewegungen des Stators 5 auf das zweite Gehäuseelement 4 übertragen. Somit ist das zweite Gehäuseelement 4 von dem Stator 5 entkoppelt.
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Durch die erste Faltung 8a und die zweite Faltung 8b erfolgt vorteilhafterweise außerdem eine Durchmesserabstufung des ersten Gehäuseelements 3. So ist insbesondere der Durchmesser an dem ersten Ende 6 und an dem zweiten Ende 7 größer als an einem Bereich zwischen dem ersten Ende 6 und dem zweiten Ende 7. Dadurch ist einfach und aufwandsarm sichergestellt, dass nur das erste Ende 6 und das zweite Ende 7 an dem zweiten Gehäuseelement 4 anliegen.
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In 2 ist die zweite Faltung 8b an dem zweiten Ende 7 schematisch in einer Detailansicht gezeigt. Die erste Faltung 8a verläuft analog an dem ersten Ende 6. Die erste Faltung 8a und die zweite Faltung 8b weisen drei parallele Schenkelabschnitte 9 auf. Dadurch ist die Durchmesserabstufung gegeben. Die eine dritte Faltung 8c oder die mehreren dritten Faltungen 8c hingegen weist bzw. weisen nur zwei parallele Schenkelabschnitte 9 auf, weswegen an der dritten Faltung 8c keine Durchmesserabstufung vorhanden ist.
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Um das Gehäuse 1 kompakt auszubilden, ist vorgesehen, dass ein Abstand benachbarter Schenkelabschnitte 9 geringer ist als eine Wandstärke des ersten Gehäuseelements 3. Somit ist einerseits die zuvor beschriebene Dämpfwirkung gegeben, andererseits ist durch die Faltungen 8 eine Gesamtabmessung des Gehäuses 1 gegenüber dem Stand der Technik nicht oder nahezu nicht vergrößert.
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Eine radiale Erstreckung des ersten Gehäuseelements 3 an jeder Faltung 8 ist bevorzugt kleiner als die radiale Erstreckung an dem ersten Ende 6 und/oder dem zweiten Ende 7. Somit ist verhindert, dass die Faltungen 8 an dem zweiten Gehäuseelement 4 anliegen. Es liegt daher lediglich das erste Ende 6 und das zweite Ende 7 an dem zweiten Gehäuseelement an. Somit ist einerseits die Abdichtwirkung des Dichtelements 17 sichergestellt, andererseits können die Faltungen 8 ihre Dämpfwirkung vollständig entfalten.
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Die dritte Faltung 8c ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass ein Überströmen von Kühlmedium minimiert ist. Auf diese Weise lassen sich einfach und aufwandsarm parallel gerichtete Kühlkanäle an der Außenseite des ersten Gehäuseelements 3 anbringen. So sind lediglich an dem zweiten Gehäuseelement 4 ein oder mehrere definierte Übergange zwischen dem durch die eine dritte Faltung 8c oder die mehreren dritten Faltungen 8c abgegrenzten Bereichen vorzusehen. Ein solcher Übergang ist insbesondere durch zumindest eine Aussparung 18 (vgl. 1) gebildet, die gegenüberliegend zu der dritten Faltung 8c ausgebildet ist. Die Aussparung erstreckt sich insbesondere nur teilweise um einen Umfang des zweiten Gehäuseelements 4. Dadurch ist ermöglicht, dass das Kühlmedium entlang der Mittelachse 100 mäanderförmig durch den Ringspalt 10 strömt. Die Aussparung 18 kann durch Materialabtrag mittels Zerspanen am zweiten Gehäuseelement 4 erstellt werden, insbesondere in Bereichen, in denen es designbedingt zu Materialanhäufungen kommt. Da jede Faltung 8 nicht an dem zweiten Gehäuseelement 4 anliegt, verbleibt ein einen Spalt bildender erster Abstand X, durch den Kühlmedium als Nebenstrom fließen kann. Es ist vorgesehen, dass der erste Abstand X im Bereich weniger zehntel Millimeter liegt, so dass der Anteil des über die Faltungen 8 strömenden Kühlmediums minimiert ist. Insbesondere ist dies für die dritte Faltung 8c vorteilhaft, da so, wie zuvor beschrieben, Kühlkanäle definiert werden können. Dadurch lässt sich der Hauptstrom des Kühlmediums durch die zumindest eine dritte Faltung 8c lenken.
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Der erste Abstand X bestimmt sich als kürzester Abstand zwischen einer Oberfläche der Faltung 8 und einer Oberfläche des zweiten Gehäuseelements 4, wobei sich diese Oberflächen gegenüber liegen. Weiterhin ist ein zweiter Abstand Y definiert, der zwischen den einander zugewandten Oberflächen benachbarter Schenkelabschnitte 9 jeder Faltung 8 ist. Diese Oberflächen sind insbesondere parallel ausgebildet. Ist dies nicht der Fall, so ist der der zweite Abstand Y ein maximaler Abstand zwischen diesen Oberflächen. Der zweite Abstand Y ist geringer als eine Wandstärke Z des Mittelabschnitts 19. Somit sind kompakte Faltungen 8 realisiert.
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Die Faltungen 8 weisen jeweils an den Enden der Schenkelabschnitte 9 eine verringerte Wandstärke Z auf. Somit lassen sich die Faltungen 8 einfach und aufwandsarm fertigen. Außerdem weist das erste Gehäuseelement 3 am Übergang zum Mittelabschnitt 19 jeweils einen Absatz 20 auf.
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3 zeigt schematisch drei Schritte während eines Herstellungsprozesses des ersten Gehäuseelements 3. Dazu erfolgt zunächst ein Bereitstellen eines hohlzylinderförmigen Ausgangselements 13. Bei dem Ausgangselement 13 kann es sich beispielsweise um ein nahtlosgezogenes Hydraulikzylinderrohr handeln. Ein solches Hydraulikzylinderrohr weist bereits in seinem Ausgangszustand ein homogenes und druckdichtes Gefüge auf. Alternativ kann auch ein geschweißtes DOM-Rohr verwendet werden, das anschließend normalgeglüht wurde. Solche Materialien lassen sich in unterschiedlichen Festigkeitsklassen beziehen.
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Als erster Schritt erfolgt ein Aufweiten 200 des hohlzylinderförmigen Ausgangselements auf einen Zieldurchmesser. Der Zieldurchmesser ist so groß, dass der Stator 5 in das Ausgangselement 13 eingebracht werden kann. Insbesondere kann das Einbringen durch Aufschrumpfen erfolgen, so dass ein Innendurchmesser des Ausgangselements 13 geringfügig kleiner ist als ein Außendurchmesser des Stators 5.
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Nach dem Aufweiten erfolgt ein Einbringen 300 mehrerer wellenartiger Verformungen. Das Einbringen erfolgt vorteilhafterweise durch Rollieren. Dabei stellt jede wellenartige Verformung einen Bereich an dem Ausgangselement 13 dar, der zu einer Faltung 8 gewandelt werden soll. In einem letzten Schritt erfolgt ein axiales Pressen 400, um die Verformungen 14 zu Faltungen zu wandeln. Insbesondere erfolgt durch das axiale Pressen das Ausrichten der radialen Schenkelabschnitte 9 und ein Verringern des Abstands der benachbarten radialen Schenkelabschnitte jeder Faltung auf einen Wert, der geringer als eine Wandstärke des ersten Gehäuseelements ist. Somit ist das erste Gehäuseelement 3 gefertigt. In dem ersten Gehäuseelement 3 kann dann der Stator 5 aufgenommen werden. Um eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Gehäuseelement 3 und dem zweiten Gehäuseelement 4 und damit zwischen dem zweiten Gehäuseelement 4 und dem Stator 5 zu ermöglichen, weist das erste Gehäuseelement 3 stirnseitige Vertiefungen 12 auf. Dies ist in 4 gezeigt. Insbesondere wird dadurch eine Kronenverzahnung hergestellt. In die Kronenverzahnung, d.h. in die stirnseitigen Ausnehmungen 12, greift ein Stirnflächenelement 11 ein. Das Stirnflächenelement 11 dient zum stirnseitigen Verschließen des ersten Gehäuseelements 3. Gleichzeitig mit dem Verschließen findet aufgrund der stirnseitigen Ausnehmungen 12 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Stirnflächenelement 11 und dem ersten Gehäuseelement 3 statt. Das Stirnflächenelement 11 wird mit dem zweiten Gehäuseelement 4 verschraubt, so dass das Stirnflächenelement 11 bewegungsfest an dem zweiten Gehäuseelement 4 angebracht ist. Somit ist erreicht, dass der Stator 5 fest mit dem zweiten Gehäuseelement 4 gekoppelt ist. Da an dem zweiten Gehäuseelement 4 über Lager 16 der Rotor 5 gelagert ist, kann eine relative Drehbewegung zwischen Stator 5 und Rotor 15 erreicht werden.
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Eine Flächenpressung zwischen dem Stirnflächenelement 11 und den stirnseitigen Ausnehmungen 12 lässt sich durch eine Anzahl und/oder Größe der stirnseitigen Ausnehmungen 12 einstellen. Auch kann die Flächenpressung durch Variation der Wandstärken des ersten Gehäuseelements 3 und des Stirnflächenelements 11 eingestellt werden. Somit lässt sich eine gewünschte Flächenpressung realisieren.
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Ist der Stator 5 in das erste Gehäuseelement 3 eingebracht, so erfolgt anschließend das Aufbringen des Stirnflächenelements 11. Durch Verschrauben des Stirnflächenelements 11 mit dem zweiten Gehäuseelement 4 erfolgt insbesondere das formschlüssige Verbinden zwischen Stirnflächenelement 11 und erstem Gehäuseelement 3 über die stirnseitigen Ausnehmungen 12 des ersten Gehäuseelements 3. Diese formschlüssige Verbindung ist bevorzugt spielfrei, so dass eine Drehmomentübertragung ohne Geräuschentwicklung ermöglicht ist.
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Durch das beschriebene Gehäuse des Elektromotors 2 ist somit eine Schallentwicklung des Stators 5 des Elektromotors 2 gedämpft. Dabei ist gleichzeitig ermöglicht, dass das erste Gehäuseelement 3 eine beidseitige Aufhängung des Stators 5 ermöglicht. Schließlich ist das beschriebene Gehäuse 1 einfach und aufwandsarm zu fertigen und kann somit kostengünstig für Elektromotoren 2 eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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