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Die Erfindung betrifft eine Leckageregelungsvorrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Leckageregelungsvorrichtung umfasst einen Leckagebehälter, welcher dazu eingerichtet ist, ein aus einem Kühlkreislauf der elektrischen Maschine austretendes Kühlmittel aufzunehmen. Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Maschine mit einer derartigen Leckageregelungsvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Leckageregelungsvorrichtung.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, dass bei einem Einsatz dynamischer Dichtungen in elektrischen Maschinen, wie beispielsweise Gleitringdichtungen, es zu einer Leckage, also dem Austritt einer Flüssigkeit, kommen kann. In der Regel ist die Leckagerate geringfügig. Je höher jedoch die Drehzahl einer elektrischen Maschine und/oder je größer ein Dichtungsdurchmesser der dynamischen Dichtung ist, desto höherer ist die Leckagemenge oder Leckagerate, also die Menge der austretenden Flüssigkeit.
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Um gerade hohen Leckageraten entgegenzuwirken, werden Leckagebehälter eingesetzt.
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Zur Verwendung eines Leckagebehälters beschreibt die
DE 10 2015 115 841 A1 eine Pumpen-Motor-Einheit, welche eine Pumpe mit einer Pumpenkammer, einer Abtriebswelle zum Antrieb der Pumpe, und ein in der Pumpenkammer angeordnetes Förderelement umfasst. Ferner weist die Pumpen-Motor-Einheit einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator auf. Ferner weist der Elektromotor eine Flüssigkeitskühlung auf, wofür zumindest ein Teil eines Leckagefluids der Pumpe durch den Elektromotor hindurchgeführt ist. Die Abtriebswelle weist einen Kanal auf, durch den das Leckagefluid aus der Pumpenkammer in den Elektromotor fließt.
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Des Weiteren beschreibt die
DE 10 2006 012 986 A1 eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Stellfläche eines Luftfahrzeugs mit einem elektrohydraulischen Aktuator, der einen Stellzylinder, eine Pumpe zur Druckfluidbeaufschlagung des Stellzylinders sowie einen Elektromotor zur Betätigung der Pumpe aufweist. Ferner weist der Elektromotor eine Flüssigkeitskühlung auf, wobei zur Kühlung des Elektromotors ein Leckagestrom der Pumpe über einen Leckagekanal durch den Elektromotor hindurchgeführt ist. Des Weiteren umfasst der Elektromotor einen Leckageabfluss, der mit einem Reservoir des Aktors verbindbar ist.
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Aus der
DE 44 31 834 A1 geht ein Überdruck-Kühlsystem für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine hervor. Das Überdruck-Kühlsystem weist einen Kühlmittelausgleichsbehälter, ein das Kühlsystem verschließendes Überdruckventil, eine Kühlmittelpumpe, wenigstens einen Leckageauffangbehälter und eine den Auffangbehälter und den Ausgleichsbehälter verbindende Rückführeinrichtung auf. Dem Ausgleichsbehälter ist ein eine gezielte temporäre Leckage von Luft in dem an sich geschlossenen Kühlsystem zulassendes Schwimmer-Öffnungsventil parallel geschaltet, wobei das Schwimmer-Öffnungsventil mit dem nach oben hin offenen Auffangbehälter verbunden ist.
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In der gattungsgemäßen Druckschrift
DE 10 2012 206 846 A1 ist eine Sicherheitsanordnung für eine Leckageflüssigkeit beschrieben. Die Sicherheitsanordnung ist fluidisch mit einem Leckagebehälter gekoppelt. Die Sicherheitsanordnung umfasst dabei einen inneren Raum, welcher dazu eingerichtet ist, die Leckageflüssigkeit von dem Leckagebehälter aufzunehmen.
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Die
DE 10 2012 203 697 A1 zeigt ein Leckagesystem einer elektrischen Maschine, bei dem die durch eine Dichtung tretenden Leckage einer Kühlflüssigkeit durch eine Schleuderscheibe in eine Leckagekammer geschleudert wird, um sich dort an einer Sammelstelle zu sammeln.
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Der Nachteil derartiger Leckagebehälter besteht darin, dass diese in regelmäßigen Wartungsintervallen zu prüfen sind. Wenn es zu einem Problem mit einer Dichtung, wie beispielsweise einer dynamischen Dichtung, kommt und das Fluid austritt, gelangt es in den Leckagebehälter. Füllt sich der Leckagebehälter bis zu einem bestimmten Flüssigkeitsniveau oder ist der Leckagebehälter voll, so wird die elektrische Maschine mit dem Fluid überflutet. Dies kann zu einer Beschädigung der elektrischen Maschine führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leckageregelungsvorrichtung bereitzustellen, mittels welcher auf besonders zuverlässige Art und Weise die Leckagemengen kontrollierbar sind, insbesondere um einem Überfluten des Leckagebehälters entgegenzuwirken.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leckageregelungsvorrichtung, durch eine elektrische Maschine mit einer Leckageregelungsvorrichtung, durch ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Leckageregelungsvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Entsprechend schlägt die Erfindung eine Leckageregelungsvorrichtung für eine elektrische Maschine vor. Die Leckageregelungsvorrichtung umfasst einen Leckagebehälter, welcher dazu eingerichtet ist, ein aus einem Kühlkreislauf der elektrischen Maschine austretendes Kühlmittel aufzunehmen. Mit anderen Worten ist der Leckagebehälter dazu eingerichtet, das austretende Kühlmedium zu sammeln. Mit „Leckagebehälter“ ist insbesondere ein Behältnis oder ein Container oder ein Gefäß gemeint, welches dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel aufzunehmen. Das Kühlmittel oder Kühlmedium kann in einem Kühlmittelkreislauf der elektrischen Maschine zirkulieren oder strömen oder gefördert werden. Das Kühlmittel ist bevorzugt als ein flüssiges Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, ausgebildet. Bei einem Defekt des Kühlmittelkreislaufs fließt oder strömt oder tritt das Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf aus in den Leckagebehälter. Beispielsweise tritt bei einem Defekt einer Gleitringdichtung der elektrischen Maschine das Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf der elektrischen Maschine in den Leckagebehälter.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leckageregelungsvorrichtung einen Leckageablassregler umfasst, welcher zumindest teilweise, also vollständig oder teilweise, in dem Leckagebehälter angeordnet ist und fluidisch mit dem Leckagebehälter gekoppelt ist. Mit „Leckageablassregler“ ist insbesondere eine Leckageablasseinrichtung gemeint, welche bevorzugt dazu eingerichtet ist, eine Leckage des Kühlmittels oder eine Kühlmittelmenge zu regeln oder zu steuern oder zu kontrollieren. Zum Beispiel kann der Leckageablassregler hierzu eine Kammer oder einen Raum aufweisen, wobei die Kammer des Leckageablassreglers fluidisch mit dem Leckagbehälter gekoppelt ist. Mit anderen Worten kann der Leckagbehälter fluidisch mit dem Leckageablassregler verbunden sein. Mit „fluidisch gekoppelt“ ist insbesondere gemeint, dass das Kühlmittel von dem Leckagebehälter in den Leckageablassregler fließen oder strömen kann. Der Leckageablassregler ist bevorzugt ferner dazu eingerichtet, einen Austritt des Kühlmittels an eine Umgebung zu verhindern oder zu unterbinden.
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Des Weiteren weist die Leckageregelungsvorrichtung ein Ablassventil auf, welches fluidisch mit dem Leckageablassregler gekoppelt ist. Mit anderen Worten kann der Leckageablassregler fluidisch mit dem Ablassventil verbunden sein. Mit „Ablassventil“ ist insbesondere ein Ventil gemeint, das dazu dient, etwas, bevorzugt das Kühlmittel, abzulassen. Bevorzugt ist das Ablassventil als ein automatisches, insbesondere vollautomatisches Ablassventil, ausgebildet. Bevorzugt ist das Ablassventil in dem Leckagebehälter oder dem Leckageablassregler zumindest teilweise, also vollständig oder teilweise, angeordnet oder aufgenommen. Besonders bevorzugt können das Ablassventil und der Leckageablassregler in dem Leckagebehälter eingesetzt sein.
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In Abhängigkeit von einem Flüssigkeitsspiegel des sich in dem Leckagebehälter befindenden Kühlmittels ist das Kühlmittel in dem Leckagebehälter und zumindest teilweise in dem Leckageablassregler aufgenommen oder zumindest teilweise von dem Leckageablassregler an das Ablassventil abgebbar. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit davon, wie der Leckagebehälter befüllt ist, das Kühlmittel in dem Leckagebehälter und ein Teil des Kühlmittels oder eine vorbestimmte Kühlmittelmenge in dem Leckageablassregler, insbesondere einer Kammer des Leckageablassreglers, aufgenommen sein oder das Kühlmittel kann von dem Leckageablassregler zu dem Ablassventil, insbesondere durch den Leckageablassregler, geleitet werden. Der Leckageablassregler bildet also bevorzugt ein Zwischenstück oder einen Zwischenpuffer zwischen dem Leckagebehälter und dem Ablassventil. Mit Flüssigkeitsspiegel ist insbesondere ein Flüssigkeitsstand oder ein Pegelstand oder ein Flüssigkeitsniveau des Kühlmittels in dem Leckagebehälter gemeint.
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Durch die Regelung der Leckageregelungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsniveau in dem Leckagebehälter kann verhindert werden, dass der Leckagebehälter vollläuft und das Kühlmittel in die elektrische Maschine eindringt und diese beschädigt.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Leckageablassregler dazu eingerichtet ist, ab einem vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel des Kühlmittels in dem Leckagebehälter das Kühlmittel zumindest teilweise aufzunehmen. Mit anderen Worten kann, sobald das Kühlmittel in dem Leckagebehälter einen bestimmten Pegel erreicht, ein Teil des Kühlmittels durch den oder in dem Leckageablassregler aufgenommen werden. Beispielsweise fließt das Kühlmittel ab einem bestimmten Minimalniveau - dem vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel - und/oder bei einer dynamischen Fahrzeugbewegung in den Leckageablassregler. Das Kühlmittel, welches in den Leckageablassregler eingeflossen ist, kann auf Grund der Prinzip fluidischen Kopplung zwischen dem Leckageablassregler und dem Leckagebehälter auch in den Leckagebehälter zurückfließen oder hin- und her fließen. Durch den Leckageablassregler kann ein Puffer oder Ausgleichsraum oder -bereich geschaffen werden, welcher überschüssiges Kühlmittel aufnimmt, damit der Leckagebehälter nicht zu voll wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass der Leckageablassregler dazu eingerichtet ist, bei Erreichen eines weiteren vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels des Kühlmittels, welcher oberhalb des vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels liegt, zumindest einen Teil des Kühlmittels an das Ablassventil zu leiten. Über das Ablassventil kann dann das Kühlmittel an eine Umgebung oder in einen weiteren Behälter geleitet oder abgeleitet werden. Wenn die Kühlmittelmenge in dem Leckagebehälter ein definiertes Maximalniveau - der weitere vorbestimmte Flüssigkeitsspiegel - erreicht, leitet der Leckageablassregler oder Kühlmittelregler das Kühlmittel direkt auf das Ablassventil bis das Minimalniveau in dem Leckagebehälter wieder erreicht wird. Bevorzugt öffnet sich das Ablassventil automatisch, insbesondere sobald der weitere vorbestimme Flüssigkeitsspiegel erreicht ist. Erst, wenn der weitere vorbestimmte Flüssigkeitsspiegel erreicht ist, ist ein Druck, insbesondere ein Öffnungsdruck des Kühlmittels, auf das Ablassventil groß genug, damit sich das Ablassventil öffnet. Beispielsweise kann der weitere vorbestimmte Flüssigkeitsspiegel zwischen 40 mm und 50 mm, besonders bevorzugt zwischen 40 mm und 46 mm, betragen. Durch das Ablassventil kann eine weitere Sicherheitsstufe geschaffen werden, damit der Flüssigkeitsspiegel in dem Leckagebehälter nicht zu hoch wird.
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In vorteilhafter Weise ist der Leckagebehälter über einen Kanal mit dem Leckageablassregler fluidisch gekoppelt ist. Mit anderen Worten können der Leckagebehälter und der Leckageablassregler über eine, insbesondere kommuunizierende, Röhre miteinander verbunden sein. Als kommunizierende Röhre oder kommunizierende Gefäße bezeichnet man insbesondere oben offene, aber unten miteinander verbundene Gefäße - dem Leckagebehälter und den Leckageablassregler. Über den Kanal können der Leckageablassregler und der Leckagebehälter auf besonders einfache und zuverlässige Art und Weise fluidisch miteinander gekoppelt werden.
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Zur Bildung des Kanals weist der Leckageablassregler bevorzugt eine äußere Wand und eine innere Wand auf. Bevorzugt weisen die äußere Wand oder Außenwand und die innere Wand oder Innenwand des Leckageablassreglers eine einander korrespondierende Form oder Außenform auf. Ferner weist die innere Wand bevorzugt eine nutförmige Vertiefung auf, wobei die äußere Wand die innere Wand derart umgibt, dass sich zwischen der äußeren Wand und der inneren Wand durch die nutförmige Vertiefung der Kanal ausbildet. Durch die Bildung des Kanals zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand mithilfe der nutförmigen Vertiefung ergibt sich des Vorteil, dass kein zusätzliches Rohr vorgesehen werden muss, um den Kanal zu bilden. Hierdurch können Komponenten und damit Kosten und Gewicht eingespart werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Kanal einen Kanaleinlass aufweist, welcher an dem Leckageablassregler auf Höhe des vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Leckageablassregler eine Eintrittsöffnung aufweisen, über welche das Kühlmittel in den Kanal eintritt, wobei, insbesondere in einem eingebauten Zustand des Leckageablassreglers, die Eintrittsöffnung an einer vorbestimmten Stelle des Leckageablassreglers, insbesondere auf Höhe des vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels, angeordnet ist. Insbesondere weist die äußere Wand des Leckageablassreglers den Kanaleinlass auf. Durch die Anordnung des Kanaleingangs auf Höhe des vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels des Leckagebehälters kann sichergestellt werden, dass das Kühlmittel bereits ab dem vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel bereits in den Leckageablassregler einfließen kann.
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In vorteilhafter Weise weist der Kanal einen Kanalauslass auf. Mit anderen Worten kann der Leckageablassregler eine Austrittsöffnung aufweisen, über welche das Kühlmittel aus dem Kanal austritt. Über den Kanalauslass gelangt das Kühlmittel bevorzugt in eine durch die innere Wand des Leckageablassreglers eingefassten Raum oder eingefasste Kammer des Leckageablassreglers. Insbesondere weist die innere Wand des Leckageablassreglers den Kanaleinlass auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass der Kanal mäanderförmig zwischen der inneren Wand und äußerer Wand verläuft und den Leckageablassregler zumindest teilweise radial umgibt. Mit anderen Worten kann der Kanal in Schlingen oder Schlaufen verlaufen und dabei sich zumindest teilweise um den Leckageablassregler erstrecken. Dabei verläuft der Kanal insbesondere von dem Kanaleinlass weg und/oder oberhalb, insbesondere in eine Hochrichtung des Leckageablassreglers, des Kanaleinlasses. Mit anderen Worten kann der Kanal über dem Kanaleinlass verlaufen.
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Zu der Erfindung gehört auch eine elektrische Maschine mit der erfindungsgemäßen Leckageregelungsvorrichtung. Die elektrische Maschine ist bevorzugt als Motor, insbesondere als Elektromotor, ausgebildet.
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Ferner gehört zu der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet.
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Schließlich gehört zu der Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Leckageregelungsvorrichtung. Bei dem Verfahren wird zunächst ein aus zumindest einer Komponente der elektrischen Maschine austretendes Kühlmittel mittels eines Leckagebehälters der Leckageregelungsvorrichtung aufgenommen. Ferner wird bei dem Verfahren in Abhängigkeit von einem Flüssigkeitsspiegel des sich in dem Leckagebehälter befindenden Kühlmittels das Kühlmittel zumindest teilweise, also ein Teil oder eine vorbestimmte Menge des Kühlmittels, in einem Leckageablassregler der Leckageregelungsvorrichtung, welcher in dem Leckagebehälter angeordnet ist und fluidisch mit dem Leckagebehälter gekoppelt ist, aufgenommen oder das Kühlmittel wird zumindest teilweise, also ein Teil oder eine vorbestimmte Menge des Kühlmittels, von dem Leckageablassregler an ein Ablassventil, welches fluidisch mit dem Leckageablassregler gekoppelt ist, abgegeben.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Leckageregelungsvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer elektrischen Maschine mit einer Leckageregelungsvorrichtung, welche einen Leckagebehälter, einen Leckageablassregler und ein Ablassventil aufweist,
- 2 eine schematische Darstellung des Leckageablassreglers von 1 in einer Perspektivansicht;
- 3 eine schematische Darstellung des Leckageablassreglers von 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung mit einer äußeren Wand, einer inneren Wand und einem dazwischen gebildeten Kanal; und
- 4 eine schematische Darstellung des Leckageablassreglers von 1 in einer geschnittenen Darstellung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine 10, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine 10 kann als ein Elektromotor des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
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Die elektrische Maschine 10 umfasst eine Leckageregelungsvorrichtung 12. Die Leckageregelungsvorrichtung 12 ist hierbei an einer Komponente 14 der elektrischen Maschine 10 angeordnet. Beispielsweise kann die Komponente 14 als ein Drehzahlsensor ausgebildet sein. Die Leckageregelungsvorrichtung 12 ist dazu eingerichtet, ein aus einem Kühlkreislauf (in Figuren nicht gezeigt) austretendes Kühlmittel K oder eine vorbestimmte Menge des austretenden Kühlmittels K aufzunehmen oder aufzufangen oder abzuleiten oder zu regeln oder zu kontrollieren. Bei dem Kühlmittel K handelt es sich insbesondere um ein flüssiges Kühlmittel. Hierzu umfasst Leckageregelungsvorrichtung 12 einen Leckagebehälter 16, einen Leckageablassregler 18 und ein Ablassventil 20.
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Das aus dem Kühlkreislauf austretende Kühlmittel K tritt zunächst in den Leckagebehälter 16 der Leckageregelungsvorrichtung 12 ein. Mit anderen Worten ist der Leckagebehälter 16 dazu eingerichtet, dass aus dem Kühlkreislauf austretende Kühlmittel K aufzunehmen oder aufzufangen. Insbesondere dient der Leckagebehälter 16 als ein Puffer oder Zwischenpuffer des austretenden Kühlmittels K. Beispielsweise tritt das Kühlmittel K aus dem Kühlkreislauf, wenn der Kühlkreislauf einen Defekt aufweist. Ein Defekt tritt beispielsweise auf, wenn eine Gleitringdichtung der elektrischen Maschine 10 beschädigt ist. Dabei kann der Leckagebehälter 16, insbesondere fluidisch, mit dem Kühlkreislauf gekoppelt sein. Der Leckagebehälter 16 weist ein vorbestimmtes Fassungsvermögen oder Volumen auf, um das aus dem Kühlkreislauf austretende Kühlmittel K aufzunehmen. Wie 1 zu entnehmen ist, ist der Leckagebehälter 16 direkt an der Komponente 14, insbesondere an den Drehzahlsensor, angeordnet oder direkt mit dieser verbunden oder gekoppelt. Der Leckagebehälter 16 ist als eine Kammer oder Raum ausgebildet, in der oder in dem das ausgetretene Kühlmittel K aufnehmbar ist.
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In 1 sind ferner zwei vorbestimmte Flüssigkeitsspiegel - vorbestimmter Flüssigkeitsspiegel F1 und weiterer vorbestimmter Flüssigkeitsspiegel F2 - gezeigt. Mit Flüssigkeitsspiegel ist insbesondere ein Pegel oder ein Füllstand des Kühlmittels K in dem Leckagebehälter 16 gemeint. Der weitere vorbestimmte Flüssigkeitsspiegel F2 liegt dabei über dem vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F1. Bei dem weiteren vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F2 handelt es sich insbesondere um ein Maximalniveau, insbesondere des Kühlmittels K, innerhalb des Leckagebehälters 16. Bei dem vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F1 handelt es sich insbesondere um ein Minimalniveau, insbesondere des Kühlmittels K, innerhalb des Leckagebehälters 16. Die Leckageregelungsvorrichtung 12 ist derart ausgelegt, dass innerhalb des Leckagebehälters 16 das Kühlmittel K nur maximal den weiteren vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F2 erreichen kann. Mit anderen Worten füllt sich der Leckagebehälter 16 nur bis zu dem weiteren vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F2. Damit der Leckagebehälter 16 nicht weiter als bis zu dem weiteren vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F2 gefüllt wird, weist die Leckageregelungsvorrichtung 12 den Leckageablassregler 18 auf.
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Im Zusammenhang von 1 bis 4 soll auf den Aufbau und die Funktion des Leckageablassreglers 18 genauer eingegangen werden.
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Der Leckageablassregler 18 weist eine äußere Wand 22 oder Hülle und eine innere Wand 36 oder Wandung auf. Die äußere Wand 22 oder Außenwand des Leckageablassreglers 18 ist insbesondere aus Aluminium umgebildet. Wie 1 zu entnehmen ist, ist der Leckageablassregler 18 an einem Koppelbereich 24 oder einer Öffnung des Leckagebehälters 16 an oder in den Leckagebehälter 16 eingeschraubt. Hierzu weist die äußere Wand 22 des Leckageablassreglers 18 an einem vorbestimmten Bereich der äußeren Wand 22 ein Gewinde 26 auf. Ferner weist auch der Leckagebehälter 16 an dem Koppelbereich 24 ein Gewinde oder Gegengewinde 28 auf, in welches insbesondere das Gewinde 26 der äußeren Wand 22 des Leckageablassreglers 18 eingreift. Damit ist der Leckageablassregler 18 zumindest teilweise in dem Leckagebehälter 16 angeordnet. Mit anderen Worten ragt der Leckageablassregler 18 in den Leckagebehälter 16 hinein. Damit aus dem Leckagebehälter 16 kein Kühlmittel K über den Koppelbereich 24 austreten kann, ist zwischen dem Gewinde 28 des Koppelbereichs 24 und der äußere Wand 22 des Leckageablassregler 18 eine Dichtung 30 angeordnet. Die äußere Wand 22 des Leckageablassregler 18 weist hierbei einen, insbesondere rechtwinkligen, Absatz oder einen L-förmigen Übergang auf, an dem die Dichtung 30 angeordnet ist und der Koppelbereich 24 oder das Gewinde 28 aufliegt oder abschließt.
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Die äußere Wand 22 des Leckageablassreglers 18 ist kegelförmig ausgebildet. Ferner schließt die äußere Wand 22 einen Hohlraum 32 oder eine Kammer ein. Des Weiteren weist die äußere Wand 22 eine Eintrittsöffnung 34 auf. Über die Eintrittsöffnung 34 gelangt das Kühlmittel K, welches sich in dem Leckagebehälter 16 befindet, in den Leckageablassregler 18. Die Eintrittsöffnung 34 kann auch als Kanaleingang bezeichnet werden. Innerhalb des Leckagebehälters 16 befindet sich die Eintrittsöffnung 34 des Leckageablassregler 18 im Bereich oder auf Höhe des vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F1. Wie 1 zu entnehmen ist, grenzt die Eintrittsöffnung 34 an den Koppelbereich 24 an. Dabei kann die Eintrittsöffnung 34 in eine Hochrichtung des Leckageablassreglers 18 oberhalb des Kopplungsbereichs 24 angeordnet sein.
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Ferner weist der Leckageablassregler 18 die innere Wand 36 auf. Die innere Wand 36 ist von der äußeren Wand 22 umgeben. Mit anderen Worten kann die innere Wand 36 in dem Hohlraum der äußere Wand 22, insbesondere vollständig, aufgenommen sein. Dabei kann die Form der äußere Wand 22 mit einer äußeren Form oder Kontur der inneren Wand 36 korrespondieren.
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Des Weiteren weist die innere Wand 36 eine nutförmige Vertiefung 38 auf. Dabei umgibt die äußere Wand 22 die innere Wand 36 derart, dass sich durch die nutförmige Vertiefung 38 ein Kanal 40 zwischen der äußeren Wand 22 und der innere Wand 36 bildet. Mit anderen Worten kann der Leckageablassregler 18 einen Kanal 40 aufweisen, welcher durch die nutförmige Vertiefung gebildet und zwischen der inneren Wand 36 und der äußeren Wand 22 angeordnet ist. Über die Eintrittsöffnung 34 gelangt das Kühlmittel K in den Kanal 40. Über den Kanal 40 ist der Leckagebehälter 16 mit dem Leckageablassregler 18 fluidisch gekoppelt.
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Der Kanal 40 oder die nutförmige Vertiefung 38 verläuft mäanderförmig oder ist mäanderförmig ausgebildet. Dabei erstreckt sich der Kanal 40 zwischen der inneren Wand 36 und der äußeren Wand 22 zumindest teilweise um die innere Wand 36 herum. Insbesondere umgibt der Kanal 40 die innere Wand 36 zumindest teilweise radial. Ausgehend von der Eintrittsöffnung 34 verläuft ein erster Kanalabschnitt 42 zunächst radial entlang der inneren Wand 36. Ein an den ersten Kanalabschnitt 42 angrenzender zweiter Kanalabschnitt 44 schließt senkrecht an den ersten Kanalabschnitt 42 an oder verläuft axial zum ersten Kanalabschnitt 42. An den zweiten Kanalabschnitt 44 grenzt oder schließt ein dritter Kanalabschnitt 46 an. Der dritte Kanalabschnitt 46 verläuft radial entlang der inneren Wand 36. Dabei verläuft oder erstreckt sich der dritte Kanalabschnitt 46 zumindest teilweise parallel zum ersten Kanalabschnitt 42. Mit anderen Worten kann der dritte Kanalabschnitt 46 wie der erste Kanalabschnitt 42 verlaufen. An den dritten Kanalabschnitt grenzt ein vierter Kanalabschnitt (in 2 bis 4 nicht gezeigt) an. Der vierte Kanalabschnitt schließt senkrecht an den dritten Kanalabschnitt 46 an oder verläuft axial zum dritten Kanalabschnitt 46 entlang der inneren Wand 36. An den vierten Kanalabschnitt grenzt ein fünfter Kanalabschnitt 48 an. Der fünfte Kanalabschnitt 48 verläuft radial entlang der inneren Wand 36. Dabei verläuft oder erstreckt sich der fünfte Kanalabschnitt 48 zumindest teilweise parallel zum dritten Kanalabschnitt 46. Der fünfte Kanalabschnitt 48 mündet in eine Austrittsöffnung 50 oder einen Kanalauslass des Kanals 40. Die Austrittsöffnung 50 mündet in eine innere Kammer 52 oder Raum des Leckageablassreglers 18. Die innere Kammer 52 ist dabei mit zumindest einem Teil des Hohlraums 32, insbesondere fluidisch, gekoppelt. In die Hochrichtung der des Leckageablassreglers 18 ist der Hohlraum 32 über oder oberhalb der inneren Kammer 52 angeordnet. Die innere Kammer 52 ist in zwei Unterkammern unterteilt. Beide Unterkammern sind rohrförmig ausgebildet. Dabei wird die erste Unterkammer 54 durch den Kanal 40 umgeben. Die zweite Unterkammerammer 56 grenzt an die erste Unterkammern 54 an und ist in Hochrichtung des Leckageablassregler 18 unterhalb oder unter der ersten Unterkammern 54 angeordnet. Die erste Unterkammern 54 ist also zwischen dem Hohlraum 32 und der zweiten Unterkammern 56 angeordnet.
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Der Leckageablassregler 18 ist also dazu eingerichtet, das Kühlmittel K aufzunehmen. Hierzu kann das Kühlmittel K in der inneren Kammer 52 des Leckageablassregler 18 aufgenommen werden.
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Des Weiteren umfasst die Leckageregelungsvorrichtung 12 das Ablassventil 20. Das Ablassventil 20 ist dabei in dem Leckageablassregler 18 zumindest teilweise angeordnet oder aufgenommen. Mit anderen Worten kann das Ablassventil 20 in den Leckageablassregler 18 eingesetzt sein. Hierbei umgibt die innere Wand 36 das Ablassventil 20. Über das Ablassventil 20 kann das Kühlmittel K an einen Behälter (in Figuren nicht gezeigt) oder an eine Umgebung der elektrischen Maschine 10, insbesondere des Kraftfahrzeugs, abgegeben werden.
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Im Folgenden soll nun die Funktion der Leckageregelungsvorrichtung 12 genauer erläutert werden.
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Tritt das Kühlmittel K aus dem Kühlkreislauf in den Leckagebehälter 16 ein, so füllt sich der Leckagebehälter 16 mit dem Kühlmittel K. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel des Kühlmittels K den vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F1 oder bei dynamischen Fahrzeugbewegungen des Kraftfahrzeugs, so gelangt das Kühlmittel K über die Eintrittsöffnung 34 in den Kanal 40. Aufgrund des Verlaufs des Kanals 40 verbleibt oder bleibt das Kühlmittel K zunächst in dem Leckagebehälter 16 und in dem Kanal 40. Erreicht oder übersteigt jedoch der Flüssigkeitsspiegel des Kühlmittels K den weiteren vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F2, so wird das Kühlmittel K in den Leckageablassregler 18, insbesondere in die innere Kammer 52 des Leckageablassregler 18, geleitet. Von dort wird das Kühlmittel K über das Ablassventil 20 abgeleitet, bis der Flüssigkeitsspiegel in dem Leckagebehälter 16 wieder den vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel F1 erreicht. In 2 bis 4 ist der Verlauf oder die Strömung des Kühlmittels K durch den Pfeil P dargestellt.
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Insgesamt ist durch die Erfindung ein Leckageablassregler beschrieben. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt ein Einsatz eines Ablassventil und eines Leckageablassreglers in einem Leckagebehälter.
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Der Leckageablassregler dient einerseits zum Verhindern des Kühlmittelaustritts bei dynamischen Fahrzeugbewegungen in die Umwelt und andererseits zur Sicherstellung des Leckageabflusses ab einem definiertem Maximalniveau, insbesondere in dem Fall einer beschädigten Gleitringdichtung.
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Das Kühlmittel fließt ab einem bestimmten Minimalniveau und/oder bei einer dynamischen Fahrzeugbewegungen in den Leckageablassregler. Das Kühlmittel fließt auf Grund des Prinzips der kommunizierenden Röhren des Leckageablassreglers in den Leckagebehälter zurück.
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Wenn die Kühlmittelmenge ein definiertes Maximalniveau in dem Leckagebehälter erreicht, leitet der Leckageablassregler das Kühlmittel, insbesondere nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren, direkt auf das Ablassventil bis das Minimalniveau in dem Leckagebehälter wieder erreicht wird.
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Im Leckageablassregler befindet sich ein Kanal für das Kühlmittel, wodurch das Kühlmittel fließen muss.
