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EINLEITUNG
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Die Offenbarung betrifft eine elektromagnetische Maschine und Vorrichtung.
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Elektromagnetische Maschinen, zum Beispiel Elektromotoren, Generatoren und Fahrmotoren, sind nützlich, um Energie von einer Form in eine andere umzuwandeln. Solche elektromagnetischen Maschinen beinhalten oft ein Element, das um eine Drehachse drehbar ist. Das drehbare Element, d. h. der Rotor, kann koaxial zu einem statischen Element, d. h. einem Stator, sein, und Energie kann mittels relativer Drehung zwischen Rotor und Stator umgewandelt werden.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine elektromagnetische Maschine beinhaltet ein Motorgehäuse, das einen Hohlraum darin umgrenzt, und einen Stator, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist. Der Stator weist eine Außenfläche und eine Vielzahl von Aufhängungsösen auf, die jeweils konfiguriert sind, ein Befestigungselement aufzunehmen und sich von der Außenfläche in Richtung des Motorgehäuses erstrecken. Die elektromagnetische Maschine beinhaltet auch einen abstimmbaren Einsatzring, der zwischen dem Motorgehäuse und dem Stator angeordnet ist. Der abstimmbare Einsatzring und der Stator umgrenzen mindestens einen Kühlkanal dazwischen. Ferner umrandet der abstimmbare Einsatzring die Außenfläche und beinhaltet eine Vielzahl von Ausbuchtungen, die sich jeweils in Richtung des Stators erstrecken und in Kontakt mit diesem angeordnet sind, um dadurch die elektromagnetische Maschine zu versteifen und eine Vibration des Stators innerhalb des Motorgehäuses zu minimieren.
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In einem Aspekt kann jeder der Vielzahl von Vorsprüngen eine Stelle auf dem abstimmbaren Einsatzring und eine Federrate aufweisen. Mindestens eines von der Federrate und dem Orts ist abstimmbar, um dadurch eine Vibration des Stators innerhalb des Motorgehäuses zu reduzieren.
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Der abstimmbare Einsatzring kann das Motorgehäuse und den Stator in einer Presspassung berühren.
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In einem weiteren Aspekt kann der abstimmbare Einsatzring vier Quadranten, ein Zentrum, eine Kontaktfläche, die in einem ersten Abstand vom Zentrum räumlich getrennt und zum Kontaktieren der Außenfläche konfiguriert sind, und eine Vielzahl von Vorsprüngen, die jeweils zum Umgeben einer jeweiligen der Vielzahl von Aufhängungsösen konfiguriert sind, aufweisen. Jeder der Vielzahl von Vorsprüngen kann in einem zweiten Abstand vom Zentrum, der größer ist als der erste Abstand, räumlich getrennt sein. Ferner kann jeder der Vielzahl von Vorsprüngen eine jeweilige der Vielzahl von Aufhängungsösen umgeben, um den mindestens einen Kühlkanal dazwischen zu umgrenzen.
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In einem weiteren Aspekt kann jeder der Vielzahl von Vorsprüngen zwei der vier Quadranten überspannen. Ferner kann die elektromagnetische Maschine drei Vorsprünge und vier Aufhängungsösen beinhalten.
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Der abstimmbare Einsatzring kann ferner ein erstes Ende beinhalten, das in einem zweiten Quadranten angeordnet ist, und ein zweites Ende, das mit Abstand vom ersten Ende räumlich getrennt und in einem vierten Quadranten angeordnet ist.
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In einem weiteren Aspekt kann der abstimmbare Einsatzring vier Vorsprünge beinhalten. Der abstimmbare Einsatzring kann ein erstes Ende aufweisen, das in einem dritten Quadranten angeordnet ist, und das zweite Ende, das vom ersten Ende räumlich getrennt und ebenfalls im dritten Quadranten angeordnet ist.
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Jeder der vier Quadranten kann mindestens einen der Vielzahl von Ausbuchtungen beinhalten. Mindestens einer der vier Quadranten kann mindestens vier Ausbuchtungen beinhalten. Eine erste Ausbuchtung kann größer als eine zweite Ausbuchtung sein. Ein erster Quadrant und ein zweiter Quadrant können jeweils vier Ausbuchtungen beinhalten. Die vier Ausbuchtungen können in einer Diamantform angeordnet sein. Ein dritter Quadrant und ein vierter Quadrant können jeweils fünf Ausbuchtungen beinhalten. Die fünf Ausbuchtungen können in einer X-Form angeordnet sein.
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In einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine elektromagnetische Maschine ein Motorgehäuse, das einen Hohlraum darin umgrenzt, und einen Stator, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist. Der Hohlraum weist eine Außenfläche und vier Aufhängungsösen auf, die jeweils konfiguriert sind, ein Befestigungselement aufzunehmen und sich von der Außenfläche in Richtung des Motorgehäuses erstrecken. Die elektromagnetische Maschine beinhaltet auch einen abstimmbaren Einsatzring, der zwischen dem Motorgehäuse und dem Stator angeordnet ist. Der abstimmbare Einsatzring beinhaltet vier Quadranten, ein Zentrum, eine Kontaktfläche, die in einem ersten Abstand vom Zentrum räumlich getrennt und zum Berühren der Außenfläche konfiguriert ist, und drei Vorsprünge, die jeweils zum Umgeben einer jeweiligen der drei von den vier Aufhängungsösen konfiguriert sind. Jeder der drei Vorsprünge ist in einem zweiten Abstand, der größer ist als der erste Abstand, vom Zentrum räumlich getrennt. Ferner weist der abstimmbare Einsatzring ein erstes Ende auf, das in einem zweiten Quadranten angeordnet ist, und ein zweites Ende, das vom ersten Ende räumlich getrennt und in einem vierten Quadranten angeordnet ist. Der abstimmbare Einsatzring umgibt die vier Aufhängungsösen, um eine Vielzahl von Kühlkanälen dazwischen zu umgrenzen. Der abstimmbare Einsatzring umrandet die Außenfläche und beinhaltet eine Vielzahl von Ausbuchtungen, die sich jeweils in Richtung des Stators erstrecken und in Kontakt mit diesem angeordnet sind, um dadurch die elektromagnetische Maschine zu versteifen und eine Vibration des Stators innerhalb des Motorgehäuses zu minimieren. Ein erster Quadrant und ein zweiter Quadrant, der gegenüber vom ersten Quadranten räumlich getrennt ist, beinhalten jeweils vier Ausbuchtungen, die in einer Diamantform angeordnet sind. Ein dritter Quadrant und ein vierter Quadrant, der gegenüber vom dritten Quadranten räumlich getrennt ist, beinhalten jeweils fünf Ausbuchtungen, die in einer X-Form angeordnet sind.
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Eine Vorrichtung beinhaltet eine angetriebene Komponente und eine elektromagnetische Maschine, die mit der angetriebenen Komponente gekoppelt ist. Die elektromagnetische Maschine beinhaltet ein Motorgehäuse, das einen Hohlraum darin umgrenzt, und einen Stator, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist. Der Stator weist eine Außenfläche und eine Vielzahl von Aufhängungsösen auf, die jeweils konfiguriert sind, ein Befestigungselement aufzunehmen und sich von der Außenfläche in Richtung des Motorgehäuses erstrecken. Die elektromagnetische Maschine beinhaltet auch einen abstimmbaren Einsatzring, der zwischen dem Motorgehäuse und dem Stator angeordnet ist. Der abstimmbare Einsatzring und der Stator umgrenzen mindestens einen Kühlkanal dazwischen. Der abstimmbare Einsatzring umrandet die Außenfläche und beinhaltet eine Vielzahl von Ausbuchtungen, die sich jeweils in Richtung des Stators erstrecken und in Kontakt mit diesem angeordnet sind, um dadurch die elektromagnetische Maschine zu versteifen und eine Vibration des Stators innerhalb des Motorgehäuses zu minimieren. Die Vorrichtung beinhaltet auch ein Ausgabeelement, das innerhalb eines durch den Stator umgrenzten zweiten Hohlraums angeordnet und zum Antreiben der angetriebenen Komponente konfiguriert ist. Der Stator kann zum Ausgabeelement konzentrisch sein.
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Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der besten Arten zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen und beiliegenden Patentansprüche ohne Weiteres ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung einer perspektivischen Explosionsansicht einer Vorrichtung, die eine elektromagnetische Maschine mit einem Motorgehäuse, einem Stator und einem abstimmbaren Einsatzring beinhaltet.
- 2A ist eine schematische Veranschaulichung einer perspektivischen Ansicht des abstimmbaren Einsatzrings von 1.
- 2B ist eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht des abstimmbaren Einsatzrings der 1 und 2A.
- 2C ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht des abstimmbaren Einsatzrings der 1 - 2B.
- 3 ist eine schematische Veranschaulichung einer perspektivischen Explosionsansicht des abstimmbaren Einsatzrings, der den Stator von 1 umrandet.
- 4 ist eine schematische Veranschaulichung einer perspektivischen Ansicht einer anderen Ausführungsform des abstimmbaren Einsatzrings von 1.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Abbildungen, worin sich gleiche Referenzziffern auf gleiche Elemente beziehen, wird eine Vorrichtung 10 mit einer elektromagnetischen Maschine 12 allgemein in 1 dargestellt. Die Vorrichtung 10 und die elektromagnetische Maschine 12 können für Anwendungen nützlich sein, die einen ausgezeichneten Wirkungsgrad und ein Minimum an Geräusch, Vibrationen und Rauheit während des Betriebs erfordern. Insbesondere kann die elektromagnetische Maschine 12 eine ausgezeichnete Steifigkeit aufweisen und darf daher während des Betriebs nicht unter niederfrequentem Heulen und/oder Effizienzverlusten leiden. Dementsprechend können die elektromagnetische Maschine 12 und die Vorrichtung 10 hinsichtlich der Fertigungszeit und - kosten wirtschaftlich sein, können auf Massenproduktions-Fertigungsvorgänge skalierbar sein und können Fertigungsschritte, zum Beispiel das Aufschrumpfen und die Kunstharzbindung von Komponenten, eliminieren.
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Insofern können die Vorrichtung 10 und die elektromagnetische Maschine 12 für Fahrzeuganwendungen wie unter anderem in Automobilen, Bussen, Gabelstaplern, Motorrädern, Fahrrädern, Zügen, Straßenbahnen, Wagen, Raumfahrzeugen, Flugzeugen, landwirtschaftliche Ausrüstung, Erdbewegungs- oder Baumaschinen, Kränen, Panzern und Transportern, Booten und dergleichen nützlich sein. Alternativ können die Vorrichtung 10 und die elektromagnetische Maschine 12 für nicht fahrzeuggebundene Anwendungen wie stationäre Stromerzeugung, Haushaltsgeräte, tragbare Stromerzeugung, Elektronik, Computer, Werkzeuge und dergleichen nützlich sein. Insbesondere, als nicht einschränkendes Beispiel, können die Vorrichtung 10 und die elektromagnetische Maschine 12 für elektrische Fahrmotoranwendungen für nicht autonome, autonome oder teilautonome Fahrzeuganwendungen nützlich sein. Das heißt, die Vorrichtung 10 kann ein Fahrzeug und die elektromagnetische Maschine 12 ein Elektromotor sein.
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Genauer gesagt, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, beinhaltet die elektromagnetische Maschine 12 ein Motorgehäuse 14, das einen Hohlraum 16 darin umgrenzt, und einen Stator 18, der innerhalb des Hohlraums 16 angeordnet ist. Das Motorgehäuse 14 kann zum Tragen und Schützen von Komponenten der elektromagnetischen Maschine 12 konfiguriert werden und kann aus einem vergleichsweise steifen, formbaren und leichten Material wie Stahl oder Aluminium geformt werden. Das Motorgehäuse 14 kann eine im Allgemeinen quadratische oder rechteckige Form aufweisen und der Hohlraum 16 kann zum Aufnehmen des Stators 18 konfiguriert sein.
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Unter Bezugnahme nun auf die 1 und 3 weist der Stator 18 eine Außenfläche 20 und eine Vielzahl von Aufhängungsösen 22 auf, die konfiguriert sind, um ein Befestigungselement 24 (3) aufzunehmen und sich von der Außenfläche 20 in Richtung des Motorgehäuses 14 erstrecken. So kann beispielsweise der Stator 18 aus einer Vielzahl von zylindrischen und konzentrischen Stahllamellen (nicht einzeln dargestellt) gebildet werden, die aufeinander gestapelt sind, um dadurch die Außenfläche 20 zu bilden. Jede der Vielzahl von Aufhängungsösen 22 kann als eine Ausbeulung der Außenfläche 20 geformt sein und kann angeordnet sein, um das Befestigungselement 24, z. B. einen Bolzen, aufzunehmen, um den Stator 18 innerhalb des Hohlraums 16 des Motorgehäuses 14 während der Montage der elektromagnetischen Maschine 12 zu sichern. Zusätzlich können die Aufhängungsösen 22 ein Drehmoment der elektromagnetischen Maschine 12 aufnehmen. Der Stator 18 kann eine beliebige Anzahl an Aufhängungsösen 22 beinhalten. In einer Ausführungsform kann der Stator 18 vier Aufhängungsösen 22 beinhalten, um den Stator 18 stabil am Motorgehäuse 14 anzubringen und die exzentrische Drehung des Stators 18 während des Betriebs zu minimieren.
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Wie unter Bezugnahme auf die 1 - 4 beschrieben, beinhaltet die elektromagnetische Maschine 12 ferner einen abstimmbaren Einsatzring 26, der zwischen dem Motorgehäuse 14 und dem Stator 18 angeordnet ist. Der abstimmbare Einsatzring 26 kann nützlich sein, um Geräusch, Vibration und Rauheit der elektromagnetischen Maschine 12 während des Betriebs zu minimieren. Insbesondere, wie nachfolgend ausführlicher dargelegt, kann der abstimmbare Einsatzring 26 sowohl den Stator 18 als auch das Motorgehäuse 14 an wählbaren Stellen 28 mit einer steuerbaren Federrate 30 berühren, sodass der Stator 18 und das Motorgehäuse 14 eine verbundartige Struktur aufweisen können. Das heißt, nach der Montage können das Motorgehäuse 14, der abstimmbare Einsatzring 26 und der Stator 18 eine Verbundstruktur bilden.
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Genauer gesagt, wie am besten in 3 dargestellt, umrandet der abstimmbare Einsatzring 26 die Außenfläche 20 und beinhaltet eine Vielzahl von Ausbuchtungen 32, die sich jeweils in Richtung des Stators 18 erstrecken und in Kontakt mit diesem angeordnet sind, um dadurch die elektromagnetische Maschine 12 zu versteifen und eine Vibration des Stators 18 innerhalb des Motorgehäuses 14 zu minimieren. Das heißt, die Vielzahl von Ausbuchtungen 32 kann optimierte Federverbindungen zwischen dem Stator 18 und dem Motorgehäuse 14 ermöglichen. Jeder der Vielzahl von Ausbuchtungen 32 kann als eine Feder fungieren und eine Stelle 28 auf dem abstimmbaren Einsatzring 26 sowie eine Federrate 30 aufweisen. Das heißt, mindestens eine der Federrate 30 und der Position 28 kann abstimmbar oder wählbar sein, um dadurch die eine Vibration des Stators 18 innerhalb des Motorgehäuses 14 zu reduzieren. Insofern kann die Federeigenschaft der Vielzahl von Ausbuchtungen 32 erforderliche Komponententoleranzen zulassen und ermöglichen, während ein Leistungsabfall der elektromagnetischen Maschine 12 aufgrund von Belastungen auf dem Lamellenstahl des Stators 18 minimiert wird. Der abstimmbare Einsatzring 26 und die Vielzahl von Ausbuchtungen 32 können aus einem Material, zum Beispiel Stahl, geformt sein. Ferner kann der abstimmbare Einsatzring 26 eine beliebige Anzahl an Ausbuchtungen 32 beinhalten, und eine Geometrie der Vielzahl von Ausbuchtungen 32 kann in Form, Höhe, Position, Konfiguration und/oder Dicke variieren, um wünschenswerte Merkmale einschließlich der Federrate 30 bereitzustellen, wie im Folgenden näher dargelegt wird. Das heißt, dass ein Design und Betriebseigenschaften, z. B. Federhärte und Steifigkeit, des abstimmbaren Einsatzrings 26 gemäß Betriebsparametern der elektromagnetischen Maschine 12 abgestimmt oder ausgewählt werden können.
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Zum Beispiel kann, wie am besten in den 2A und 2B dargestellt, der abstimmbare Einsatzring 26 vier Quadranten I, II, III, IV aufweisen. Jeder der vier Quadranten I, II, III, IV kann mindestens eine der Vielzahl von Ausbuchtungen 32 beinhalten. Das heißt, die Vielzahl von Ausbuchtungen 32 kann entlang eines Umfangs des abstimmbaren Einsatzrings 26 räumlich getrennt voneinander sein.
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Ferner kann in einer Ausführungsform mindestens einer der vier Quadranten I, II, III, IV mindestens vier Ausbuchtungen 32 beinhalten. So können beispielsweise ein erster Quadrant I und ein zweiter Quadrant II jeweils vier Ausbuchtungen 32 beinhalten. Unter Bezugnahme auf 2A können die vier Ausbuchtungen 32 in einer Diamantform angeordnet sein. Ebenso können ein dritter Quadrant III und ein vierter Quadrant IV jeweils fünf Ausbuchtungen 32 beinhalten. Unter Bezugnahme auf 2C können die fünf Ausbuchtungen 32 in einer X-Form angeordnet sein. Ferner können, obwohl nicht dargestellt, die Ausbuchtungen 32 in jeder Form angeordnet sein. Zusätzlich kann in einem einzelnen oder in mehreren der Quadranten I, II, III, IV eine erste Ausbuchtung 132 größer als eine zweite Ausbuchtung 232 sein. Das heißt, die Vielzahl von Vorsprüngen 32 kann unterschiedliche Größen, Dicken, Formen und/oder Positionen aufweisen. Insofern können die Federrate 30 und die Position 28 für jeden Vorsprung 32 oder die gesamte Vielzahl von Ausbuchtungen 32 für eine optimierte Leistung und minimierte Geräusch, Vibration und Rauheit der elektromagnetischen Maschine 12 während des Betriebs auswählbar und abstimmbar sein.
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Der abstimmbare Einsatzring 26 kann das Motorgehäuse 14 und den Stator 18 mit einer Presspassung oder Friktionspassung berühren. Das heißt, der abstimmbare Einsatzring 26 kann zwischen dem Motorgehäuse 14 und dem Stator 18 pressgepasst werden, sodass eine Außenabmessung des Stators 18 geringfügig größer ist als eine Außenabmessung des Hohlraums 16. Zusätzlich kann, wie in 2A dargestellt, der abstimmbare Einsatzring 26 eine Vorderkante oder einen Flansch 29 beinhalten, der abgeschrägt oder abgewinkelt sein kann, um die Montage der elektromagnetischen Maschine 12 zu unterstützen. Das heißt, die Vorderkante oder der Flansch 29 können konfiguriert sein, um das Einsetzen des Stators 18 zu unterstützen oder zu führen. Umgekehrt kann der abstimmbare Einsatzring 26 nicht zwischen dem Motorgehäuse 14 und dem Stator 18 mit einer Schrumpfpassung angeordnet sein. Insofern kann die elektromagnetische Maschine 12 Metallspäne, Bruchstücke und fehlerhafte Komponenten während der Montage des Stators 18 innerhalb des Motorgehäuses 14 minimieren. Ebenso kann der abstimmbare Einsatzring 26 nicht zwischen dem Motorgehäuse und dem Stator 18 mit Harzbindung angeordnet sein. Das heißt, die elektromagnetische Maschine 12 kann frei von Harz sein, das zwischen dem Stator 18 und dem Motorgehäuse 14 angeordnet ist, d. h. zwischen dem Stator 18 und dem abstimmbaren Einsatzring 26 und zwischen dem abstimmbaren Einsatzring 26 und dem Motorgehäuse 14.
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Unter Bezugnahme auf 3 umgrenzen der abstimmbare Einsatzring 26 und der Stator 18 dazwischen mindestens einen Kühlkanal 34. Unter Bezugnahme auf 2A können beispielsweise zwei angrenzende Ausbuchtungen 32 den mindestens einen Kühlkanal 34 zwischen einander und zwischen der Außenfläche 20 des Stators 18 und der Kontaktfläche 38 des abstimmbaren Einsatzrings 26 umgrenzen. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel, das mit Bezug auf 3 beschrieben ist, kann jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 42 jeweils einen der Vielzahl von Aufhängungsösen 22 umgeben, um den mindestens einen Kühlkanal 34 dazwischen zu umgrenzen. So umgibt beispielsweise der abstimmbare Einsatzring 26 für die Ausführungsform einschließlich vier Montageösen 22 die vier Montageösen 22, um dazwischen die Vielzahl von Kühlkanälen 34 zu umgrenzen. Das heißt, der abstimmbare Einsatzring 26 kann einen Zwischenraum oder Raum umgrenzen, d.h. die Vielzahl von Kühlkanälen 34 zwischen einander, an jeder der Vielzahl von Montageösen 22, und/oder zwischen einem ersten Ende 46 (2A) und einem zweiten Ende 48 (2A), wie im Folgenden näher ausgeführt. Der mindestens eine Kühlkanal 34, z. B. die Vielzahl von Kühlkanälen 34, kann nützlich sein, um Kühlflüssigkeit an die Außenfläche 20 des Stators 18 zu übertragen. Das heißt, dass beispielsweise Wasser, Luft oder Öl durch die Vielzahl von Kühlkanälen 34 geleitet werden können, um Wärme von einem Umfang des Stators 18 zu entziehen und Wärme zum Motorgehäuse 14 zu leiten. Alternativ kann bei Ausführungsformen, die keine Kühlflüssigkeit beinhalten, die Berührung zwischen der Vielzahl von Ausbuchtungen 32 und dem Stator 18 Wärmeenergie vom Stator 18 zum Motorgehäuse 14 mittels Wärmeleitung abführen.
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Genauer gesagt, wie unter Bezugnahme auf 2B näher beschrieben, kann der abstimmbare Einsatzring 26 ein Zentrum 36 und eine Kontaktfläche 38 aufweisen, die in einem ersten Abstand 40 vom Zentrum 36 räumlich getrennt und zum Berühren der Außenfläche 20 konfiguriert ist. Das heißt, wenn montiert, kann die Kontaktfläche 38 die Außenfläche 20 des Stators 18 umfassen oder angrenzend zu ihr angeordnet sein. Zusätzlich kann der abstimmbare Einsatzring 26 eine Vielzahl von Vorsprüngen 42 aufweisen, die jeweils zum Umgeben einer jeweiligen der Vielzahl von Aufhängungsösen 22 konfiguriert sind. Jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 42 kann in einem zweiten Abstand 44, der größer als der erste Abstand 40 ist, vom Zentrum 36 räumlich getrennt sein. Insofern kann eine Form jedes der Vielzahl von Vorsprüngen 42 eine Form jeder der Vielzahl von Aufhängungsösen 22 nachahmen oder folgen, sodass jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 42 eine jeweilige der Vielzahl von Aufhängungsösen 22 umgeben kann, um dadurch die Vielzahl von Kühlkanälen 34 zu umgrenzen.
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Der abstimmbare Einsatzring 26 kann eine beliebige Anzahl an Vorsprüngen 42 beinhalten. In einer Ausführungsform, wie unter Bezugnahme auf die vier in 2B dargestellten Quadranten I, II, III, IV beschrieben, kann jedoch jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 42 zwei der vier Quadranten I, II, III, IV überspannen. So kann beispielsweise jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 42 entlang einer Grenze zwischen zwei der vier Quadranten I, II, III, IV angeordnet sein. Ferner kann die elektromagnetische Maschine 12 drei Vorsprünge 42 und vier Aufhängungsösen 22 beinhalten.
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Zusätzlich kann der abstimmbare Einsatzring 26 ferner das im zweiten Quadranten II angeordnete erste Ende 46 und das vom ersten Ende 46 räumlich getrennte und im vierten Quadranten IV angeordnete zweite Ende 48 beinhalten. Das erste Ende 46 und das zweite Ende 48 können auch die Montage der elektromagnetischen Maschine 12 unterstützen. Das heißt, da das erste Ende 46 vom zweiten Ende 48 räumlich getrennt sein kann, sodass der abstimmbare Einsatzring 26 keinen kompletten Kreis bildet und während der Montage flexibel bleibt, kann der abstimmbare Einsatzring 26 leicht und präzise zwischen dem Motorgehäuse 14 und dem Stator 18 eingesetzt werden, um die elektromagnetische Maschine 12 zu bilden. Anders ausgedrückt, kann das erste Ende 46, das vom zweiten Ende 48 räumlich getrennt ist, die Ausrichtung für die Montage verbessern. Zusätzlich, wie am besten in 3 dargestellt, kann das vom zweiten Ende 48 räumlich getrennte erste Ende 46 den mindestens einen Kühlkanal 34 dazwischen umgrenzen, was die Kühlung des Stators 18 während des Betriebs weiter verbessern kann.
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Daher beinhaltet, zusammenfassend, der abstimmbare Einsatzring 26 für diese Ausführungsform drei Vorsprünge 42, die jeweils zum Umgeben einer jeweiligen von drei der vier Montageösen 22 konfiguriert sind. Jeder der drei Vorsprünge 42 ist im zweiten Abstand 44, der größer ist als der erste Abstand 40, vom Zentrum 36 räumlich getrennt. Der abstimmbare Einsatzring 26 weist das erste Ende 46, angeordnet im zweiten Quadranten II, und das zweite Ende 48 auf, das mit Abstand vom ersten Ende 46 räumlich getrennt und im vierten Quadranten IV angeordnet ist. Ferner beinhalten der erste Quadrant I und der zweite Quadrant II, die gegenüber vom ersten Quadranten I räumlich getrennt sind, jeweils vier Ausbuchtungen 32, die in einer Diamantform angeordnet sind. Der dritte Quadrant III und der vierte Quadrant IV beinhalten jeweils fünf Ausbuchtungen 32, die in einer X-Form angeordnet sind. Zusätzlich umrandet der abstimmbare Einsatzring 26 die Außenfläche 20 und beinhaltet die Vielzahl von Ausbuchtungen 32, die sich jeweils in Richtung des Motorgehäuses 14 erstrecken und in Kontakt mit diesem angeordnet sind, um dadurch die elektromagnetische Maschine 12 zu versteifen und eine Vibration des Stators 18 innerhalb des Motorgehäuses 14 zu minimieren.
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Alternativ kann der abstimmbare Einsatzring 126 in einer anderen Ausführungsform, die mit Bezug auf 4 beschrieben ist, vier Vorsprünge 42 beinhalten. Zusätzlich kann der abstimmbare Einsatzring 126 das erste Ende 46, das im dritten Quadranten III angeordnet ist, und das zweite Ende 48, das vom ersten Ende 46 räumlich getrennt und ebenfalls im dritten Quadranten III angeordnet ist, aufweisen. Das heißt, das erste Ende 46 und das zweite Ende 48 können im selben Quadranten III angeordnet sein.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Vorrichtung 10 eine angetriebene Komponente 50 und ein Ausgabeelement 52, das zum Antreiben der angetriebenen Komponente 50 konfiguriert ist. Ferner kann die elektromagnetische Maschine 12 mit der angetriebenen Komponente 50 verbunden sein. Das heißt, die elektromagnetische Maschine 12 kann die angetriebene Komponente 50 durch das Ausgabeelement 52 mit Strom versorgen. So kann beispielsweise die angetriebene Komponente 50 in Fahrzeuganwendungen eine Antriebswelle, ein Getriebegestänge oder eine Vielzahl von Rädern sein. Ferner kann das Ausgabeelement 52 ein Rotor (allgemein in 1 dargestellt) konzentrisch zum Stator 18 sein und innerhalb eines zweiten Hohlraums 116 angeordnet sein, der durch den Stator 18 umgrenzt ist. Während des Betriebs kann sich der Rotor oder das Ausgabeelement 52 innerhalb des zweiten Hohlraums 116 drehen, um dadurch elektrischen Strom zu erzeugen, der wiederum die angetriebene Komponente 50 antreibt. Insofern kann der Stator 18 konzentrisch zum Ausgabeelement 52 sein und darf während des Betriebs nicht unnötig vibrieren. Das heißt, der abstimmbare Einsatzring 26 kann eine abstimmbare Presspassung bereitstellen, in der die Vielzahl von Ausbuchtungen 32 wie Federn zum Absorbieren und Dämpfen von Vibration, Geräusch und Rauheit des sich drehenden Ausgabeelements 52 und des statischen Stators 18 innerhalb des Motorgehäuses 14 wirkt. Das heißt, der abstimmbare Einsatzring 26 kann die Motorgehäusezu-Stator-Steifigkeit erhöhen, die Konzentrizität des Stators 18 erhöhen und einen Luftspalt (nicht dargestellt) zwischen dem Stator 18 und dem Ausgabeelement 52 verringern.
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Daher können die Vorrichtung 10 und die elektromagnetische Maschine 12 für Anwendungen nützlich sein, die während des Betriebs eine ausgezeichnete Effizienz und minimale Geräusch, Vibration und Rauheit erfordern. Insbesondere kann die elektromagnetische Maschine 12 eine ausgezeichnete Steifigkeit aufweisen und darf daher während des Betriebs nicht unter niederfrequentem Heulen und/oder Effizienzverlusten leiden. Daher können die elektromagnetische Maschine 12 und die Vorrichtung 10 hinsichtlich der Fertigungszeit und -kosten wirtschaftlich sein, können auf Massenproduktions-Fertigungsvorgänge skalierbar sein und können Fertigungsschritte, zum Beispiel das Aufschrumpfen und die Kunstharzbindung von Komponenten, eliminieren. Das heißt, der abstimmbare Einsatzring 26 kann Anlagekosten senken, indem er teure Wärmeschrumpfverfahren und solche mit vergleichsweise hohen Taktzeiten bei der Montage des Stators 18 innerhalb des Motorgehäuses 14 ersetzt, was mithin Montageausrüstung für Heizung und Kühlung eliminieren kann.
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Während die besten Arten der Ausführung der Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, werden die mit der hier beschriebenen Technik vertrauten Fachleute diverse alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, mit denen die Offenbarung im Rahmen der nachfolgend aufgeführten Patentansprüche ausgeführt werden kann.
