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NEUE BESCHREIBUNG:
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Die Erfindung betrifft eine fluidführende Einrichtung, beispielsweise eine elektrische Maschine mit einer Fluidkühlung, mit wenigstens einem ersten Fluidkanal, wenigstens einem zweiten Fluidkanal und wenigstens einem dritten Fluidkanal, die jeweils in einen Verbindungskanal einmünden, in dem ein zylindrisches Filterelement angeordnet ist, das ein erstes Teilfilterelement und ein zweites Teilfilterelement aufweist und in Umfangsrichtung von einem mit dem wenigstens einen ersten Fluidkanal strömungstechnisch verbundenen Außenbereich umgeben ist, wobei das erste Teilfilterelement in dem zweiten Teilfilterelement angeordnet ist und die beiden Teilfilterelemente stirnseitig fluiddicht verbunden sind, sodass das erste Teilfilterelement einen strömungstechnisch mit dem wenigstens einen zweiten Fluidkanal verbundenen Innenraum des Filterelements begrenzt und das erste Teilfilterelement und das zweite Teilfilterelement einen strömungstechnisch mit dem wenigstens einen dritten Fluidkanal verbundenen Ringraum zwischen sich ausbilden, der über das erste Teilfilterelement an den Innenraum und über das zweite Teilfilterelement an den das Filterelement umgebenden Außenbereich strömungstechnisch angeschlossen ist.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2017 220 970 A1 bekannt. Diese beschreibt einen Antrieb, insbesondere Torque-Antrieb, mit einem ein Motorgehäuse aufweisenden, flüssigkeitsgekühlten Elektromotor, und mit einem ein Umrichtergehäuse aufweisenden, flüssigkeitsgekühlten Umrichter. Das Umrichtergehäuse ist lösbar an dem Motorgehäuse angebunden.
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Weiterhin beschreibt die Druckschrift
US 5 863 443 A eine Filtervorrichtung, die zur Entfernung von organischen und anorganischen Ablagerungen aus einem Flüssigkeitsstrom, wie zum Beispiel Bewässerungswasser, verwendet wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine fluidführende Einrichtung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten fluidführenden Einrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere bei geringer Baugröße der fluidführenden Einrichtung einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb durch Ausfiltern von Schmutzpartikeln aus dem Fluid zu ermöglichen.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer fluidführenden Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der Verbindungskanal als Sackausnehmung in einem Gehäuse der fluidführenden Einrichtung ausgebildet ist, in welcher das Filterelement eingeschoben ist, wobei das Filterelement auf einer einer Stirnseite gegenüberliegenden weiteren Stirnseite einen Deckel aufweist, der die Sackausnehmung außenseitig fluiddicht verschließt.
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Die fluidführende Einrichtung dient der Führung eines Fluids. Beispielsweise liegt die fluidführende Einrichtung als Kühleinrichtung für eine elektrische Maschine vor oder stellt selbst die elektrische Maschine dar. In letzterem Fall ist also die fluidführende Einrichtung als elektrische Maschine ausgestaltet, nämlich als fluidgekühlte elektrische Maschine. Die fluidführende Einrichtung verfügt über das Filterelement, mittels welchem das in der fluidführenden Einrichtung vorliegende Fluid filterbar ist beziehungsweise zumindest zeitweise gefiltert wird. Die fluidführende Einrichtung weist den wenigstens einen ersten Fluidkanal, den wenigstens einen zweiten Fluidkanal und den wenigstens einen dritten Fluidkanal auf. Das bedeutet, dass von jedem der Fluidkanäle jeweils genau ein Fluidkanal oder mehrere Fluidkanäle vorliegen können.
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Die fluidführende Einrichtung kann also über genau einen ersten Fluidkanal oder mehrere erste Fluidkanäle und/oder genau einen zweiten Fluidkanal oder mehrere zweite Fluidkanäle und/oder genau einen dritten Fluidkanal oder mehrere dritte Fluidkanäle verfügen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von dem ersten Fluidkanal beziehungsweise dem wenigstens einen ersten Fluidkanal die Rede ist, so ist stets dasselbe Element gemeint und die Ausführungen sind auf den ersten Fluidkanal beziehungsweise mehrere der ersten Fluidkanäle oder jeden der ersten Fluidkanäle übertragbar. Entsprechendes gilt für den zweiten Fluidkanal und den dritten Fluidkanal.
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Die drei Fluidkanäle, also der erste Fluidkanal, der zweite Fluidkanal und der dritte Fluidkanal, sind über den Verbindungskanal strömungstechnisch aneinander angeschlossen und münden hierzu in diesen ein. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal strömungstechnisch voneinander beabstandet in den Verbindungskanal einmünden und der dritte Fluidkanal strömungstechnisch zwischen dem ersten Fluidkanal und dem zweiten Fluidkanal in den Verbindungskanal einmündet. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass bezogen auf eine Längserstreckung des Verbindungskanals der dritte Fluidkanal näher an dem zweiten Fluidkanal in den Verbindungskanal einmündet als an dem ersten Fluidkanal. Der Verbindungskanal verläuft bevorzugt zumindest bereichsweise gerade, insbesondere durchgehend gerade. Beispielsweise münden der erste Fluidkanal, der zweite Fluidkanal und der dritte Fluidkanal in einen geraden Bereich des Verbindungskanals ein.
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In dem Verbindungskanal ist das zylindrische Filterelement angeordnet. Das Filterelement dient dem Filtern des Fluids, welches den Verbindungskanal durchströmt. Strömungstechnisch liegt das Filterelement zwischen dem ersten Fluidkanal einerseits und dem zweiten Fluidkanal und dem dritten Fluidkanal andererseits, zwischen dem zweiten Fluidkanal einerseits und dem ersten Fluidkanal und dem dritten Fluidkanal andererseits sowie zwischen dem dritten Fluidkanal einerseits und dem ersten Fluidkanal und dem zweiten Fluidkanal andererseits vor. Das bedeutet, dass Fluid, welches aus einem der Fluidkanäle in den Verbindungskanal einströmt und durch einen anderen der Fluidkanäle aus dem Verbindungskanal ausströmt, das Filterelement durchströmt hat, sodass es gefiltert wurde. Das Filterelement ist hierbei derart ausgestaltet, dass Partikel, beispielsweise Schmutzpartikel oder dergleichen, aus dem Fluid ausgefiltert werden.
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Das Filterelement ist grundsätzlich zylindrisch, insbesondere weist es einen zylindrischen Außenumfang auf. Bevorzugt ist das Filterelement kreiszylindrisch ausgestaltet, ist also im Querschnitt bezüglich seiner Längsmittelachse rund. Das Filterelement weist das erste Teilfilterelement und das zweite Teilfilterelement auf, welche ineinander angeordnet sind. Sowohl das erste Teilfilterelement als auch das zweite Teilfilterelement ist zylindrisch, bevorzugt kreiszylindrisch, ausgestaltet. Schlussendlich sind also das erste Teilfilterelement und das zweite Teilfilterelement koaxial zueinander angeordnet, besonders bevorzugt mit in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Filterelements gleichbleibendem Abstand in radialer Richtung.
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Um das erste Teilfilterelement in dem zweiten Teilfilterelement anordnen zu können, weist das erste Teilfilterelement in radialer Richtung kleinere Abmessungen auf als das zweite Teilfilterelement. Aufgrund der beschriebenen Anordnung des ersten Teilfilterelements und des zweiten Teilfilterelements ist in radialer Richtung zwischen den beiden Teilfilterelementen der Ringraum ausgebildet. In axialer Richtung ist der Ringraum bevorzugt beidseitig verschlossen, sodass also Fluid lediglich über das erste Teilfilterelement und/oder das zweite Teilfilterelement in den Ringraum hineingelangen oder aus ihm herausgelangen kann. In dem Filterelement ist zudem der Innenraum ausgebildet, welcher von dem ersten Teilfilterelement begrenzt ist. Weiterhin ist das Filterelement außenseitig von dem Außenbereich umgeben.
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Das bedeutet schlussendlich, dass - im Querschnitt gesehen - der Innenraum in radialer Richtung nach außen von dem ersten Teilfilterelement, der Ringraum in radialer Richtung nach innen von dem ersten Teilfilterelement und in radialer Richtung nach außen von dem zweiten Teilfilterelement und der Außenbereich in radialer Richtung nach innen von dem zweiten Teilfilterelement begrenzt ist. Der Außenbereich ist an den ersten Fluidkanal, der Innenraum an den zweiten Fluidkanal und der Ringraum an den dritten Fluidkanal jeweils strömungstechnisch angeschlossen, nämlich insbesondere unmittelbar.
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Unter dem unmittelbaren Anschließen ist ein Anschließen derart zu verstehen, dass die strömungstechnische Verbindung nicht über das Filterelement beziehungsweise eines der Teilfilterelement verläuft. In anderen Worten ist der erste Fluidkanal unter Umgehung des Filterelements beziehungsweise der beiden Teilfilterelemente an den Außenbereich, der zweite Fluidkanal unter Umgehung des Filterelements beziehungsweise der beiden Teilfilterelement an den Innenraum und der dritte Fluidkanal unter Umgehung des Filterelements beziehungsweise der beiden Teilfilterelemente an den Ringraum strömungstechnisch angeschlossen.
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Hieraus ergibt sich folgende Konfiguration der fluidführenden Einrichtung: Durch den ersten Fluidkanal in den Verbindungskanal eintretendes Fluid durchtritt das zweite Teilfilterelement und gelangt somit in den Ringraum. Aus dem Ringraum kann es entweder zumindest teilweise unmittelbar in den dritten Fluidkanal eintreten und/oder weiter das erste Teilfilterelement durchströmen und in den Innenraum des Filterelements gelangen. Aus dem Innenraum kann das Fluid schlussendlich durch den zweiten Fluidkanal aus dem Verbindungskanal austreten.
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Durch den zweiten Fluidkanal in den Verbindungskanal eintretendes Fluid gelangt unmittelbar in den Innenraum des Filterelements. Von diesem ausgehend durchströmt es das erste Teilfilterelement und gelangt in den Ringraum. Aus diesem kann es entweder zumindest teilweise unmittelbar durch den dritten Fluidkanal aus dem Verbindungskanal austreten und/oder das zweite Teilfilterelement durchströmen und so in den Außenbereich des Filterelements gelangen. Aus diesem kann es nachfolgend durch den ersten Fluidkanal aus dem Verbindungskanal austreten.
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Durch den dritten Fluidkanal in den Verbindungskanal eintretendes Fluid gelangt unmittelbar in den Ringraum. Von diesem ausgehend kann es entweder das erste Teilfilterelement durchströmen und in den Innenraum gelangen, aus welchem es zumindest teilweise durch den zweiten Fluidkanal austritt. Alternativ oder zusätzlich kann das Fluid zumindest teilweise das zweite Teilfilterelement durchströmen und in den Außenbereich gelangen, aus welchem es durch den ersten Fluidkanal austreten kann.
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Auf diese Art und Weise wird mithilfe der fluidführenden Einrichtung ein zuverlässiger Austausch des Fluids zwischen den drei Fluidkanälen gewährleistet, wobei gleichzeitig das Filtern des Fluids mithilfe des Filterelements erfolgt. Aufgrund seines Aufbaus mit den beiden Teilfilterelementen weist das Filterelement einen geringen Druckverlust auf und unterstützt den zuverlässigen Austausch des Fluids zwischen den Fluidkanälen. Das Filterelement kann beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff sein. Besonders bevorzugt besteht das Filterelement vollständig aus Metall oder vollständig aus Kunststoff. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Filterelement ein Metallgerüst aufweist, welches von Kunststoff umgeben ist. Insoweit liegt das Filterelement in Kompositbauweise vor.
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Die fluidführende Einrichtung ist - wie bereits angedeutet - beispielsweise als fluidgekühlte elektrische Maschine ausgestaltet. Besonders bevorzugt liegt sie als quer in einem Kraftfahrzeug eingebaute elektrische Traktionsmaschine vor. Unter der Traktionsmaschine ist eine elektrische Maschine zu verstehen, welche zumindest zeitweise einem Antreiben des Kraftfahrzeugs dient, also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die elektrische Maschine weist einen Stator sowie einen um eine Drehachse bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor auf. Im Falle des Quereinbaus der elektrischen Maschine in das Kraftfahrzeug liegt die Drehachse bezüglich einer Längsachse des Kraftfahrzeugs unter einem Winkel vor, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist. Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen 75° und 105° (diese Werte jeweils eingeschlossen. Besonders bevorzugt steht die Drehachse senkrecht auf der Längsachse des Kraftfahrzeugs beziehungsweise auf einer zu der Längsachse parallelen Geraden.
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Es kann vorgesehen sein, dass der erste Fluidkanal, der zweite Fluidkanal und der dritte Fluidkanal jeweils parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Drehachse verlaufen, wohingegen der Verbindungskanal bezüglich der Drehachse quer verläuft, insbesondere mit der Drehachse beziehungsweise einer zu dieser parallelen Geraden einen Winkel von etwa 90° einschließt. Bei einer solchen Anordnung wird das in dem Verbindungskanal vorliegende Fluid von auf das Kraftfahrzeug wirkenden Beschleunigungskräften in axialer Richtung mit einer Kraft beaufschlagt. Das Filterelement wirkt dieser Kraft entgegen, sodass stets eine zuverlässige Versorgung der drei Fluidkanäle mit dem Fluid sichergestellt ist.
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Im Falle der Ausgestaltung der fluidführenden Einrichtung als fluidgekühlte elektrische Maschine liegen der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal bevorzugt jeweils als Bypasskanal vor. Das bedeutet, dass sie zumindest auf ihrer dem Verbindungskanal abgewandten Seite strömungstechnisch an einen Innenraum der elektrischen Maschine angeschlossen sind, in welchem der Rotor drehbar gelagert ist. Besonders bevorzugt münden sowohl der erste Fluidkanal als auch der zweite Fluidkanal jeweils beidseitig in den Innenraum ein und sind strömungstechnisch zwischen ihren Einmündungsstellen über den Verbindungskanal strömungstechnisch aneinander angeschlossen.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die fluidführende Einrichtung mehrere erste Fluidkanäle aufweist, welche voneinander beabstandet in den Verbindungskanal einmünden und jeweils unmittelbar, also unter Umgehung des Filterelements, an den Außenbereich strömungstechnisch angeschlossen sind. Gleichzeitig sind die mehreren ersten Fluidkanäle jedoch ebenfalls lediglich über das Filterelement strömungstechnisch aneinander angeschlossen. Einer dieser ersten Fluidkanäle kann nun beispielsweise auf einer ersten axialen Seite der fluidführenden Einrichtung in den Innenraum einmünden, wohingegen ein anderer der ersten Fluidkanäle auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite in ihn einmündet. Hierdurch wird ein zuverlässiger Fluidaustausch innerhalb der fluidführenden Einrichtung ermöglicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Filterelement auf wenigstens einer Stirnseite eine Öffnung aufweist, über die der Innenraum mit dem zweiten Fluidkanal in Strömungsverbindung steht. In anderen Worten ist das Filterelement auf einer Seite offen, sodass stirnseitig des Filterelements Fluid in den Innenraum einströmen beziehungsweise aus ihm ausströmen kann. Die Öffnung wird hierbei in radialer Richtung nach außen von dem ersten Teilfilterelement begrenzt. Die Öffnung weist beispielsweise einen Durchmesser auf, welcher mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 % oder mindestens 80 % des Durchmessers des Filterelements beträgt. Hierdurch wird ein besonders geringer Druckverlust über das Filterelement realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Außenbereich in einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich aufgeteilt ist, wobei der erste Fluidkanal mit dem ersten Teilbereich unmittelbar und mit dem zweiten Teilbereich lediglich mittelbar über den Ringraum und/oder den Innenraum strömungstechnisch verbunden ist. Der Außenbereich teilt sich insoweit in die mehreren Teilbereiche auf, nämlich zumindest den ersten Teilbereich und den zweiten Teilbereich. Der erste Fluidkanal ist nun mit dem ersten Teilbereich unmittelbar strömungsverbunden, insbesondere mündet er unmittelbar in ihn ein.
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Die Teilbereiche des Außenbereichs sind strömungstechnisch derart voneinander separiert, dass sie nicht unmittelbar, sondern lediglich über das Filterelement in Strömungsverbindung miteinander stehen. Das bedeutet, dass Fluid aus einem der Teilbereiche zunächst das Filterelement, insbesondere das zweite Teilfilterelement durchströmen muss, insbesondere mehrfach durchströmen muss, um in einen anderen der Teilbereiche zu gelangen. Hierdurch können mehrere der Fluidkanäle an den Außenbereich strömungstechnisch angeschlossen und dennoch lediglich mittelbar über das Filterelement strömungstechnisch miteinander verbunden sein. Dies erlaubt eine äußerst flexible Ausgestaltung der fluidführenden Einrichtung.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Fluidkanal mit dem zweiten Teilbereich unmittelbar und mit dem ersten Teilbereich lediglich mittelbar über den Ringraum und/oder den Innenraum strömungstechnisch verbunden ist. Der zweite Fluidkanal ist insoweit nicht lediglich über die Öffnung an den Innenraum strömungstechnisch angeschlossen, sondern zusätzlich an den Außenbereich, nämlich an den zweiten Teilbereich des Außenbereichs. Hierdurch wird ein besonders geringer Druckverlust zwischen den Fluidkanälen realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass von dem Filterelement ein Ringvorsprung ausgeht, der den Außenbereich in den ersten Teilbereich und den zweiten Teilbereich aufteilt, und der fluiddicht an einer Innenumfangsfläche des Verbindungskanals anliegt. Der Ringvorsprung separiert den Au-ßenbereich in den ersten Teilbereich und den zweiten Teilbereich. Hierzu ist er in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Filterelements durchgehend ausgebildet und liegt durchgehend fluiddicht an der Innenumfangsfläche des Verbindungskanals an. Entsprechend ist eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen den Teilbereichen des Außenbereichs von dem Ringvorsprung unterbrochen.
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Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl an derartigen Ringvorsprüngen von dem Filterelement ausgehen, sodass der Außenbereich in eine beliebige Anzahl an Teilbereichen unterteilt ist. Besonders bevorzugt liegen mindestens zwei Ringvorsprünge vor, sodass der Außenbereich in drei Teilbereiche aufgeteilt ist. Hiervon sind zwei der Teilbereiche an erste Fluidkanäle und der verbleibende der Teilbereiche an den zweiten Fluidkanal unmittelbar strömungstechnisch angeschlossen. Wiederum ermöglicht dies eine besonders flexible Ausgestaltung der fluidführenden Einrichtung.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem zweiten Teilfilterelement eine mit einer Mündungsöffnung des dritten Fluidkanals fluchtende Ausnehmung ausgebildet ist, über die der Ringraum mit dem dritten Fluidkanal in Strömungsverbindung steht. Die Ausnehmung durchgreift das zweite Teilfilterelement in radialer Richtung, sodass die unmittelbare Strömungsverbindung zwischen dem Ringraum und dem dritten Fluidkanal vorliegt. Vorzugsweise liegt das Filterelement im Bereich des dritten Fluidkanals beziehungsweise der Ausnehmung an der Innenumfangsfläche des Verbindungskanals an, nämlich derart, dass die Mündungsöffnung des dritten Fluidkanals dicht umgriffen ist und entsprechend keine direkte Strömungsverbindung zwischen dem dritten Fluidkanal und dem ersten Fluidkanal und dem zweiten Fluidkanal vorliegt. Hierdurch wird eine besonders einfache Ausgestaltung des Filterelements erzielt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beidseitig der Ausnehmung jeweils ein Dichtsteg von dem Filterelement ausgeht, der fluiddicht an der Innenumfangsfläche des Verbindungskanals anliegt. Die Unterbrechung der unmittelbaren Strömungsverbindung zwischen dem dritten Fluidkanal und sowohl dem ersten Fluidkanal als auch dem zweiten Fluidkanal erfolgt insoweit mithilfe der Dichtstege. Die Dichtstege sind beidseitig der Ausnehmung angeordnet und erstrecken sich in Umfangsrichtung durchgehend und umgreifen hierbei bevorzugt das Filterelement vollständig. Die Dichtstege liegen in Umfangsrichtung fluiddicht an der Innenumfangsfläche an, sodass die fluidtechnische Trennung des dritten Fluidkanals von den anderen Fluidkanälen gewährleistet ist.
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Die Erfindung sieht vor, dass der Verbindungskanal als Sackausnehmung in einem Gehäuse der fluidführenden Einrichtung ausgebildet ist, in welche das Filterelement eingeschoben ist, wobei das Filterelement auf einer der Stirnseite gegenüberliegenden weiteren Stirnseite einen Deckel aufweist, der die Sackausnehmung außenseitig fluiddicht verschließt. Unter der Sackausnehmung ist eine in dem Gehäuse ausgebildete Ausnehmung zu verstehen, welche in axialer Richtung bezüglich ihrer Längsmittelachse lediglich einseitig offen ist. Das bedeutet, dass eine Seite der Sackausnehmung eine Außenfläche des Gehäuses durchgreift. Eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite ist hingegen von einem von dem Gehäuse ausgebildeten Grund der Ausnehmung verschlossen. Insoweit durchgreift die Sackausnehmung das Gehäuse in axialer Richtung lediglich teilweise.
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Das Filterelement ist in die Sackausnehmung eingeschoben, insbesondere eingepresst. Hierunter ist zu verstehen, dass das Filterelement zumindest bereichsweise an der Innenumfangsfläche des Verbindungskanals anliegt, sodass es kraftschlüssig in dem Verbindungskanal gehalten ist. Beispielsweise kann hierzu das Filterelement mit Übermaß oder mit Übergangsmaß zu dem Verbindungskanal ausgebildet sein. Um den Verbindungskanal auf seiner die Außenseite des Gehäuses durchgreifenden Seite fluiddicht zu verschließen, verfügt das Filterelement über den Deckel. Dieser ist auf der der Stirnseite, in welchem die Öffnung des Filterelements vorliegt, gegenüberliegenden Seite des Filterelements angeordnet. Der Deckel ist derart ausgestaltet, dass er die Sackausnehmung fluiddicht verschließt.
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Beispielsweise liegt der Deckel ebenfalls in der Sackausnehmung vor und liegt mit seinem Außenumfang durchgehend fluiddicht an der Innenumfangsfläche des Verbindungskanals an. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Deckel in radialer Richtung größere Abmessungen aufweist als die Sackausnehmung, sodass er nach dem Einschieben des Filterelements in die Sackausnehmung die Mündungsöffnung der Sackausnehmung übergreift und hierbei in axialer Richtung an dem Gehäuse anliegt. In jedem Fall ist mit einer derartigen Ausgestaltung sowohl eine einfache Montage des Filterelements in dem Verbindungskanal als auch ein einfacher Austausch des Filterelements gewährleistet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Teilfilterelement und das zweite Teilfilterelement jeweils zumindest bereichsweise Filteröffnungen aufweisen. Die Filteröffnungen dienen einem Hindurchtreten des Fluids, wobei das Fluid gefiltert wird. Die Filteröffnungen sind entsprechend derart bemessen, dass das Fluid durch die Teilfilterelemente hindurchtreten kann, gleichzeitig die in dem Fluid enthaltenen Partikel jedoch zurückgehalten werden. Vorzugsweise verfügt jedes der Teilfilterelemente über eine Vielzahl von derartigen Filteröffnungen. Vorzugsweise weisen die Filteröffnungen jeweils einen Durchmesser von insbesondere mindestens 100 um und höchstens 2 mm auf. Besonders bevorzugt beträgt der Durchmesser höchstens 1 mm, höchstens 0,5 mm oder höchstens 0,25 mm. Hierdurch wird ein zuverlässiges Herausfiltern der Partikel aus dem Fluid gewährleistet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Teilfilterelement in einem in Überdeckung mit der Mündungsöffnung des dritten Fluidkanals angeordneten Axialabschnitt massiv ausgebildet ist. Das bedeutet, dass das erste Teilfilterelement in diesem Axialabschnitt keine Filteröffnungen aufweist, sodass im Bereich des dritten Fluidkanals das Fluid nicht durch das erste Teilfilterelement hindurchgelangen kann. Hierdurch wird verhindert, dass zwischen dem dritten Fluidkanal und einem der anderen Fluidkanäle ein übermäßig großer Fluidmassenstrom auftritt. Der massiv ausgestaltete Axialabschnitt stellt insoweit eine gleichmäßige Fluidverteilung zwischen den drei Fluidkanälen sicher.
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Die Erfindung betrifft insoweit selbstverständlich auch ein Kraftfahrzeug mit einer fluidführenden Einrichtung, welche gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs einer fluidführenden Einrichtung, wobei ein Filterelement nicht dargestellt ist, sowie
- 2 eine schematische Darstellung der fluidführenden Einrichtung, wobei das Filterelement gezeigt ist.
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Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer fluidführenden Einrichtung 1, welche hier als fluidgekühlte elektrische Maschine vorliegt. Die Einrichtung 1 verfügt daher über einen Stator 2 sowie einen nicht dargestellten, um eine Drehachse 3 in einem Gehäuse 4 der Einrichtung 1 gelagerten Rotor. Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine eine Traktionsmaschine, dient also zumindest zeitweise zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Weiter ist die elektrische Maschine beispielsweise quer in dem Kraftfahrzeug eingebaut, sodass also die Drehachse 3 quer zu einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Zur Kühlung der Einrichtung 1 wird sie zumindest zeitweise von einem Fluid, nämlich einem Kühlmittel, durchströmt. Die Einrichtung 1 weist einen ersten Fluidkanal 5, einen zweiten Fluidkanal 6 und einen dritten Fluidkanal 7 auf. Ein weiterer erster Fluidkanal 8 kann durch einen Durchbruch 9 von einem Innenraum 10 des Gehäuses 4 ausgebildet sein. In dem Innenraum 10 sind sowohl der Stator 2 als auch der Rotor angeordnet. Die Fluidkanäle 5, 6 und 7 sowie - optional - der Fluidkanal 8 sind über einen Verbindungskanal 11 strömungstechnisch aneinander angeschlossen. Hierzu münden sie in den Verbindungskanal 11 ein, nämlich beabstandet voneinander. Es ist erkennbar, dass der Verbindungskanal 11 als Sackausnehmung ausgebildet ist, welche in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Verbindungskanals 11 gesehen einerseits von einem Boden 12 begrenzt ist, der von dem Gehäuse 4 gebildet ist, und andererseits eine Außenfläche 13 des Gehäuses 4 unter Ausbildung einer Mündungsöffnung 14 durchgreift.
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Die 2 zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung der Einrichtung 1. In dem Verbindungskanal 11 ist nun ein Filterelement 15 angeordnet, das ein erstes Teilfilterelement 16 und ein zweites Teilfilterelement 17 aufweist. Das Filterelement 15 ist grundsätzlich zylindrisch, nämlich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kreiszylindrisch ausgestaltet. Auch das erste Teilfilterelement 16 und das zweite Teilfilterelement 17 sind jeweils zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch. Das erste Teilfilterelement 16 weist im Querschnitt bezüglich einer Längsmittelachse 18 kleinere Abmessungen in radialer Richtung auf als das zweite Teilfilterelement 17. Das erste Teilfilterelement 16 ist derart in dem zweiten Teilfilterelement 17 angeordnet, dass in radialer Richtung zwischen ihnen ein Ringraum 19 vorliegt. Stirnseitig ist der Ringraum 19 jeweils verschlossen, nämlich auf einer Seite des Filterelements 15 durch einen Deckel 20 und auf einer anderen Seite von einem Verschlussring 21. Die beiden Teilfilterelemente 16 und 17, der Deckel 20 und der Verschlussring 21 sind vorzugsweise einstückig und materialeinheitlich ausgestaltet.
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Das erste Teilfilterelement 16 begrenzt in radialer Richtung nach außen einen Innenraum 22, der eine Stirnseite 23 des Filterelements 15 zur Ausbildung einer Öffnung 24 durchgreift. Die Öffnung 24 ist in Umfangsrichtung von dem Verschlussring 21 umgriffen. Im Querschnitt bezüglich der Längsmittelachse 18 gesehen ist das Filterelement 15 zumindest bereichsweise von einem Außenbereich 25 des Verbindungskanals 18 umgeben. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außenbereich 25 in einen ersten Teilbereich 26, einen zweiten Teilbereich 27 und einen dritten Teilbereich 28 unterteilt. Die Teilbereiche 26, 27 und 28 sind in axialer Richtung durch Ringvorsprünge 29 voneinander separiert. Jeder der Ringvorsprünge 29 geht von dem Filterelement 15 aus und liegt mit seiner Außenumfangsfläche an einer Innenumfangsfläche 30 des Verbindungskanals 11 an.
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Der erste Teilbereich 26 liegt in Überdeckung mit dem ersten Fluidkanal 5 beziehungsweise einer Mündungsöffnung des ersten Fluidkanals 5 in dem Verbindungskanal 11 vor. Entsprechend steht der erste Teilbereich 26 mit dem ersten Fluidkanal 5 in unmittelbarer Strömungsverbindung. Der zweite Teilbereich 27 steht unmittelbar mit dem zweiten Fluidkanal 6 in Strömungsverbindung. Auch er kann in Überdeckung mit diesem vorliegen. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Der dritte Teilbereich 28 hingegen steht mit dem Durchbruch 9 beziehungsweise dem weiteren ersten Fluidkanal 8 in unmittelbarer Strömungsverbindung. Hierzu liegt er wiederum mit dem Durchbruch in Überdeckung vor. In dem ersten Teilfilterelement 16 und dem zweiten Teilfilterelement 17 sind jeweils Filteröffnungen 31 ausgebildet, von welchen lediglich einige beispielhaft gekennzeichnet sind. Durch die Filteröffnungen kann Fluid zwischen dem Außenbereich 25, dem Ringraum 19 und dem Innenraum 22 ausgetauscht werden.
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Aus dem ersten Fluidkanal 5 kommendes Fluid tritt beispielsweise durch das zweite Teilfilterelement 17 hindurch in den Ringraum 19 ein und gelangt aus diesem unmittelbar in den dritten Fluidkanal 7. Zusätzlich oder alternativ kann das Fluid aus dem Ringraum 19 in das zweite Teilfilterelement 17 erneut durchtreten und in einen der Teilbereiche 26, 27 beziehungsweise 28 des Außenbereichs 25 gelangen, sodass es nachfolgend beispielsweise durch den zweiten Fluidkanal 6 oder den weiteren ersten Fluidkanal 8 aus dem Verbindungskanal 11 austritt. Weiterhin kann das Fluid aus dem Ringraum 19 das erste Teilfilterelement 16 durchlaufen und in den Innenraum 22 gelangen, aus welchem es durch die Öffnung 24 in der Stirnseite 23 austritt und anschließend in den zweiten Fluidkanal 6 einströmt. Auch andere Strömungspfade sind grundsätzlich möglich, werden hier jedoch nicht weiter erläutert.
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Es ist erkennbar, dass das erste Teilfilterelement 16 in einem Axialabschnitt 32, der in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 18 in Überdeckung mit dem dritten Fluidkanal 7 vorliegt, massiv ausgebildet ist, also keine Filteröffnung 31 aufweist. In dem zweiten Teilfilterelement 17 ist hingegen eine Ausnehmung 33 ausgebildet, die in Überdeckung mit dem dritten Fluidkanal 7 vorliegt. Durch die Ausnehmung 33 kann das Fluid direkt zwischen dem Ringraum 19 und dem dritten Fluidkanal 7 ausgetauscht werden. Beidseitig der Ausnehmung 33 liegt jeweils ein Dichtsteg 34 vor, der die Ausnehmung 33 in axialer Richtung von dem Außenbereich 25 separiert. Im Bereich der Dichtstege 34, also ebenfalls beidseitig der Ausnehmung 33, kann das Filterelement 15 Dichtungsaufnahmen 35 aufweisen, in welchen vorzugsweise jeweils ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring angeordnet ist.
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Die beschriebene Einrichtung 1 realisiert ein Filtern des Fluids mittels des Filterelements 15 auf besonders effektive Art und Weise. Zudem ist ein geringer Druckverlust über das Filterelement 15 sichergestellt. Insgesamt verfügt die Einrichtung 1 somit über eine besonders effektive Kühlung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einrichtung
- 2
- Stator
- 3
- Drehachse
- 4
- Gehäuse
- 5
- 1. Fluidkanal
- 6
- 2. Fluidkanal
- 7
- 3. Fluidkanal
- 8
- weiterer 1. Fluidkanal
- 9
- Durchbruch
- 10
- Innenraum
- 11
- Verbindungskanal
- 12
- Boden
- 13
- Außenlöcher
- 14
- Mündungsöffnung
- 15
- Filterelement
- 16
- 1. Teilfilterelement
- 17
- 2. Teilfilterelement
- 18
- Längsmittelachse
- 19
- Ringraum
- 20
- Deckel
- 21
- Verschlussring
- 22
- Innenraum
- 23
- Stirnseite
- 24
- Öffnung
- 25
- Außenbereich
- 26
- 1. Teilbereich
- 27
- 2. Teilbereich
- 28
- 3. Teilbereich
- 29
- Ringvorsprung
- 30
- Innenumfangsfläche
- 31
- Filteröffnungen
- 32
- Axialabschnitt
- 33
- Ausnehmung
- 34
- Dichtsteg
- 35
- Dichtungsaufnahme
