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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und/oder mechanischen Stabilisieren zumindest einer wärmezeugenden Maschine, umfassend zumindest einen Kühlkörper, welcher entlang eines Außenumfangs an die Maschine anlegbar ist. „Anlegbar“ kann heißen, dass der Kühlköper in direktem oder indirektem mechanischem Kontakt mit der Maschine steht oder aber der Kühlkörper keinen Kontakt mit der Maschine aufweist, sondern damit lediglich entlang des Außenumfangs der Maschine um diese herum verlegt ist.
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Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift
US 2018 / 0 146 577 A1 bekannt. Diese zeigt einen Leistungswandler, der in der Größe reduziert werden kann. Um dies zu erreichen, umfasst der Leistungswandler mehrere Wasserdurchlässe, die radial von einer angenommenen Mittelachse aus angeordnet sind, wobei jeder im Querschnitt trapezförmig ist, und Leistungsmodule, die so zwischen den Wasserdurchlässen angeordnet sind, dass jedes der Leistungsmodule von seinen beiden Oberflächen aus von den Wasserdurchlässen umschlossen wird.
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WO 2019/ 120 914 A1 betrifft ein leistungselektronisches System, das ein oder mehrere leistungselektronische Komponenten umfasst, die zumindest teilweise auf einer oder mehreren Leiterplatten auf einem Kühlkörper implementiert sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten eine ebene ringförmige oder kreisförmige Form aufweisen, die in der Mitte eine kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser aufweist.
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US 2016 / 0 105 081 A1 beschreibt ein elektronisches Bauelement, das an eine elektrische Maschine angeschlossen werden kann. Die elektronische Baugruppe umfasst eine Trägerstruktur, die zur Kühlung ausgelegt ist, mit einem ersten axialen Ende, das mit der elektrischen Maschine verbunden ist.
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US 2018 / 0 288 907 A1 offenbart eine Wärmeabfuhrvorrichtung, dass ein Verfahren zum Montieren und elektrischen Verbinden von wärmeableitenden elektrischen Vorrichtungen, vorzugsweise in radialer Geometrie unter Erzielung einer guten Oberflächen-zu-Oberflächen-Klemmkraft, in flüssigkeits- und/oder luftgekühlten Varianten bereitstellt. Bei dieser Vorrichtung wird die Wärme über einen Kühlkörper abgeführt, wobei der Kühlkörper in radialer Richtung innerhalb der Leistungselektronik angebracht ist.
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US 2004 / 0 189 114 A1 umfasst einen Stromrichter, der in Reihe mit einem Motor angeordnet ist, um eine einheitliche Struktur zu bilden. Die eine Abtriebswelle, die als Teil des Motors betrachtet werden kann, ist mit einer Vielzahl von Kühlern versehen, die sich in radialer Richtung um die Welle ausbilden. An den ebenen Oberflächen der Kühler sind Leistungshalbleitermodule in Umfangsrichtung vorder- und hinterhalb angebracht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zumindest zwei Stromverteilungselemente, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen sind, Betriebsströme, zum Beispiel also Ströme zum Steuern und/oder Regeln einer Steuerelektronik der Maschine, zu leiten und/oder einzustellen. Alternativ kommt jedoch auch ein anderes elektrisches Bauelement in Frage, welches Ströme steuern, verteilen und/oder regeln kann.
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Gemäß vorliegender Erfindung kann es sich bei dem Kühlkörper um ein wärmeleitendes Element handeln, in welchem zum Beispiel Kühlkanäle eingebaut sind und/oder auf einer Außenfläche des Kühlkörpers entsprechende Kühlkanäle angeordnet sind. Unter „eingebaut“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang solche Kühlkanäle, welche mittels eines Spahn gebenden Verfahrens in den Kühlkörper eingebracht sind, oder aber der Kühlkörper selbst mittels eines Gießverfahrens oder eines sonstigen Fertigungsverfahrens bereits nach dessen Fertigstellung automatisch in das Gerät verbaute- und innerhalb des Kühlkörpers verlaufende Kühlkanäle aufweist.
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Bei den hier beschriebenen Stromverteilungselementen kann es sich um solche Stromverteilungselemente, beispielsweise in Form eines IGBT- Typs, handeln, welcher auf einer Siliciumcarbid, Gallenitrit oder einer sonstigen Halbleiterheterostruktur basiert. Es kann sich daher bei dem Stromverteilungselement um ein Power Module, insbesondere um ein SiC-Power Module, handeln.
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Mittels dieser Verteilungselemente können in die Maschine und/oder in einer Steuerelektronik der Maschine Ströme verschiedener Phasen hinein und verschiedener Phasen herausgeleitet werden. Beispielsweise werden Ströme dreier Phasen in die Maschine und/oder die Steuerelektronik eingeleitet und Ströme zweier Phasen aus der Maschine herausgeleitet.
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Solche Stromverteilungselemente erwärmen sich jedoch aufgrund der Durchleitung großer Ströme relativ schnell und bedürfen daher gewisse Kühlung.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind daher zumindest zwei Stromverteilungselemente mit dem Kühlkörper in mechanischen Kontakt gebracht, sodass im Betrieb der Maschine die beiden Stromverteilungselemente durch die Wärme ableitenden Eigenschaften des Kühlkörpers gekühlt werden.
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Dabei sind in zumindest einer Ausführungsform die beiden Stromverteilungselemente entlang einer Umfangsrichtung an der Außen- und/oder Innenfläche des Kühlkörpers positioniert.
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Die Erfindung schlägt daher vor, nicht nur entsprechende Stromverteilungselemente an einem Kühlkörper anzuordnen, um die elektrische Maschine betreiben und/oder steuern und/oder regeln zu können, sondern zudem solche Stromverteilungselemente in der Umfangsrichtung an der Außen- und/oder Innenfläche des Kühlkörpers zu positionieren. Zum Beispiel sind die Stromverteilungselemente entlang einer in Umfangsrichtung kreisförmigen Bahn um die Maschine herum angeordnet.
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Eine derartige Anordnung bietet nicht nur den Vorteil, dass die entsprechenden Stromverteilungselemente besonders effektiv gekühlt werden können, sondern zudem auch den Vorteil, dass die innerhalb des Kühlkörpers zumindest teilweise angeordnete Maschine durch den Kühlkörper selbst mechanisch stabilisiert werden kann.
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Denkbar ist nämlich, dass außen an der Maschine und/oder an dem Kühlkörper angeordnete Fixierverstrebungen eine Verbindung zwischen dem Kühlkörper und der Maschine herstellen können, sodass eine mechanische Stabilisierung dann gewährleistet sein kann, wenn der Kühlkörper ebenso bereits an Stabilisierungspunkten, zum Beispiel an solchen Stabilisierungsstreben, stabilisiert ist.
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Mit anderen Worten kann der Kühlkörper dafür sorgen, dass die Maschine möglichst vibrationsfrei und/oder bewegungsfrei positioniert ist. Vorzugsweise ist die Maschine stationär im Kühlkörper positioniert, bewegt sich daher innerhalb des Kühlkörpers nicht. Die Bezeichnung „innerhalb des Kühlkörpers“ bedeutet daher ein solches insbesondere gedachtes Volumen, welches durch den Kühlkörper in zumindest einer Dimension tatsächlich auch begrenzt und aufgespannt wird.
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Auch ist durch die hier beanspruchte Anordnung eine EMV Emission von Elektronik der Steuerung derart minimiert, dass die Powerelektronik mit der Platine sich gegenseitig über EMV Störungen möglichst wenig beeinflussen.
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Auch kann ein EMV Filter innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angeordnet werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Kühlen und/oder mechanischen Stabilisieren zumindest einer wärmeerzeugenden Maschine zumindest einen Kühlkörper, welcher entlang eines Außenumfangs an die Maschine anlenkbar ist.
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Zudem umfasst die hier beschriebene Vorrichtung zumindest zwei Stromverteilungselemente, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen sind, Betriebsströme, zum Beispiel also Ströme zum Steuern und/oder Regeln einer Steuerelektronik der Maschine, zu leiten und/oder einzustellen.
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Dabei sind die zumindest zwei Stromverteilungselemente in mechanischem Kontakt mit dem Kühlkörper gebracht, sodass im Betrieb der Maschinen die beiden Stromverteilungselemente durch die wärmeableitenden Eigenschaften des Kühlkörpers gekühlt werden und weiter, wobei erfindungsgemäß die beiden Stromverteilungselemente entlang einer Umfangsrichtung insbesondere einer kreisförmigen Bahn entlang der Umfangsrichtung, an der Außen- und/oder Innenfläche des Kühlkörpers positioniert sind. Dabei können die Stromverteilungselemente an einer der Maschine zugewandten Innenfläche des Kühlkörpers oder aber an einer der Maschine abgewandten Außenfläche des Kühlkörpers angeordnet sein. Auch eine Kombination aus einer Innen- und einer Außenanordnung ist möglich.
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Die Steuerelektronik und bei Bedarf andere Bauteile, wie zum Beispiel die Stromverteilungselemente der Vorrichtung, können flüssigkeits- und/oder luftgekühlt sein.
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Erfindungsgemäß ist der Kühlkörper ringförmig aufgebaut, insbesondere, wobei der Kühlkörper in Form eines Zahnrades aufgebaut ist, wobei die Stromverteilungselemente an relativ zu einer radialen Richtung geneigten Zackenflächen einer Zacke des Zahnrades angeordnet sind.
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Unter dem Begriff eines „Zahnrads“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein zahnradförmiges Element mit Zacken bezeichnet, wobei die Zacken jeweils zumindest eine gekrümmte, teilweise gekrümmt und vollständig krümmungsfreie, Zackenfläche ausbildet.
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Dabei kann die Steuerelektronik und/oder die Stromverteilungspins mittels eines Klebemittels an dem Zahnrad und/oder anderen Elementen angeklebt sein.
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Die Ausformung eines Zahnrades, welche den Kühlkörper bildet und/oder der Kühlkörper ist, ist vorteilhaft, da einzelne Zacken des Zahnrades jeweils zumindest zwei in einem spitzen Winkel zueinander geformte Zackenflächen aufweisen, wobei an ausgewählten, insbesondere jeder, Zackenfläche zumindest ein, vorzugsweise genau ein, Stromverteilungselement angeordnet ist.
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Die Stromverteilungselemente sind daher derart ausgestaltet und dimensioniert, dass diese vorzugsweise flächenweise kleiner sind als die Zackenfläche, auf welcher sie positioniert sind, sodass die Stromverteilungselemente nicht in radialer, oder sonst einer Richtung, von dem Kühlkörper herausragen.
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Eine axiale Richtung ist eine solche Richtung, welche durch eine radiale Mitte des in Form eines Zahnrades ausgeformten Kühlkörpers verläuft und dabei gleichzeitig senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Zahnrades steht.
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Die radiale Richtung ist eine solche Richtung, welche zwar ebenso durch den Zahnradmittelpunkt (=radiale Mitte), jedoch parallel zu der Haupterstreckungsebene des Zahnrades verläuft.
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Zusätzlich oder alternativ können die in der vorliegenden Erfindung erdachten Zackenflächen nicht nur eine Neigung relativ zur radialen Richtung aufweisen, sondern die Zackenflächen können ebenso in einem Winkel ungleich null relativ zur axialen Richtung ausgerichtet sein. Insofern weist eine solche Zacke eine „Doppelneigung“ auf.
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Zusätzlich oder alternativ können die einzelnen Zacken auch an der Innenfläche des Kühlkörpers angeordnet sein.
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Auch in diesem Fall kann der Kühlkörper in Form eines Ringes ausgeführt sein, welcher an dessen Innenfläche (diejenige Fläche, welche dem Ringzentrum zugewandt ist) dann die einzelnen Zacken aufweist. In zumindest einer Ausführungsform können die einzelnen Befestigungskeile dann nicht von außen nach innen, sondern zum Beispiel mittels einer Spannschnecke oder eines Aufspreizers in die einzelnen Zwischenräume von innen nach außen gepresst werden. Bei einer solchen Spannschnecke kann es sich um ein derartiges Bauteil handeln, welches bei Betätigung von innen nach außen die Keile mit immer größer werdender Kraft gegen die Innenseite des ringförmiges Kühlkörpers drückt.
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Die ringförmige Anordnung der Stromverteilungselemente ermöglicht einen kürzeren elektrischen Pfad zwischen einem Inverter und einem elektrischen Motor mit zum Beispiel 3 oder mehr Phasenanschlüssen.
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Zum Beispiel ist ein den DC-Link (Kondensatoranordnung) seitlich entlang der axialen Richtung zu dem Kühlkörper angeordnet. Denkbar ist jedoch auch, dass zumindest Teile des DC-Links in radialer Richtung innerhalb des Kühlrings angeordnet sind.
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Schalter der Steuerung im Bereich des Zahnrades oder in dem Zahnrad können entlang der ringförmigen Ausgestaltung des Kühlkörpers angeordnet sein, wobei in zumindest einer Ausführungsform ein Gehäuse der Vorrichtung zum Beispiel rechteckig oder kreisförmig ist.
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Erfindungsgemäß sind die Stromverteilungselemente mittels zumindest eines, in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Zacken angeordneten, Befestigungskeils an den Zackenflächen der Zacken befestigt, und zwar derart, dass der Befestigungskeil mittels zumindest eines Befestigungsmittels in Richtung eines radialen Zentrums des Kühlkörpers drückt, sodass je zumindest ein Stromverteilungselement zwischen einer Zackenfläche und einer Keilfläche des Befestigungskeils eingeklemmt wird.
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Insofern kann eine entsprechende Keilklemmung realisiert sein. Die den Kühlkörper zugewandten Flächen des Befestigungskeils, also die Keilflächen, bilden daher Presskontaktflächen, welche im flächigen Kontakt mit dem Stromverteilungselement gebracht werden. Das Stromverteilungselement kann mit einem Klebemittel, welches wasserlöslich oder wasserunlöslich ist, an einer Zackenfläche angeklebt werden. Ein entsprechendes Klebemittel kann ebenso vorstellbar positioniert werden zwischen dem Keil und der Keilfläche einerseits und dem Stromverteilungselement andererseits. Vorzugsweise ist jedoch lediglich zwischen der Zackenfläche des Kühlkörpers und dem Stromverteilungselement ein Klebemittel angeordnet, sodass der Kontakt zwischen dem Stromverteilungselement und der Keilfläche klebemittelfrei erfolgt.
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Statt oder zusätzlich zu dem hier beschriebenen Klebemittel kommt jedoch auch ein Gappad, Gapfiller oder Wärmeleitkleber o.ä. (zu Englisch: thermal interface material, kurz TIM genannt) in Frage. Auch dieses Mittel kann einen guten thermischen Übergang sicherstellen. Dabei kann auch eine entsprechende für HV-Anwendungen nötige Durchschlagfestigkeit erzeugt sein, sodass man im Sinne der Erfindung dann von elektrisch isolierend spricht.
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Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Befestigungskeil, anstatt in Umfangsrichtung an dem Kühlkörper angeordnet werden (drückt dann also nicht von außen nach innen), sondern es ist ebenso denkbar, dass zumindest ein Befestigungskeil in axialer Richtung (also horizontal) gegen die einzelnen Zackenflächen drückt. Die Druckkraft des Keils weist in einem solchen Fall dann keine radiale Komponente auf. Dann würde zumindest eine Zackenfläche einer Zacke auch relativ zu der axialen Richtung geneigt sein, dass der Keil in axialer Richtung durch die Zacke einen entsprechenden Gegendruck erfährt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind Stromverteilungspins der Stromverteilungselemente entlang einer axialen Richtung der Vorrichtung und/oder des Kühlkörpers von einem Kühlkörper weggeführt. Mit anderen Worten können die Stromverteilungspins aus den Stromverteilungselementen herausragen. Zum Beispiel sind die Stromverteilungspins mit den Stromverteilungselementen in einem Stück ausgeführt. Denkbar ist, dass alle Stromverteilungspins auf derselben Seite des Kühlkörper von diesem weg ragen.
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Eine derartige, in einer axialen Richtung, Anordnung eines Stromverteilungspins ermöglicht daher eine elektrische Kontaktierung der Vorrichtung aus Richtung der axialen Richtung, das heißt von der Seite her. Dies ermöglicht eine ganz besonders einfache Montage.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist entlang der axialen Richtung eine Steuerplatine auf die Stromverteilungspins der Stromverteilungselemente aufsteckbar oder aufgesteckt.
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Bei der Steuerplatine kann es sich um eine Platine mit entsprechenden elektrischen Kontaktierungen handeln, sodass die Steuerplatine ein Teil der Steuerungselektronik der Maschine sein kann oder aber ein zusätzlicher Bauteil einer weiteren Steuerelektronik abbilden kann. Die Stromplatine kann daher von der Seite beispielsweise mittels eines bloßen mechanischen Druckes, welcher sogar händisch erzeugt werden kann, besonders einfach auf die Stromverteilungspins aufgesteckt werden.
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Die Steuerplatine und/oder eine weitere Steuerplatine ist, zum Beispiel, als kreisförmiges oder rechteckiges Element ausgeführt, das zur Steuerung des Schaltens eines Leistungsschalter und der Leistung einer Leistungselektronik, jeweils der hier beanspruchten Vorrichtung, verwendet werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Befestigungsmittel ein Spannring, wobei der Spannring dann von außen um den Kühlkörper sowie um die Stromverteilungselemente herum aufgespannt ist, sodass der Spannring in radialer Richtung von außen nach innen den Befestigungskeil in Richtung des Kühlkörpers drückt.
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Die Anordnung des Kühlkörpers zusammen mit den Stromverteilungselementen und in weiterer Verbindung mit dem Spannring bildet daher eine Art Fassreifenverschluss, bei dem der Spannring von der Seite und umfänglich, also aus axialer Richtung über den Kühlkörper und über die Stromverteilungselemente, welche vorzugsweise nicht von dem Kühlkörper herausragen, geschoben ist. Beispielsweise umfasst der Spannring ein zusätzliches Spannmittel, um nach einem druckfreien oder druckbehafteten Darüberziehen über den Kühlkörper eine Spannung und insofern einen Aufpressdruck des Spannrings auf den Keil und einem damit einhergehenden Aufpressdruck des Keils auf den Kühlkörper einstellen kann. Der Spannring ist daher über den Kühlkörper die Stromverteilungselemente und insbesondere auch die Keilelemente darüber gezogen.
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Die einzelnen Befestigungskeile können des Weiteren eine Führung, insbesondere jeweils eine Nut aufweisen, welche in Form einer Kerbe und/oder Ausnehmung an einer dem Kühlkörper abgewandten Außenfläche des Befestigungskeils ausgebildet ist, aufweisen, sodass innerhalb der Kerbe der Spannring einrasten kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Positionierung des Spannungsrings über den Befestigungskeilen. Damit ist die Befestigung des Spannrings enorm erleichtert und zudem ist dafür Sorge getragen, dass der Spannring während des Benutzens der Vorrichtung sich nicht verschiebt oder einfach von der Vorrichtung fällt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Maschine um eine elektrische Maschine, wie zum Beispiel einen Elektromotor, ein Transformator oder Ähnliches. Bei der Maschine kann es sich jedoch auch um eine Verbrennungskraftmaschine oder eine sonstige Maschine handeln.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Vorrichtungssystem umfassend die obig beschriebene Vorrichtung zum Kühlen und/oder mechanischen Stabilisieren zumindest eine wärmeerzeugende Maschine sowie die wärmeerzeugende Maschine selbst. Das Vorrichtungssystem weist daher eine Kombination aus Kühlkörper und Maschine auf, wobei letztere zumindest teilweise innerhalb des Kühlkörpers und insbesondere in einen durch den Kühlkörper aufgespannten Raum angeordnet ist.
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Zudem ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren der Herstellung einer Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche bezogen, wobei alle in Zusammenhang mit der Vorrichtung in Anspruch 1 sowie mit einem obig angesprochenem Vorrichtungssystem angesprochenen Merkmal auch für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
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Das hier beschriebene Verfahren umfasst einen ersten Schritt, in welchen sowohl der Kühlkörper, als auch die Stromverteilungselemente bereitgestellt werden, wobei in einem zweiten Schritt die Stromverteilungselemente lösbar oder unlösbar an den Kühlkörper befestigt werden, sodass die beiden Stromverteilungselemente entlang einer Umfangsrichtung an der Außen und/oder Innenfläche des Kühlkörpers positioniert sind.
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Dabei kann der Befestigungsschritt, also der zweite Schritt zum Beispiel derart durchgeführt werden, dass der Befestigungskeil, wie in zumindest einem der obigen Ausführungsformen angesprochen, zwischen jeweils in Umfangsrichtung benachbarter Zacken des Zahnrades angeordnet wird und darüber, wie obig angesprochen, der Spannring gezogen wird.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem, vorzugsweise einem einzigen Schritt ein Spannring, als das Befestigungsmittel, von außen um den Kühlkörper sowie die Stromverteilungselemente herum gespannt, sodass der Spannring von außen nach innen den zumindest einen Befestigungskeil in Richtung des Kühlkörpers drückt.
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Dabei versteht man unter einem „Aufspannen“ jedwedes Überstülpen, druck- oder druckfrei, des Spannrings um den Kühlkörper und insbesondere um die obig angesprochenen Befestigungskeile.
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In Folgendem wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen den zugehörigen Figuren näher erörtert.
- Dabei zeigen die 1A und 1B zwei Ausführungsbeispiele einer hier beschriebenen Vorrichtung, wobei die
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Vorrichtungssystems, insbesondere umfassend zumindest einem Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Vorrichtung 100 umfasst.
- Die 3A bis 3D zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Vorrichtungssystems, umfassend ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung 100.
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Dabei sind in den Figuren gleich- oder gleichwirkende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn einzelne Elemente der Figuren übertrieben groß dargestellt sein mögen.
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In der 1A ist ein Ausführungsbeispiel in einer schematisch perspektivischen Ansicht einer hier beschriebenen Vorrichtung 100 zum Kühlen und/oder mechanischem Stabilisieren zumindest einer wärmeerzeugenden Maschine 10 gezeigt, wobei die dort gezeigte Vorrichtung 100 einen Kühlkörper 1 aufweist, welcher ringförmig, nämlich insbesondere in Form eines Zahnrades ausgebildet ist, wobei an jeder Zackenfläche 210 einer Zacke 21 des Zahnrades jeweils ein Stromverteilungselement 2 angeordnet ist.
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Die Stromverteilungselemente 2 sind daher entlang einer kreisförmigen Bahn an dem Kühlkörper 1 angeordnet. Grundsätzlich sind die Stromverteilungselemente 2 dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, Betriebsströme, zum Beispiel also Ströme zum Steuern und/oder Regeln einer Steuerelektronik der Maschine 10, zu leiten und/oder einzustellen. Entsprechende Stromverteilungselemente 2 können jedoch alternativ oder zusätzlich auch dazu eingerichtet und vorgesehen sein, innerhalb oder durch die Maschine 10 selbst erzeugte Ströme zu leiten, steuern und/oder zu regeln.
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Die vorzugsweise flächig aufgebrachten Stromverteilungselemente 2 sind daher, jeweils auch zueinander geneigt positioniert, nämlich in einem solchen Winkel, in dem auch die einzelnen Zackenflächen 210 zueinander geneigt sind.
Zwischen jeweils in Umfangsrichtung benachbarten Zacken 21 des Zahnrades ist jeweils ein Befestigungskeil 3 angebracht. Der Befestigungskeil 3 ist als ein Platzlückenfüller zwischen dem durch benachbarte Zacken 21 ausgebildeten Hohlraum zu verstehen.
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Der in der 1A dargestellte Befestigungskeil 3 weist eine Keilgrundfläche auf, welche direkt unmittelbar auf den Kühlkörper 1 drückt, sowie zumindest zwei zueinander geneigte Keilseitenflächen, welche in unmittelbarem mechanischem Druckkontakt mit den Stromverteilungselementen 2 sind, sowie eine Keilaußenfläche, welche nicht in direktem Kontakt mit dem Kühlkörper 1 kommt.
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Jeweilige Stromverteilungspins 22 der Stromverteilungselemente 2 sind entlang einer axialen Richtung AX der Vorrichtung 100 von dem Kühlkörper 1 weggeführt.
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Ein besonders vorteilhaftes Merkmal der in der 1A dargestellten Ausführungsform liegt unter anderem zunächst auch daran, dass die Stromverteilungselemente 2 entlang einer kreisförmigen Bahn in Umfangsrichtung um den Kühlkörper 1 herum angeordnet sind.
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Dabei darf es als vorteilhaft gelten, dass ein Befestigungsmittel 4 in Form eines Spannrings 41 ausgebildet ist, sodass die, insbesondere ansonsten zum Beispiel lose an den Kühlkörper 1 befestigten Befestigungskeile 3 durch den Spannring 41 in radialer Richtung R von außen nach innen, das heißt in Richtung eines radialen Zentrums R1 des Kühlkörpers 1 gedrückt werden, sodass eine Art Fassverschluss, insbesondere ein Fassspannverschluss realisiert ist.
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Die einzelnen Befestigungskeile 3 können des Weiteren eine Führung aufweisen (wie dies aus der 1B ersichtlich durch die in jedem Keil gezeigten Nuten ist), welche in Form einer Kerbe an einer dem Kühlkörper 1 abgewandten Außenfläche des Befestigungskeils 3 ausgebildet ist, sodass innerhalb der Kerbe der Spannring 41 einrasten kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Positionierung des Spannungsrings 41 über den Befestigungskeilen 3. Damit ist die Befestigung des Spannrings 41 enorm erleichtert und zudem ist dafür Sorge getragen, dass der Spannring 41 während des Benutzens der Vorrichtung 100 sich nicht verschiebt oder einfach von der Vorrichtung 100 fällt.
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In der 1 B ist in einer alternativen oder ergänzten Ausführungsform, zum Beispiel in Kombination mit der Ausführungsform gemäß der 1A, das Befestigungsmittel 4 in Form von Schrauben, Nieten oder der gleichen ausgebildet, wobei das Befestigungsmittel 4 (in vorliegender Ausführungsform je eine Schraube oder Niete durch einen Keil 3) in radialer Richtung R durch den Befestigungskeil 3 jeweils hindurchgeführt und an dem Kühlkörper 1 mechanisch befestigt ist, sodass das Befestigungsmittel 4 den Befestigungskeil 3 von außen nach innen an den Kühlkörper 1 drückt. Insofern weist jeder Befestigungskeil 3 zumindest ein vollständig durch ihn hindurchgehendes Loch auf, welches zwar die Seitenflächen des Befestigungskeils 3 (also die zueinander in einem Winkel geneigten Flächen des Befestigungskeils 3) nicht durchdringen, jedoch die Boden- und Deckfläche des Befestigungskeils 3 durchdringen.
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In der 2 ist in einem Ausführungsbeispiel und in einer schematisch perspektivischen Ansicht ein hier beschriebenes Vorrichtungssystem 200 gezeigt, welches einen Stator 201 sowie einen Rotor 202 zeigt, der insofern eine elektrische Maschine 10 darstellt.
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Um den Rotor 202 und insbesondere um ein Außengehäuse des Rotors 202 ist die hier beschriebene Vorrichtung 100 positioniert. Dabei sind in der 2 Statorhalterungen 300 dargestellt, welche eine mechanische Verbindung zwischen dem Kühlkörper 1 und der Maschine 10 bilden kann.
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In den 3A bis 3D ist eine ergänzende und/oder alternative Ausführungsform einer hier beschriebenen Vorrichtung 200 gezeigt. Erkennbar ist nämlich, dass die Vorrichtung 200 zwar nach wie vor einen Kühlkörper 1, wie ebenso auch zusammen mit der 1 dargestellt, aufweist, jedoch nunmehr ein elektrisches Verbindungselement, insbesondere ein DC-Direct-Link Element 400 in dem Innenraum des Kühlkörpers 1 eingebracht ist, also eingeschoben wurde, zum Beispiel ist die Verbindung schlupf und spaltfrei hergestellt.
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Der 3B ist entnehmbar, dass das Vorrichtungssystem 200 nicht nur den Kühlkörper 1 umfasst, sondern auch den DC-Link 400, welcher verdeckt von einer Leiterplatte 5 und/oder Steuerplatine 5 ist. Die Steuerplatine 5 ist auf einer dem Kühlkörper 1 abgewandten Fläche des DC-Links 400 angeordnet, beispielsweise aufgeschoben.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind und weist weiterhin darauf hin, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes, in einer Figur beschriebenes Merkmal, auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer, in einzelnen oder in unterschiedlichen, Figuren gezeigte Merkmale ergeben können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlkörper
- 2
- Stromverteilungselemente
- 3
- Befestigungskeil
- 4
- Befestigungsmittel
- 5
- Steuerplatine
- 10
- Maschine
- 21
- Zacke
- 22
- Stromverteilungspins
- 41
- Spannring
- R
- radiale Richtung
- R1
- radiales Zentrum
- AX
- axiale Richtung
- 100
- Vorrichtung
- 200
- Vorrichtungssystem
- 201
- Stator
- 202
- Rotor
- 210
- Zackenfläche
- 300
- Statorhalterungen
- 400
- DC-Direct-Link Element
- 410
- Keilfläche
