DE102019213303A1

DE102019213303A1 - Maschine, insbesondere Elektromotor oder Elektrogenerator, mit einem dichten Gehäuse und Lüftungsorgan

Info

Publication number: DE102019213303A1
Application number: DE102019213303.7A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Es wird eine Maschine (10), insbesondere Elektromotor oder Elektrogenerator, mit einem dichten Gehäuse (16) und mit einem Lüftungsorgan, welches eine Lüftungseigenschaft aufweist, vorgeschlagen. Dabei ist dieses Lüftungsorgan ein erstes Lüftungsorgan (22) mit einer ersten Lüftungseigenschaft ist und das Gehäuse (16) ein zweites Lüftungsorgan (24) mit einer zweiten Lüftungseigenschaft aufweist, wobei sich die erste Lüftungseigenschaft von der zweiten Lüftungseigenschaft unterscheidet.

Description

Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 040 114 A1 einer deutschen Patentanmeldung ist ein Starterrelais bekannt, welches ein Lüftungsorgan aufweist. Als sogenanntes Druckausgleichselement ist es beispielsweise als luftdurchlässige, jedoch wasserabweisende Membran ausgeführt.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 206 189 A1 einer anderen deutschen Patentanmeldung ist eine Startvorrichtung bekannt, die ebenfalls ein Lüftungsorgan aufweist. Dieses Lüftungsorgan hat als Elemente unter anderem einen üblichen Wellendichtring, der gegen eine Welle (Abtriebswelle) dichtet. Wird die Welle durch im Gehäuse gestiegenen Druck axial verlagert, so wird eine in die Welle eingearbeitete flache Kerbe bzw. Rille unter eine Dichtlippe des Wellendichtrings geschoben. Dies ermöglicht einen Druckausgleich durch Abblasen der „Druckluft“ durch diese Kerbe bzw. Rille.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine, vorzugsweise als Elektromotor oder Elektrogenerator ausgeführt, vorgesehen, die mit einem dichten Gehäuse ausgestattet ist. Dieses dichte Gehäuse weist ein Lüftungsorgan auf, welches eine Lüftungseigenschaft aufweist. Die besondere Eigenschaft dieser elektrischen Maschine besteht darin, dass dieses Lüftungsorgan ein erstes Lüftungsorgan mit einer ersten Lüftungseigenschaft ist und das Gehäuse darüber hinaus ein zweites Lüftungsorgan mit einer zweiten Lüftungseigenschaft aufweist. Die erste Lüftungseigenschaft und die zweite Lüftungseigenschaft unterscheiden sich. Die Lüftungseigenschaft im allgemeinen kann beispielsweise ein sogenannter Strömungswiderstand sein. Das heißt, dass ein Strömungswiderstand des ersten Lüftungsorgans sich vom Strömungswiderstand des zweiten Lüftungsorgans unterscheidet.
Dies kann beispielsweise für den Fall, dass in dem Gehäuse ein höherer Druck herrscht als außerhalb des Gehäuses, bedeuteten, dass beispielsweise dann zunächst das erste Lüftungsorgan aufgrund seiner ersten Lüftungseigenschaft Luft aus der Maschine hinauslässt. Das zweite Lüftungsorgan kann bei dieser eben erwähnten Drucksituation beispielsweise geschlossen sein, so dass in diesem Zustand die zweite Lüftungseigenschaft so groß ist, dass der Strömungswiderstand bei diesem Druck so hoch ist, dass keine Luft aus dem Gehäuseinnern nach außen dringen kann. Bei einem anderen Druck bzw. einer anderen Druckdifferenz zwischen dem Gehäuseinnern und der Umgebung des Gehäuses kann die Situation jedoch eine andere sein. So kann bei dieser anderen Situation der Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung des Gehäuses so groß sein, dass bei dieser zweiten Druckdifferenz ein Strömungswiderstand des zweiten Lüftungsorgans kleiner als der Strömungswiderstand des ersten Lüftungsorgans ist. Es kann also folglich für die Lüftungseigenschaften der Lüftungsorgane so beschrieben werden, dass bei einer ersten Druckdifferenz (erster Überdruck im Gehäuse gegenüber der Umgebung) die erste Lüftungseigenschaft kleiner als die zweite Lüftungseigenschaft des zweiten Lüftungsorgans ist. Für den Fall, dass bei einer zweiten Druckdifferenz (zweiter Überdruck im Gehäuse größer als erster Überdruck) die zweite Lüftungseigenschaft des zweiten Lüftungsorgans kleiner ist als die erste Lüftungseigenschaft des ersten Lüftungsorgans. Das heißt hier beispielsweise, dass der Strömungswiderstand bei einem größeren Druckunterschied bzw. größeren Überdruck kleiner als beim ersten Lüftungsorgan ist. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Lüftungseigenschaft um die gleiche Eigenschaft wie bei der zweiten Lüftungseigenschaft.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgehen, dass das erste Lüftungsorgan einstückig ausgeführt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass dieses erste Lüftungsorgan als eine durchlässige Membran ausgestaltet ist, beispielsweise das erste Lüftungsorgan eine durchlässige Membran aufweist. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Lüftungsorgan als verstellbares Lüftungsorgan ausgebildet ist. Durch diese Verstellbarkeit des zweiten Lüftungsorgans ist es möglich, die Lüftungseigenschaft des zweiten Lüftungsorgans, die zweite Lüftungseigenschaft, zu verändern. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass das zweite Lüftungsorgan ein verstellbares Verschlussteil aufweist. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung soll das verstellbare Verschlussteil auch das erste Lüftungsorgan aufweisen. Vorteilhafterweise kann dadurch das erste Lüftungsorgan und das zweite Lüftungsorgan in Kombination derart ausgeführt werden, dass beispiels- und vorteilhafterweise nur eine Öffnung in ein Gehäuseteil eingebracht werden muss, um beide Lüftungsorgane an dem Gehäuse anzubringen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist in dem verstellbaren Verschlussteil ein Durchlass vorgesehen, der durch die durchlässige Membran bedeckt ist. Dabei ist nach einem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Durchlass durch einen Schirm des Verschlussteils hindurchgeführt bzw. dort eingearbeitet ist, oder dass der Durchlass durch einen - insbesondere zentralen - Stiftabschnitt (Stutzen) des Verschlussteils hindurchgeführt beziehungsweise eingearbeitet ist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist dabei vorgesehen, dass der Durchlass zwei Räume derart miteinander verbindet, dass durch den Durchlass stoffliches Fließen möglich ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der eine Raum durch einen Schirm des zweiten Lüftungsorgans abgedeckt ist und dieser Raum zwischen dem anderen Raum und dem Schirm angeordnet ist. Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist das zweite Lüftungsorgan in einer Kappe sitzend angeordnet, wobei die Kappe vorzugsweise ein Lagerelement abdeckt. Von besonderem Vorteil ist die Anordnung nach einem der vorstehenden Gesichtspunkte, wenn in dem Gehäuse ein verschiebbares Maschinenteil gelagert ist, welches aus dem Gehäuse verschieblich ist. Wird nämlich die Maschine beispielsweise von einem Ort außerhalb des Gehäuses oder auch innerhalb des Gehäuses - z. B. durch Verlustwärme des elektrischen Stroms oder mechanische Reibung - erwärmt, so führt diese Erwärmung zu einem ansteigenden Druck im Gehäuse. Ein Druck in der Umgebung des Gehäuses bleibt im Wesentlichen gleich, so dass sich gemäß der hier beschriebenen Anordnung ein positiver Druckunterschied ergibt. Ist der Anstieg des Drucks im Gehäuseinnern verhältnismäßig gering, so ist beispielsweise das erste Lüftungsorgan dazu geeignet, den Druckanstieg im Gehäuse so zu begrenzen, dass das verschiebbare Maschinenteil nicht oder nur unwesentlich in dem Gehäuse verschoben wird. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Maschine als Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen ausgebildet ist, und das verschiebbare Maschinenteil eine Antriebswelle mit einem darauf angeordneten Ritzel ist.
Des Weiteren ist ein Verfahren zum Betreiben einer Maschine vorgesehen, die, wie bereits erwähnt, insbesondere als Elektromotor oder Elektrogenerator ausgeführt ist. Diese Maschine weist ein dichtes Gehäuse auf und hat ein Lüftungsorgan, welches eine Lüftungseigenschaft aufweist. Dieses Lüftungsorgan ist ein erstes Lüftungsorgan mit einer ersten Lüftungseigenschaft und das Gehäuse hat ein zweites Lüftungsorgan mit einer zweiten Lüftungseigenschaft, so dass bei einer ersten Druckdifferenz zwischen einem Druck in einem Gehäuse und einem Druck außerhalb des Gehäuses das Gehäuse über das erste Lüftungsorgan Luft austauscht und bei dieser ersten Druckdifferenz das zweite Lüftungsorgan geschlossen ist. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass bei der erwähnten ersten Druckdifferenz zunächst ein Druckanstieg in dem Gehäuse einigermaßen begrenzt wird, indem beispielsweise durch das Erwärmen der Maschine, die sich kontinuierlich ausdehnen wollende Luft über das erste Lüftungsorgan abgelassen wird. Ein Druck in dem Gehäuse ist somit trotz beispielhafter Erwärmung nur geringfügig zu erhöhen. Das zweite Lüftungsorgan wird dabei für den Fall vorgehalten, dass das erste Lüftungsorgan für weitere, stärkere Änderungen bzw. stärkere Druckanstiege in der Maschine nicht geeignet ist und dadurch ein beispielsweise noch schneller gestiegener Luftdruck über dieses zweite Lüftungsorgan begrenzt werden kann. Es ist daher gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung vorgesehen, dass bei einer zweiten Druckdifferenz zwischen einem Druck in dem Gehäuse und einem Druck außerhalb des Gehäuses das Gehäuse über das zweite Lüftungsorgan entlüftet wird, wobei ein Betrag der zweiten Druckdifferenz größer als ein Betrag der ersten Druckdifferenz ist. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgehen, dass bei einem Abkühlen der Maschine mittels einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, das zweite Lüftungsorgan geschlossen wird und dabei das verstellbare Verschlussteil gegen ein gehäusefestes Element gedrückt wird und dann das erste Lüftungsorgan einen Druckausgleich herbeiführt. Dieser letzte Gesichtspunkt der Erfindung ist besonders dann von Vorteil, wenn durch das Abkühlen der Maschine mittels der Flüssigkeit auch die in der Maschine befindliche Luft einigermaßen schnell abkühlt und dadurch wegen des verringerten Drucks in der Maschine das zweite Lüftungsorgan eben wieder geschlossen wird. Dann ist es möglich, dass das erste Lüftungsorgan einen Druckausgleich derartig herbeiführt, dass Luft von außen in die Maschine durch das erste Lüftungsorgan hindurchfließt.
Ein starker Druckanstieg in der Maschine kann übrigens auch dadurch erfolgen, indem beispielsweise die Maschine durch eine Brennkraftmaschine erwärmt wird, weil diese nicht mehr bewegt wird. Dieses Nicht-mehr-Bewegen der Brennkraftmaschine führt dazu, dass durch die fehlende Bewegung des Fahrzeugs mit der Brennkraftmaschine keine Kühlluft die Maschine mehr gekühlt und so die Maschine durch die typischerweise sehr nahe angeordnete Brennkraftmaschine stärker erhitzt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungen sind nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 in schematischer Darstellung eine Maschine, welche neben einer Heizvorrichtung angeordnet ist,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Maschine, hier ausgeführt als Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die neben einer Heizvorrichtung, hier insbesondere als Brennkraftmaschine ausgeführt, angeordnet ist,
3 eine Einzelheit der Maschine aus 2. Hier ist ein Lüftungsorgan gezeigt.
4, 5, 6, 7 und
8 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele eines Lüftungsorgans, wie es bei einer Maschine, insbesondere nach 1 und 2, Verwendung findet.

In 1 ist eine schematische Anordnung einer Maschine 10 in der Nachbarschaft einer Heizvorrichtung 13 dargestellt. Die Maschine 10 kann dabei beispielsweise als elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor oder Elektrogenerator ausgeführt sein. Die Heizvorrichtung 13 kann in besonderer Weise als Brennkraftmaschine ausgeführt sein. Eine Wirkung der Heizvorrichtung 13 auf die Maschine 10 geht von Wärme aus, die von der Heizvorrichtung 13 abgegeben wird. Die Maschine 10 wird durch die Heizvorrichtung 13 erwärmt. Die Erwärmungswirkung ist durch drei gewellte Pfeile dargestellt. Die Maschine weist ein dichtes Gehäuses 16 auf. In dem Gehäuse 16 kann beispielsweise bei der Ausführung als elektrische Maschine sowohl ein Stator als auch ein mit diesem Stator elektromagnetisch oder permanentmagnetisch wechselwirkender Rotor angeordnet sein. Jedenfalls ist in diesem Gehäuse 16 ein verschiebbares Maschinenteil 19 gelagert. Dieses Maschinenteil 19 ist beispielsweise als Welle ausgeführt. Diese Maschine 10, und hier ganz besonders deren dichtes Gehäuses 16 weist ein erstes Lüftungsorgan 22 und ein zweites Lüftungsorgan 24 auf. Die beiden Lüftungsorgane 22, 24 unterscheiden sich. Dabei weist dieses erste Lüftungsorgan 22 eine eigene, erste Lüftungseigenschaft auf. Das zweite Lüftungsorgan 24 weist eine eigene, zweite Lüftungseigenschaft auf. Dementsprechend unterscheiden sich die erste Lüftungseigenschaft und die zweite Lüftungseigenschaft.
In 2 ist wiederum eine Maschine 10 dargestellt. In diesem Fall ist diese Maschine 10 als Startvorrichtung ausgeführt. Das Prinzip dieser hier dargestellten Startvorrichtung bzw. Maschine 10 ist aus dem Stand der Technik bekannt. Es wird deswegen auf hier dargestellte Einzelheiten nicht detailliert eingegangen. Es sei dennoch hier erwähnt, dass diese Maschine 10 einen elektromotorischen Antrieb 27 (Elektromotor), ein Getriebe 30 (insbesondere Umlauf-Untersetzungsgetriebe) und einen ortsfesten Freilauf 33 aufweist. Dieser Freilauf 33 hat einen Innenring 36 mit einem Durchgangsloch , welches an seiner Innenseite mit einer hier im Längsschnitt dargestellten Innensteilverzahnung 42 ausgestattet ist. Diese Innensteilverzahnung 42 kämmt mit einer Außensteilverzahnung 45. Diese Außensteilverzahnung 45 ist an einem Ende des Maschinenteils 19 eingearbeitet. Dieses Maschinenteil 19 ist hier eine Abtriebswelle. Dieses Maschinenteil 19 trägt an einem von der Außensteilverzahnung 45 abgewandten Ende ein Ritzel 48. Mit diesem Ritzel 48 wird im Betrieb der Maschine 10 - hier in der Ausführung als Startvorrichtung - typischerweise in einen Zahnkranz einer Brennkraftmaschine eingespurt. Das Gehäuse 16 dieser Maschine 10 ist gegen die Umgebung abgedichtet. Wird diese Maschine 10 nun durch die hier angedeutete Heizvorrichtung 13 (typischerweise die Brennkraftmaschine) aufgeheizt, so wird ein Innendruck p16 im Gehäuse 16 erhöht. Der Innendruck p16 - auch wenn er noch nicht durch die Heizvorrichtung 13 erhöht wurde - wirkt auf eine Stirnfläche 50 des Maschinenteils 19. Übersteigt dieser Innendruck p16 ein gewisses Maß, so kann dies zu einem Herausschieben des Maschinenteils 19 aus dem Gehäuse 16 führen. Mit dem Ausdruck „übersteigt der Innendruck p16 ein gewisses Maß“ ist ausgedrückt, dass ein gewisser Druckunterschied delta_p zwischen dem Innendruck p16 und einem Außendruck p vorliegen muss, um das Maschinenteil 19 aus der Maschine 10 zu verschieben. So wirkt beispielsweise ein Federelement 52 mittelbar auf das Maschinenteil 19 derart, dass das Maschinenteil 19 in einer Ruhelage 16 gehalten wird. Mit anderen Worten: Die am Maschinenteil 19 wirkende Kraft, herrührend von dem Federelement 52, muss durch den Druckunterschied delta_p ebenfalls überwunden werden. Die 2 zeigt auch, dass an einem Teil des Gehäuses 16 die beiden Belüftungsorgane 22, 24 angebracht sind. Grundsätzlich können diese beiden Grundlüftungsorgane 22, 24 auch an verschiedenen Teilen des Gehäuses 16 angebracht bzw. befestigt sein. Beispielsweise stehen folgende Teile des Gehäuses 16 als Auswahl zur Verfügung: Ein Antriebslagerschild (links), ein Polrohr, ein Kommutator seitiges Lagerschild (rechts, 2).
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Maschinenteil 19 der Maschine 10, welche in 1 dargestellt ist, ebenso eine Stirnfläche 50 aufweist. Diese Stirnfläche 50 ist - wie die Stirnfläche 50 in der Maschine 10 in der 2 - dem Druck p16 im Innern des Gehäuses 16 ausgesetzt und wegen des geringeren Drucks der Umgebung führt dies bzw. kann zu einer Verschiebung des Maschinenteils 19 entlang der in 1 eingezeichneten Drehachse bzw. Achse führen.
In 3 ist ein Teil der Maschine 10 aus 2 dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine Lageranordnung 54, die sich an dem Ende der Maschine 10 befindet, die dem Ritzel 48 abgewandt ist. Da diese Lageranordnung 54 oftmals auf der Seite angeordnet ist, an der sich auch ein sogenannter Kommutator befindet, wird die gegebenenfalls als Kommutator seitige Lagerung bezeichnet. Ein Teil des Gehäuses 16 ist hier ein Lagerdeckel 56, der in etwa mittig eine Nabe 58 aufweist. In dieser Nabe 58 ist ein Lager 60 aufgenommen. Dieses Lager 60 kann beispielsweise als Gleitlager oder auch als Rollenlager oder ein sonstiges Wälzlager ausgeführt sein. Dieses Lager 60 trägt in seinem Inneren bzw. nimmt in seinem Inneren einen Wellenzapfen 62 auf und stützt so den Anker 97 des Elektromotors im Lagerdeckel 56. In einer hier nicht näher bezeichneten Nut im Wellenzapfen 62 ist ein Sicherungselement 64 eingesetzt. Dadurch wird ein Spiel des Wellenzapfens 62 und damit des Ankers 97 des Elektromotors beschränkt. Der Lagerdeckel 56 - und hier insbesondere die Nabe 58 - ist durchbohrt und hat deshalb einen Durchlass 66. Der Durchlass 66 kann auch durch ein anderes Fertigungsverfahren als Bohren hergestellt sein. Die Nabe 58 ist hier durch eine Kappe 68 abgedeckt. Die Kappe 68 weist ein hier nicht näher bezeichnetes Loch auf, in welchem ein verstellbares Verschlussteil 70 des zweiten Lüftungsorgans 24 eingesetzt ist. Dieses verstellbare Verschlussteil 70 deckt mit einem seiner körperlichen Bereiche mindestens eine Öffnung 72 in der Kappe 68 ab. Auf die Funktion dieses verstellbaren Verschlussteils 70 im Zusammenhang mit der Öffnung 72 wird insbesondere in der Darstellung nach 5 näher eingegangen.
In 4 ist das erste Lüftungsorgan 22 dargestellt. Hierbei ist in dem Lagerdeckel 56 eine Durchgangsbohrung 74 eingebracht. Diese Durchgangsbohrung 74 ist zudem mit einem Innengewinde 76 versehen. In dieses Innengewinde ist ein Halter 78 eingeschraubt, wozu dieser ein Außengewinde aufweist, welches hier nicht näher bezeichnet ist. Dieser Halter 78 weist u. a. einen Bolzenabschnitt 80 und einen Kopf 82 auf. Der Kopf 82 weist einen Ringbereich 84 auf. Der Kopf 82 weist darüber hinaus auch einen Werkzeugangriff 86 auf. Der Halter 78 hat eine Durchgangsbohrung 90. Diese Durchgangsbohrung 90 ist hat hier in diesem Fall beispielhaft an dem Ende, welches am Kopf 82 angeordnet ist, einen größeren Durchmesser als im restlichen Bereich der Durchgangsbohrung 90. In diesen Bereich mit dem größeren Durchmesser ist ein Einsatz 92 eingesteckt. Dieser Einsatz 92 ist hier im Beispiel aus Kunststoff gefertigt. Dieser Einsatz 92 weist eine Stirnseite auf, die hier nicht näher bezeichnet ist. Auf dieser Stirnseite ist eine Membran 94 befestigt. Diese Membran 94 ist das eigentliche erste Lüftungsorgan 22. Dieses Lüftungsorgan 22, ausgeführt als Membran 94 ist somit einstückig ausgeführt. Den vorgesehenen Zweck entsprechend ist diese Membran 94 als durchlässige, hier ganz besonders luftdurchlässige, Membran 94 ausgestaltet. Wirkt nun im Gehäuse 16 ein Innendruck p16, der sich von dem Außendruck p derartig unterscheidet, dass er größer ist und somit ein positiver Druckunterschied „delta_p = p16 p“ vorliegt, so strömt von der Innenseite des Gehäuses 16 kommend, Luft durch die Durchgangsöffnung 90 und durch die Membran 94 hindurch nach außen. Im umgekehrten Fall, wenn der Druckunterschied d_p negativ ist, d. h. der Außendruck p ist größer als der Innendruck p16, strömt Luft von außen durch den Einsatz 92, durch die Membran 94 nach innen in das Gehäuse 16. Der Halter 78 und hier insbesondere der Kopf 82 ist durch eine Kappe 96 abgedichtet. Diese Abdichtung durch die Kappe 96 ist derartig ausgeführt, dass diese eine Passage von außerhalb der Kappe 96 zwischen Kappe 96 und Kopf 82 am Kopf 82 vorbei in den Einsatz 92 und damit durch die Membran 94 hindurch ermöglicht (Labyrinthdichtung). Dies gilt selbstverständlich auch für die andere Strömungsrichtung von innen nach außen. Die Kappe 96 hat dabei die Aufgabe die Membran 94 vor Beschädigungen zu schützen. Hierbei schützt die Kappe 96 insbesondere vor Zerstörungen oder Beschädigungen durch konzentrierte Wasserstrahlen (Hochdruckreiniger) oder Verschmutzungen durch auf- und angespritztem Schlamm. In 3 ist im übrigen die das erste Lüftungsorgan 22 abdeckende Kappe 96 erkennbar.
In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines zweiten Lüftungsorgans 24 dargestellt. Dieses zweite Lüftungsorgan 24 ist auch hier als verstellbares Lüftungsorgan ausgebildet. Hierzu weist dieses ein verstellbares Verschlussteil 70 auf. Dieses Verschlussteil 70 hat einen Stiftabschnitt 100, der einerseits einen Schirm 102 hat bzw. an diesen angrenzt und andererseits einen Haken 104. Das verstellbare Verschlussteil 70 ist durch einen Abschnitt der Durchgangsbohrung 90 hindurchgesteckt. Dieser hier nicht näher bezeichnete Abschnitt ist hier insbesondere kragenartig ausgeführt und erstreckt sich nach radial innen. Insbesondere dieser kragenartige Bereich weist mindestens einen Durchlass 106 auf, so dass der Durchlass 106 unter dem Schirm 102 beginnt und in der Durchgangsbohrung 90 endet. In 5 sind zwei solche Durchlässe 106 abgebildet. Diese Durchlässe 106 enden an einer Stirnfläche 108, an der der Schirm 102 mit einem hier nicht näher bezeichneten Außenrand anliegt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass in der 3 ebenfalls eine Stirnfläche 108 mit der gleichen Funktion vorhanden ist.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines zweiten Lüftungsorgans 24 dargestellt. Dieses zweite Lüftungsorgan 24 ist dabei derartig ausgeführt, dass dieses das erste Lüftungsorgan 22 trägt. Hierzu ist zwischen dem Schirm 22 und der Membran 94 ein Haltemittel 110 angeordnet. Dieses Haltemittel 110 kann dabei entweder auf die nicht näher bezeichnete Stirnfläche des Schirms 102 aufgetragen worden und danach beispielsweise die Membran 94 auf das Haltemittel 110 aufgetragen sein. In einer anderen Variante kann das Haltemittel 110 auf die Membran 94 aufgetragen worden und dann die Membran 94 mit dem Haltemittel 110 gegen die Stirnfläche des Schirms 102 gedrückt sein. Das Haltemittel 110 kann beispielsweise ein Klebstoff sein. In der hier dargestellten Variante weist das verstellbare Verschlussteil 70 - hier insbesondere in seinem Schirm 102- einen Durchlass 112 auf. Dieser Durchlass 112 ist durch die durchlässige Membran 94 bedeckt. Wie hier dargestellt ist, weist das verstellbare Verschlussteil 70 das erste Lüftungsorgan 22 auf. Ansonsten ist das Ausführungsbeispiel nach 6 wie das nach 5 ausgeführt.
In 7 ist eine weitere Variante einer Kombination eines ersten Lüftungsorgans 22 mit einem zweiten Lüftungsorgan 24 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem Ausführungsbeispiel nach 6 sehr ähnlich, so dass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Die hier dargestellte Membran 94 ist mit der Stirnseite des verstellbaren Verschlussteils 70 nicht verklebt, sondern durch Verschweißen miteinander verbunden. Der Durchlass 112 befindet sich auch hier radial innerhalb der entsprechenden Verbindungsstelle (genauso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 6). Ansonsten ist das Ausführungsbeispiel nach 7 wie das nach 5 ausgeführt.
In dem Ausführungsbeispiel nach 8 ist wiederum eine Kombination des ersten Lüftungsorgans 22 mit dem zweiten Lüftungsorgan 24 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchlass 112 durch den Stiftabschnitt 100 hindurchgeführt bzw. eingearbeitet. Der Stiftabschnitt 100 ist somit ein Rohr. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Membran 94 zwar wieder durch Verschweißen mit dem Schirm 102 verbunden; allerdings ist die Ausführung selbstverständlich auch so durchführbar, wie dies in 6 dargestellt ist, nämlich durch Vermittlung des Haltens durch ein Haltemittel 110, insbesondere durch einen Klebstoff.
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 als auch nach dem Ausführungsbeispiel nach 2 und 3 einer Maschine 10 kann das zweite Lüftungsorgan 24 so ausgeführt sein, wie dies in der 5 dargestellt ist. Gleiches gilt für das erste Lüftungsorgan 22, dass genauso ausgeführt sein kann, wie in 4 dargestellt. Die Kappe 96 ist dabei lediglich eine Option. Für die beiden Ausführungsbeispiele nach 1, 2 und 3 können die Lüftungsorgane 22, 24 selbstverständlich auch genauso ausgeführt sein, wie sie in den 6, 7 und 8 dargestellt sind. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Ausführungsbeispiel für ein zweites Lüftungsorgan 24 in 3 ebenfalls so ausgeführt sein kann, wie dies in den 6, 7 und 8 dargestellt ist (Kombination von zwei Lüftungsorganen 22, 24). Der Halter 78, wie er in den 5 bis 8 gezeigt ist, kann - wie dies in 3 dargestellt istauch durch die rückwärtige Wand der Kappe 68 ausgebildet sein. Wie erwähnt, ist die Stirnfläche 108 als Anlegefläche für den Schirm 102 von Bedeutung. Dabei ist es nicht zwingend, dass diese rückwärtige Wand bzw. Stirnfläche 108 eine zur Drehachse des Maschinenteils 19 senkrechte Fläche ist. Diese Fläche kann genauso gut ballig nach außen (konvex) oder auch ballig nach innen (konkav) sein. Die Materialstärke im Bereich dieser Stirnfläche 108 (rückwärtige Wand) hat die praktisch gleiche Funktion wie der bereits erwähnte ringförmige Kragen in der Durchgangsbohrung 90. Mit anderen Worten: Die Kappe 68 ist lediglich eine andere Ausführung eines Halters 78. Das zweite Lüftungsorgan 24 sitzt in einer Kappe 68, wobei die Kappe 68 vorzugsweise ein Lagerelement (Wellenzapfen 62) oder Sicherungselement 64 oder Nabe 58 oder Lager 60 abdeckt.
Des Weiteren ist ein Verfahren zum Betreiben dieser elektrischen Maschine 10 vorgesehen. Wie bereits erwähnt, weist diese Maschine 10 ein dichtes Gehäuse 16 mit einem Lüftungsorgan auf, welches eine Lüftungseigenschaft aufweist. Dieses Lüftungsorgan ist ein erstes Lüftungsorgan 22 mit einer ersten Lüftungseigenschaft. Das Gehäuse 16 weist ein zweites Lüftungsorgan 24 mit einer zweiten Lüftungseigenschaft auf, so dass bei einer ersten Druckdifferenz delta_p1 zwischen einem Innendruck p 16 in dem Gehäuse 16 und einem Druck/Außendruck p außerhalb des Gehäuses 16 das Gehäuse 16 über das erste Lüftungsorgan 22 Luft austauscht. Je nach dem, ob der Außendruck p höher oder niedriger als der Innendruck p16 ist, wird Luft in das Gehäuse 16 einströmen oder aus dem Gehäuse 16 ausströmen. Bei dieser ersten Luftdifferenz delta_p1 ist das zweite Lüftungsorgan 24 geschlossen. Liegt zu einem Zeitpunkt eine zweite Druckdifferenz delta_p2 zwischen einem Innendruck p16 in dem Gehäuse 16 und einem Außendruck p außerhalb des Gehäuses 16 vor, so wird das Gehäuse 16 über das zweite Lüftungsorgan 24 entlüftet (Innendruck p16 größer als Außendruck p). Dabei ist vorgesehen, dass ein Betrag der zweiten Druckdifferenz delta p2 größer als ein Betrag der ersten Druckdifferenz delta p1 ist. Wird dann beispielsweise bei einem Abkühlen der Maschine 10 mittels einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, das zweite Lüftungsorgan 24 geschlossen und dabei das verstellbare Verschlussteil 70 gegen ein gehäusefestes Element gedrückt, so führt das erste Lüftungsorgan 22 einen Druckausgleich herbei.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008040114 A1 [0001]
DE 102012206189 A1 [0002]

Claims

Maschine (10), insbesondere Elektromotor oder Elektrogenerator, mit einem dichten Gehäuse (16) und mit einem Lüftungsorgan, welches eine Lüftungseigenschaft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Lüftungsorgan ein erstes Lüftungsorgan (22) mit einer ersten Lüftungseigenschaft ist und das Gehäuse (16) ein zweites Lüftungsorgan (24) mit einer zweiten Lüftungseigenschaft aufweist, wobei sich die erste Lüftungseigenschaft von der zweiten Lüftungseigenschaft unterscheidet.
Maschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lüftungsorgan (22) als erste Lüftungseigenschaft einen höheren Strömungswiderstand als das zweite Lüftungsorgan (24) in seinem geöffneten Zustand aufweist.
Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lüftungsorgan (22) einstückig ist.
Maschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lüftungsorgan (22) eine durchlässige Membran (94) aufweist.
Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lüftungsorgan (24) als verstellbares Lüftungsorgan ausgebildet ist.
Maschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lüftungsorgan (24) ein verstellbares Verschlussteil (70) aufweist.
Maschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Verschlussteil (70) das erste Lüftungsorgan (22) aufweist.
Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Verschlussteil (70) einen Durchlass aufweist, der durch die durchlässige Membran (94) bedeckt ist.
Maschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (112) durch einen Schirm (102) oder dass der Durchlass (112) durch einen Stiftabschnitt (100) des Verschlussteils (70) hindurchgeführt ist.
Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lüftungsorgan (24) in einer Kappe (68) sitzt, wobei die Kappe (68) vorzugsweise ein Lagerelement abdeckt.
Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (16) ein verschiebliches Maschinenteil (19) gelagert ist, welches aus dem Gehäuse (16) verschieblich ist.
Maschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen ausgebildet ist, und das verschiebliche Maschinenteil (19) eine Antriebswelle mit einem darauf angeordneten Ritzel (48) ist.