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Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse und einen im zylindrischen Gehäuseinneren angeordneten Stator.
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Eine solche Elektromaschine kommt in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zum Einsatz. Ein nicht beschränkendes Beispiel ist der Kraftfahrzeugbereich, wo eine solche elektrische Maschine als Antriebsaggregat beispielsweise einer Hinterachse oder Vorderachse dient. Eine solche elektrische Maschine, siehe hierzu beispielsweise
DE 10 2018 114 790 A1 , weist üblicherweise ein Gehäuse mit einem zylindrischen Gehäuseinneren auf, in dem ein Stator angeordnet ist, der in geeigneter Weise über mechanische Verbindungsschnittstellen mit dem Gehäuse verbunden ist. Innenliegend im Stator ist in bekannter Weise in Rotor angeordnet. Der grundsätzliche Aufbau einer solchen elektrischen Maschine ist bekannt. Während zumeist die Verbindung des Stators mit dem Gehäuse in den einzelnen mechanischen Verbindungsschnittstellen unmittelbar erfolgt, das heißt, dass der Stator in unmittelbarer Berührung mit dem Gehäuse beispielsweise verschraubt ist, ist aus
DE 10 2018 114 790 A1 bekannt, in diesen mechanischen Schnittstellen ein elastisches Dämpfungsmaterial zu integrieren, um innerhalb der Verbindungsschnittstelle eine schwingungstechnische Entkopplung zu realisieren, so dass im Betrieb seitens des innerhalb des Stators drehenden Rotors erzeugte Schwingungen nicht oder nur gedämpft an das Gehäuse und über dieses an die Montageperipherie übertragen werden. Hierzu kommen gemäß
DE 10 2018 114 790 A1 Befestigungshülsen zum Einsatz, die eine innere und eine äußere Metallhülse aufweisen, zwischen denen das elastische Dämpfungsmaterial aufgenommen ist. Im Montagezustand liegt der Kopf einer Schraube axial auf der inneren Hülse, die in eine Sackbohrung am Gehäuse eingepresst ist, während die sie durchsetzende Schraube weiterführend in eine Innengewindebohrung im Gehäuse eingeschraubt ist. Die Außenhülse ist hingegen fest am Stator angeordnet.
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Bei dem aus
DE 10 2018 114 790 A1 bekannten elektrischen Maschine ist eine solche Entkopplung möglich, da der Stator nur axial am Gehäuse angebunden ist, nachdem bei dieser Maschine keine aktive Kühlung der Maschine über ein zirkulierendes Kühlfluid vorgesehen ist. Es sind jedoch auch Maschinen bekannt, die eine integrierte Statorkühlung mittels eines Kühlfluids wie Öl oder Wasser aufweisen. Zu diesem Zweck umfasst der Stator einen Statorträger, der einen radialen Befestigungsflansch, über den der Statorträger in mehreren mechanischen Verbindungsschnittstellen an einer Stirnfläche des Gehäuses befestigt ist, und einen hohlzylindrischen Trägerflansch, der in das zylindrische Gehäuseinnere eingreift, aufweist. Am Trägerflansch innenseitig ist das Blechpaket angeordnet. Zwischen der äußeren Mantelfläche des Trägerflanschs und der inneren Mantelfläche des Gehäuses ist ein umlaufender Kühlmittelkanal ausgebildet, der axial zu beiden Seiten über jeweils wenigstens ein Dichtelement abgedichtet ist. In diesem Kühlmittelkanal zirkuliert das Kühlfluid. Der Statorträger ist bei einer solchen Maschine an mehreren Stellen unmittelbar mit dem Gehäuse verbunden respektive steht mit diesem in Berührung. Zum einen über die mechanischen Verbindungsschnittstellen, über die der radiale Befestigungsflansch mit dem Gehäuse verbunden ist, also üblicherweise verschraubt ist. Zum anderen aber auch über den zylindrischen Trägerflansch, der beidseits der Dichtelemente, die umlaufend zwischen dem Trägerflansch und der Gehäuseinnenwand abdichten, vorgesehene, also außerhalb des Kühlkanals liegende Zentriersitze aufweist, über die eine entsprechende Zentrierung des Statorträgers und damit des gesamten Stators innerhalb des Gehäuses erfolgt. Diese Zentriersitze weisen ein äußerst geringes Fügespiel nahe dem Wert Null auf. Der durch dieses geringe Spiel zwangsläufige lokale radiale Kontakt zwischen dem Trägerflansch und dem Gehäuse wie auch durch die axiale feste Anbindung des Statorträgers über die Verbindungsschnittstellen respektive die Schrauben am Gehäuse bewirkt die Übertragung der rotorseitig erzeugten hochfrequenten Schwingungen über den Stator an das Gehäuse. Dies kann zu NVH-Problemen (noise-vibration-harshness) führen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte elektrische Maschine anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine elektrische Maschine vorgesehen, umfassend ein Gehäuse und einen im zylindrischen Gehäuseinneren angeordneten Stator mit einem Statorträger, der einen radialen Befestigungsflansch, über den der Statorträger in mehreren mechanischen Verbindungsschnittstellen an einer Stirnfläche des Gehäuses befestigt ist, und einen hohlzylindrischen Trägerflansch, der in das zylindrische Gehäuseinnere eingreift, aufweist, wobei zwischen der äußeren Mantelfläche des Trägerflanschs und der inneren Mantelfläche des Gehäuses ein umlaufender Kühlmittelkanal ausgebildet ist, der axial zu beiden Seiten über jeweils wenigstens ein Dichtelement abgedichtet ist, wobei die äußere Mantelfläche des Trägerflanschs radial von der inneren Mantelfläche des Gehäuses beabstandet ist und der Statorträger nur über die beiden elastischen Dichtelemente im Gehäuse zentriert und schwingungsentkoppelt ist, und wobei der Befestigungsflansch axial von der Stirnfläche des Gehäuses beabstandet ist und über jeweils wenigstens ein in jeder mechanischen Verbindungsschnittstelle angeordnetes elastisches Entkopplungselement schwingungsentkoppelt ist.
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Die elektrische Masche zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Statorträger und dem Gehäuse kein unmittelbarer mechanischer Kontakt, also kein Metall-Metall-Kontakt, der ursächlich für die nachteilige Schwingungsübertragung ist, gegeben ist. Wie beschrieben, sind letztlich zwei potentielle Kontaktebenen gegeben, nämlich einerseits radial zwischen dem zylindrischen Trägerflansch und der Gehäuseinnenwind, und andererseits axial zwischen dem Befestigungsflansch und der axialen Gehäusestirnfläche. Erfindungsgemäß ist der Trägerflansch radial von der inneren Mantelfläche des Gehäuses beabstandet, das heißt, dass der jeweilige lokale Außendurchmesser des Trägerflanschs um einiges kleiner ist als der Innendurchmesser der benachbarten Gehäuseinnenwand, so dass hinreichend Luft zwischen Statorträger und Gehäuseinnenwand gegeben ist. Zwischen beiden ist aber auch der Kühlmittelkanal ausgebildet, der über die entsprechenden Dichtelemente axial zu beiden Seiten abgedichtet ist. Gleichzeitig dienen diese Dichtelemente aber auch der Zentrierung des Trägerflanschs respektive des Statorträgers innerhalb des Gehäuses, das heißt, dass den Dichtelementen erfindungsgemäß eine Mehrfachfunktion zukommt. Sie sind also entsprechend auszulegen und zu dimensionieren, dass sie einerseits eine Fluiddichtung erwirken, und andererseits entsprechend zur Erfüllung ihrer Zentrierfunktion in der Montageposition entsprechend vorgespannt sind. Gleichzeitig erwirken diese Dichtelemente, die zwangsläufig aus einem entsprechend weichen, elastischen Material sind, auch eine Schwingungsentkopplung des Trägerflanschs vom Gehäuse, das heißt, dass hierüber keine oder wenn überhaupt nur stark gedämpfte Schwingungen vom Stator an das Gehäuse übertragen werden können. Den Dichtelementen kommt demzufolge eine Dreifachfunktion zu, nämlich einerseits ihre originäre Dichtfunktion, zum anderen ihre Zentrierfunktion und schließlich ihre Schwingungsentkopplungsfunktion.
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Auch die zweite potentielle Kontaktebene ist entsprechend schwingungsentkoppelt ausgeführt. Zu diesem Zweck ist in jeder mechanischen Verbindungsschnittstelle wenigstens ein elastisches Entkopplungselement vorgesehen, über das der Statorträger respektive der Befestigungsflansch von dem Gehäuse respektive der Gehäusestirnfläche schwingungsentkoppelt ist. Zwar ist der Statorträger über die mechanischen Verbindungsschnittstellen natürlich fest im Gehäuseinneren montiert, gleichwohl ist jedoch über die Integration des wenigstens einen elastischen Entkopplungselements innerhalb jeder Verbindungsschnittstelle eine entsprechende Schwingungsentkopplung sichergestellt, so dass auch in diesem Bereich kein oder nur ein stark gedämpfter Schwingungsübergang vom Stator auf das Gehäuse möglich ist.
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Die erfindungsgemäße elektrische Maschine zeichnet sich demzufolge durch einen integrierten Kühlmittelkanal zwischen dem Statorträger respektive dem Trägerflansch und dem Gehäuse aus, wie auch durch eine vollständige Schwingungsentkopplung des Stators respektive des Statorträgers vom Gehäuse durch die Integration der Entkopplungsmittel in Form der Dichtelemente sowie der Entkopplungselemente und der hierüber realisierten, kontaktlosen Anordnung des Statorträgers innerhalb des Gehäuses.
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In der ersten Entkopplungsebene zwischen dem Trägerflansch und der zylindrischen Gehäuseinnenwand kommt wie beschrieben den Dichtelementen mit ihrer Dreifachfunktion die zentrale Bedeutung zu. Um die Dichtelemente entsprechend positionsgenau und sicher auch in Bezug auf die Montage des Statorträgers im Gehäuse anordnen zu können, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, dass an der äußeren Mantelfläche des Trägerflanschs oder der inneren Mantelfläche des Gehäuses zwei umlaufende Nuten vorgesehen sind, in denen jeweils wenigstens ein Dichtelement aufgenommen ist. Diese Nuten sind entsprechend tief und breit dimensioniert, so dass die im Querschnitt natürlich entsprechend dimensionierten Dichtelemente axial gesichert in den Nuten aufgenommen sind und sich mit entsprechender Vorspannung an die jeweils gegenüberliegende Mantelfläche anlegen können.
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Bevorzugt ist jedes Dichtelement als O-Ring ausgeführt. Jedes Dichtelement weist also einen runden Querschnitt auf, wobei der Durchmesser natürlich deutlich größer ist als bei bisher verwendeten, nur der Kanalabdichtung dienenden O-Ringen, bei denen der Trägerflansch berührend, weil unmittelbar zentriert am Gehäuse anliegt. Denn infolge der erfindungsgemäßen radialen Beabstandung des Trägerflanschs von der Gehäuseinnenwand müssen die Dichtelemente natürlich den radialen Abstand überbrücken und gleichzeitig in der Montagestellung komprimiert und vorgespannt werden. Alternativ sind natürlich auch andere Querschnittsformen wie beispielsweise ein ovaler Querschnitt oder Ähnliches denkbar. Grundsätzlich ist immer eine entsprechende Überdeckung für einen festen Zentriersitz und die geforderte Kanalabdichtung erforderlich.
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Wenngleich es denkbar ist, in jeder Nut nur ein Dichtelement respektive nur einen O-Ring aufzunehmen, ist es zweckmäßig, in jeder Nut zwei solcher, vorzugsweise identischer, Dichtelemente respektive O-Ringe aufzunehmen, so dass mithin pro Nut zwei axial nebeneinander liegende, umlaufende Dichtebenen und damit aber auch Zentrierebenen gegeben sind.
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Neben der Entkopplung des Trägerflanschs ist wie beschrieben auch der Befestigungsflansch über die Entkopplungselemente vom Gehäuse schwingungsentkoppelt. Eine entsprechende Realisierungsmöglichkeit sieht hierzu vor, dass jedes Entkopplungselement ringförmig ist und von einer den Befestigungsflansch in einer Durchbrechung durchsetzenden, in eine Gewindebohrung in der Stirnfläche des Gehäuses eingeschraubten Befestigungsschraube durchgriffen ist. Es kommen also einerseits eine entsprechende Anzahl an um den Befestigungsflanschumfang verteilter Befestigungsschrauben zum Einsatz, über die die mechanische Verschraubung erfolgt. Zum anderen kommt auch pro Verschraubungsschnittstelle mindestens ein elastisches, ringförmiges Entkopplungselement zum Einsatz, das sowohl dem Befestigungsflansch als auch die Befestigungsschraube vom Gehäuse trennt respektive entkoppelt.
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Ein solches ringförmiges Entkopplungselement kann beispielsweise Teil einer Hülsenanordnung, wie aus
DE 10 2018 114 790 A1 bekannt, sein. Diese Hülsenanordnung ist jedoch relativ aufwändig in ihrer Herstellung und Ausgestaltung sowie der Montage, weshalb bevorzugt einfache, nicht hülsengebundene elastische ringförmige Entkopplungselemente, also letztlich Elastomerringe, verwendet werden.
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Dabei können gemäß einer ersten Erfindungsvariante zwei ringförmige Entkopplungselemente in jeder Verbindungsschnittstelle vorgesehen sein, wobei das erste Entkopplungselement zwischen der Stirnfläche des Gehäuses und der einen Fläche des Befestigungsflanschs und das zweite Entkopplungselement zwischen der gegenüberliegenden Fläche des Befestigungsflanschs und dem Kopf der die Entkopplungselemente durchgreifenden Befestigungsschraube angeordnet ist. Hier kommen also zwei separate, schmälere ringförmige Entkopplungselemente zum Einsatz, die in entsprechender axialer Anordnung zwischen der Gehäusestirnfläche, dem Befestigungsflansch und dem Schraubenkopf angeordnet sind. In der Montagestellung werden sie axial zwischen den entsprechenden Flächen verspannt, während gleichzeitig die Befestigungsschraube in die gehäuseseitige Innengewindebohrung eingeschraubt ist und mit ihrem Kopf axial auf dem benachbarten Entkopplungselement aufgelagert ist.
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Gemäß einer zweiten Alternative kommt nur ein ringförmiges Entkopplungselement zum Einsatz, das nach Art einer Hülse ausgeführt ist, also axial gesehen etwas länger ist, wobei diese Hülse zwei endständige, radial nach außen vorspringende Ringwulste aufweist. Dabei ist der eine Ringwulst zwischen der Stirnfläche des Gehäuses und der einen Fläche des Befestigungsflanschs und der zweite Ringwulst zwischen der gegenüberliegenden Fläche des Befestigungsflanschs und dem Kopf der das Entkopplungselement durchgreifenden Befestigungsschraube angeordnet. Die Hülse durchgreift folglich die entsprechende Bohrung im Befestigungsflansch und liegt mit ihren beiden Ringwulsten an beiden Seiten des Befestigungsflanschs, diesen hintergreifend, an. Die Ringwulste sind nun in der Montagestellung zwischen der Gehäusestirnwand und dem Befestigungsflansch respektive Befestigungsflansch und dem Schraubenkopf angeordnet und werden, ähnlich wie bei der Ausgestaltung mit zwei separaten Entkopplungselementen, axial beim Verschrauben der Befestigungsschraube entsprechend gequetscht. Die Befestigungsschraube ist wiederum fest in die gehäuseseitige Innengewindebohrung eingeschraubt, gleichzeitig aber mit ihrem Kopf auf dem benachbarten Ringwulst aufgelagert und darüber schwingungsentkoppelt. Natürlich kann, egal bei welcher Ausführungsform, zwischen dem Schraubenkopf und dem Entkopplungselement eine Beilagscheibe angeordnet sind.
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Da in beiden Erfindungsvarianten natürlich auch der Befestigungsflansch radial gesehen nicht mit der Befestigungsschraube in Berührung steht, da der Bohrungsdurchmesser entsprechend größer als der Schraubendurchmesser gewählt ist, ist demzufolge auch der Befestigungsflansch von der Befestigungsschraube und dem Gehäuse entkoppelt.
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Kommen pro Verbindungsschnittstelle zwei separate Entkopplungselemente zum Einsatz, so sind diese entweder als O-Ringe ausgeführt, oder als im Querschnitt L-förmige Formringe. Beide Querschnittsformen erlauben es, die elastischen Entkopplungsringe entsprechend axial zu verpressen und gleichzeitig radial die Befestigungsschraube abzustützen respektive relativ zur Bohrung im Befestigungsflansch zu fixieren.
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Für die axiale und radiale Verpressung der Entkopplungselemente oder Ringwulsten kann es zweckmäßig sein, wenn jede im Befestigungsflansch vorgesehene, von der Befestigungsschraube durchsetzte Durchbrechung beidseits über konische Ringflächen berandet ist, an denen die O-Ringe oder die L-förmigen Formringe anliegen oder die zwischen die Ringwulste greifen. Über diese konischen Anlageflächen erfolgt in der Montagestellung eine entsprechende Formung der verspannten Ringe respektive Wulste zur axialen und tangentialen Entkopplung. Alternativ zur Ausbildung der konischen Berandungsflächen am Befestigungsflansch selbst ist es auch denkbar, dass eine benachbart zur Stirnfläche des Gehäuses und eine benachbart zum Kopf der Befestigungsschraube angeordnete konische Ringfläche vorgesehen ist, an denen die O-Ringe oder die L-förmigen Formringe anliegen oder an denen die Hülse anliegt. Hier sind also die entsprechenden formgebenden und axial sowie tangential verformenden Ringflächen an den dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden Seite im Bereich der Gehäusestirnfläche sowie des Schraubenkopfes vorgesehen. Auch hier erfolgt eine entsprechende axiale und radiale Verspannung für die beabsichtigte Entkopplung.
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Dabei können die beiden konischen Ringflächen, die benachbart zur Stirnfläche des Gehäuses und benachbart zum Kopf der Befestigungsschraube angeordnet sind, mittels separater konischer Ringe gebildet sein. Das heißt, dass entsprechende Ringe auf die Befestigungsschraube aufgeschoben und positioniert werden. Alternativ ist es auch denkbar, die eine oder beide Ringflächen unmittelbar an der Stirnfläche und dem Schraubenkopf auszubilden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine einer ersten Ausführungsform in einer geschnittenen Teilansicht, und
- 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine in einer geschnittenen Teilansicht.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 in einer geschnittenen Teilansicht, umfassend ein metallenes, hohlzylindrisches Gehäuse 2 mit einem zylindrischen Gehäuseinneren, in dem ein Stator 3 aufgenommen ist. Im Stator 3 innenliegend ist in an sich bekannter Weise ein relativ zum positionsfesten Stator verdrehbarer Rotor 22 aufgenommen.
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Der Stator 3 umfasst zum einen ein Blechpaket 4 sowie einen Statorträger 5, in dem das Blechpaket 4, das aus einer Vielzahl gestapelter Elektrobleche besteht, aufgenommen ist. Der Stator 3 respektive der Statorträger 5 ist ebenfalls hohlzylindrisch ausgeführt.
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Der Statorträger 5 weist zum einen einen hohlen Trägerflansch 6 auf, an dessen Innenwand das Blechpaket 4 angeordnet ist. Der Trägerflansch 6 ist im zylindrischen Inneren des Gehäuses 2 aufgenommen. Zwischen der äußeren Mantelfläche 7 des Trägerflanschs und der inneren Mantelfläche 8 des Gehäuses 2 ist ein Kühlmittelkanal 9 ausgebildet, durch den ein Kühlmittel zirkulieren kann, um den Stator 3 zu kühlen. Dieser Kühlmittelkanal 9 ist beidseits axial über jeweils zwei Dichtelemente 10 begrenzt und abgedichtet. Die Dichtelemente 10 in Form von O-Ringen sind jeweils in Nuten 11, die an der äußeren Mantelfläche des Statorträgers 5 ausgebildet sind, aufgenommen, so dass die Dichtelemente 10 axial gesichert sind.
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Den Dichtelementen 10 kommt nicht nur die Funktion zu, den Kühlmittelkanal 9 abzudichten, sondern auch, den Stator 3 respektive den Statorträger 5 innerhalb des hohlzylindrischen Gehäuses 2 zu zentrieren und gleichzeitig auch den Statorträger 5 in diesem Bereich vom Gehäuse 2 gegenüber Schwingungen zu entkoppeln. Zu diesem Zweck ist der Trägerflansch 5 radial von dem Gehäuse 2 beabstandet, das heißt, dass die einander gegenüberliegenden Flächen, nämlich die äußere Mantelfläche 7 des Statorträgers 5 und die innere Mantelfläche 8 des hohlzylindrischen Gehäusebereichs entsprechend unterschiedliche Durchmesser aufweisen. In der Montagestellung liegen beide Mantelflächen 7, 8 in den seitlichen, an den Kühlmittelkanal 9 anliegenden Bereichen um ein relativ großes Fügespiel X beabstandet zueinander, so dass der gesamte Statorträger 5 keinerlei unmittelbaren mechanischen Kontakt bzw. Metall-Metall-Kontakt mit dem Gehäuse 2 hat. Die Zentrierfunktion wird von den Dichtelementen 10 übernommen, die im Durchmesser respektive im Querschnitt entsprechend groß bemessen sind, so dass sie in der Montagestellung fest zwischen dem Statorträger 5 und dem Gehäuse 2 verspannt werden, einerseits eben um eine entsprechende Abdichtung zu erreichen, andererseits aber auch um die Zentrierung vorzunehmen, so dass der Statorträger 5 bestmöglich radial innerhalb des Gehäuses 2 zentriert und positioniert ist.
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Gleichzeitig bilden die Dichtelemente 10 auch Schwingungsentkopplungsmittel, nachdem die Dichtelemente aus einem elastischen Material, üblicherweise einem Elastomer, sind, das schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzt. Hierüber wird demzufolge verhindert, dass statorseitig vorliegende Schwingungen in diesem Bereich vom Stator an das Gehäuse übertragen werden respektive, wenn es überhaupt zu einem Schwingungsübertrag kommt, dass nur stark bedämpfte Schwingungen übertragen werden.
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Die eigentliche Befestigung des Stators 3 im Gehäuse 2 erfolgt über mehrere mechanische Verbindungsschnittstellen 12. Hierzu weist der Statorträger 5 einen umlaufenden, sich radial nach außen erstreckenden Radialflansch 13 auf, in dem eine entsprechende Anzahl an Bohrungen 14 vorgesehen sind. Am Gehäuse 2 sind in einer Stirnfläche 15 eine entsprechende Anzahl an Innengewindebohrungen 16 ausgebildet, in die jeweils eine Befestigungsschraube 17, die die Bohrung 14 durchgreift, eingeschraubt wird.
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Um auch hier eine Schwingungsentkopplung zu realisieren, sind beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 zwei Entkopplungselemente 18 in form von O-Ringen vorgesehen. Das eine ringförmige Entkopplungselement 18 ist zwischen der Stirnfläche 15 und der benachbarten Seite des Befestigungsflanschs 13 aufgenommen, während das andere ringförmige Entkopplungselement 18 zwischen der gegenüberliegenden Seite des Befestigungsflanschs 13 und dem Kopf 19 der Befestigungsschraube 17 aufgenommen ist. Wird die Befestigungsschraube 17 eingeschraubt und angezogen, so werden die beiden ringförmigen, elastischen Entkopplungselemente 18, also die beiden O-Ringe, entsprechend komprimiert und verspannt. Hierüber erfolgt einerseits die feste axiale Fixierung des Befestigungsflanschs 13 an der Stirnfläche 15 und damit die Fixierung des Stators 3 im Gehäuse 2 selbst Andererseits ist aber auch die Befestigungsschraube 17 vom Befestigungsflansch 13 und damit dem Statorträger 5 entkoppelt, da die Befestigungsschraube 17 keinerlei direkten mechanischen Kontakt mit dem Befestigungsflansch 13 hat. Denn zwischen beiden ist das rechts gezeigte Entkopplungselement 18 angeordnet. Gleichermaßen ist aber auch der Befestigungsflansch 13 vom Gehäuse 2 entkoppelt, da zwischen der Stirnfläche 15 und dem Befestigungsflansch 13 das links gezeigte Entkopplungselement 18 aufgenommen ist. Da auch diese Entkopplungselemente aus einem elastischen, dämpfenden Material wie einem Elastomer bestehen, findet auch über diese Schnittstelle kein bzw. nur ein stark gedämpfter Schwingungsübergang statt.
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Wie 1 ferner zeigt, besteht die Möglichkeit, die zur Stirnfläche 15 respektive zum Schraubenkopf 19 weisenden Flächen, die die Bohrung 14 begrenzen, als konische Ringflächen 20 auszuführen, gegen die die elastischen Entkopplungselemente 18 beim Verspannen gepresst werden. Aufgrund der Formgebung erfolgt eine entsprechende axiale und radiale respektive tangentiale Formung für die feste Fixierung des Befestigungsflanschs 13 an der Befestigungsschraube 17.
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Die in 2 gezeigte Ausführungsform einer elektrischen Maschine 1 entspricht nahezu identisch der aus 1. Vorgesehen ist auch hier ein Gehäuse 2 sowie ein darin aufgenommener Stator 3, in dem wiederum ein Rotor 22 angeordnet ist. Der Stator 3 besteht auch hier aus dem eigentlichen Blechpaket 4, das innerhalb des Statorträgers 5 befestigt ist. Der Statorträger 5 ist auch hier über jeweilige Paare von Dichtelementen 10 innerhalb des Gehäuses 2 zentriert sowie schwingungsentkoppelt, das heißt, dass auch hier ein entsprechend großes Fügespiel X gegeben ist, so dass keinerlei unmittelbarer mechanischer Kontakt zwischen Statorträger 5 und Gehäuse 2 in diesem Bereich gegeben ist. Gleichzeitig bewirken die Dichtelemente 10 auch die axiale Abdichtung des Kühlmittelkanals 9, der als umlaufender Ringkanal zwischen der äußeren Mantelfläche 7 des Trägerflanschs 6 und der inneren Mantelfläche 8 des Gehäuses 2 ausgebildet ist.
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Auch hier sind wiederum mehrere Verbindungsschnittstellen 12 vorgesehen, umfassend entsprechende Befestigungsschrauben 17, die in Innengewindebohrungen 16 des Gehäuses eingeschraubt sind und die natürlich entsprechende Durchbrechungen 14 in dem Befestigungsflansch 13 des Statorträgers 5 durchgreifen. Im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß 1 sind hier etwas anders geformte Entkopplungselemente 18 vorgesehen, wie auch die entsprechende Formgebung über konische Ringflächen hier etwas anders realisiert ist. Die Entkopplungselemente 18 sind hier als im Querschnitt L-förmige Formringe aus elastischem Material ausgeführt, die mit dem einen Schenkel an der Stirnfläche 15 respektive dem Schraubenkopf 19 anliegen, und die mit dem anderen Schenkel quasi zwischen den Schraubenschaft und den Innenumfang der Bohrung 14 greifen.
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Auch hier sind konische Ringflächen 20 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel an entsprechenden konischen Ringen 21 ausgebildet sind, die auf den Schraubenschaft aufgeschoben sind. Auch über diese konischen Ringflächen 20 kann eine entsprechende geometrische Formung der verpressten Entkopplungselemente 18 zur festen Verbindung der Bauteile erfolgen.
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Auch bei dieser Variante ist demzufolge der Stator 3 respektive der Statorträger 5 von dem Gehäuse 2 schwingungsentkoppelt, er ist überall entsprechend vom Gehäuse 2 beabstandet, hat also keinerlei unmittelbaren mechanischen Berührungskontakt. Gleichwohl ist der Stator 3 einerseits über die entsprechenden Verbindungsschnittstellen 12 fest am Gehäuse 2 fixiert, wie er auch über die multifunktionalen Dichtelemente 10 entsprechend zentriert ist.
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Abschließend ist noch festzuhalten, dass nicht unbedingt zwei separate Entkopplungselemente 18 vorgesehen werden müssen. Vielmehr ist es auch denkbar, ein einzelnes, ringförmiges respektive hülsenförmiges Entkopplungselement 18 vorzusehen, das beidseits zwei sich radial nach außen erhebende Ringwulste aufweist, zwischen die die Berandung der Bohrung 14 des Befestigungsflanschs 13 eingreift. Die Ausgestaltung entspricht von der Geometrie her quasi der Anordnung aus 2, wobei dann die beiden einzelnen Entkopplungselemente 18 letztlich zu einem gemeinsamen, einstückigen Entkopplungselement verbunden wären.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Maschine
- 2
- Gehäuse
- 3
- Stator
- 4
- Blechpaket
- 5
- Statorträger
- 6
- Trägerflansch
- 7
- äußere Mantelfläche
- 8
- innere Mantelfläche
- 9
- Kühlmittelkanal
- 10
- Dichtelement
- 11
- Nut
- 12
- Verbindungsschnittstelle
- 13
- Befestigungsflansch
- 14
- Bohrung
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Innengewindebohrung
- 17
- Befestigungsschraube
- 18
- Entkopplungselement
- 19
- Kopf
- 20
- Ringfläche
- 21
- Ring
- 22
- Rotor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018114790 A1 [0002, 0003, 0013]
