DE112012003305T5

DE112012003305T5 - Kühlsystem für einen Elektromaschinenmodul und Verfahren

Info

Publication number: DE112012003305T5
Application number: DE112012003305.1T
Authority: DE
Inventors: Bradley D. Chamberlin; Alex S. Creviston; James Ramey
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2014-05-08
Also published as: WO2013022737A2; WO2013022737A3; CN106100188A; CN103858322B; CN103858322A; US20130038150A1; KR20140052017A

Abstract

Ausführungsformen der Erfindung sehen einen Elektromaschinenmodul vor. Der Modul kann ein Gehäuse umfassen, das einen Maschinenraum bilden kann. Das Gehäuse kann ein erstes axiales Ende, einen Kühlmittelmantel und eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen besitzen. Bei einigen Ausführungsformen stehen die Kühlmittelkanäle fluidisch über mindestens eine Kühlmittelöffnung, die sich durch das Gehäuse erstreckt, mit dem Kühlmittelmantel in Verbindung. Das Gehäuse kann eine erste Führung aufweisen, die benachbart zum ersten axialen Ende angeordnet ist und sich in den Maschinenraum erstreckt. Die erste Führung ist so angeordnet, dass sich ein Teil der ersten Führung im Wesentlichen benachbart zu einem Abschnitt der Rotoreinheit befindet. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Führung so ausgebildet und angeordnet, dass sie ein Kühlmittel in Richtung auf die Rotoreinheit leitet.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der amerikanischen Anmeldung mit dem Aktenzeichen 13/207,301, die am 10. August 2011 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme eingefügt.
HINTERGRUND
Elektromaschinen, die oft in einem Maschinenraum eines Gehäuses angeordnet sind, enthalten generell einen Stator und einen Rotor. Bei einigen Elektromaschinen kann der Stator unter Anwendung von unterschiedlichen Verbindungstechniken am Gehäuse befestigt sein, um die Elektromaschine generell im Gehäuse zu fixieren. Während des Betriebes von Elektromaschinen kann sowohl durch den Stator als auch durch den Rotor sowie durch andere Komponenten der Elektromaschine Wärmeenergie erzeugt werden. Bei einigen Elektromaschinen kann der Betrieb der Elektromaschinen durch den Anstieg der Wärmeenergie zumindest teilweise beeinträchtigt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Einige Ausführungsformen der Erfindung sehen einen Elektromaschinenmodul vor. Der Modul kann ein Gehäuse umfassen, das einen Maschinenraum ausbilden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse einen Kühlmittelmantel, ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen aufweisen, die zumindest teilweise vom Gehäuse gebildet werden und über mindestens eine Kühlmittelöffnung, die sich durch das Gehäuse erstreckt, mit dem Kühlmittelmantel in Fließverbindung steht. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine erste Führung aufweisen, die im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende angeordnet ist, so dass sich die erste Führung in den Maschinenraum erstrecken kann. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Elektromaschine im Maschinenraum angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Elektromaschine eine Rotoreinheit umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung so angeordnet sein, dass sie sich im Wesentlichen benachbart zu einem Abschnitt der Rotoreinheit befindet. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen die erste Führung so konfiguriert und angeordnet sein, dass sie einen Teil eines Kühlmittels in Richtung auf einen Abschnitt der Rotoreinheit leitet.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sehen einen Elektromaschinenmodul vor, der ein Gehäuse umfasst. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse mindestens teilweise einen Maschinenraum bilden und ein erstes sowie ein zweites axiales Ende umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen aufweisen, von denen mindestens ein Teil im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende des Gehäuses und ein anderer Teil im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende des Gehäuses angeordnet sein kann. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Sensoreinheit einschließlich einer zweiten Führung mit einem Abschnitt des Gehäuses im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung mindestens eine Führungsöffnung und mindestens einen Führungskanal umfassen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnittes des Elektromaschinenmoduls der 2.
4 ist eine isometrische Ansicht einer Endkappe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine isometrische Ansicht eines Endwicklungselementes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
7 ist eine Teilschnittansicht eines Endwicklungselementes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine isometrische Ansicht einer Statoreinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
9 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnittes des Elektromaschinenmoduls der 2.
10A ist eine isometrische Ansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
10B ist eine isometrische Rückansicht einer Sensoreinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
10C ist eine isometrische Ansicht einer Sensorabdeckung der Sensoreinheit der 10B.
11 ist eine isometrische Ansicht einer ersten Führung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
12 ist eine isometrische Ansicht einer ersten Führung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
13 ist eine Schnittansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
14 ist eine Schnittansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
15 ist eine Schnittansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
16 ist eine Schnittansicht eines Abschnittes eines Elektromaschinenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen erläutert werden, soll darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und Anordnung von Komponenten, die in der nachfolgenden Beschreibung wiedergegeben oder in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann vielmehr auch andere Ausführungsformen umfassen und auf verschiedene Art und Weisen durchgeführt werden. Es ist ferner darauf hinzuweisen, dass die hier verwendete Beschreibung und Terminologie lediglich zu Beschreibungszwecken dient und in keiner Weise als Einschränkung aufzufassen ist. Die Verwendung von Begriffen wie „einschließlich”, „umfassend” oder „aufweisend” sowie von Variationen hiervon soll lediglich die danach angegebenen Dinge und Äquivalente davon sowie weitere Dinge umfassen. Wenn nicht speziell angegeben oder eingeschränkt, finden die Begriffe „montiert”, „verbunden”, „gelagert” und „gekoppelt” sowie Variationen hiervon in breitem Sinne Verwendung und decken sowohl direkte und indirekte Montagearten, Verbindungen, Lagerungen und Kopplungen ab. Ferner sind die Begriffe „verbunden” und „gekoppelt” nicht auf physikalische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
Die nachfolgende Beschreibung dient dazu, einen Fachmann in die Lage zu versetzen, Ausführungsformen der Erfindung herzustellen und zu benutzen. Dem Fachmann sind diverse Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen ohne weiteres verständlich, und die hier offenbarten allgemeinen Prinzipien können auch bei anderen Ausführungsformen und Anwendungen Verwendung finden, ohne von Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Somit sind Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern sind mit dem weitmöglichsten Umfang der hier offenbarten Prinzipien und Merkmale in Übereinstimmung zu bringen. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren zu lesen, in denen entsprechende Elemente in unterschiedlichen Figuren mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Die Figuren, die nicht unbedingt maßstabgetreu sind, zeigen ausgewählte Ausführungsformen und sollen in keiner Weise den Schutzumfang der Ausführungsformen der Erfindung beschränken. Der Fachmann erkennt, dass die hier vorgesehenen Beispiele viele nützliche Alternativen besitzen, die unter den Umfang von Ausführungsformen der Erfindung fallen.
1 zeigt einen Elektromaschinenmodul 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Modul 10 kann ein Gehäuse 12 aufweisen, das ein Hülsenelement 14, ein erste Endkappe 16 und eine zweite Endkappe 18 umfasst. Eine Elektromaschine 20 kann in einem Maschinenraum 22 untergebracht sein, der zumindest teilweise vom Hülsenelement 14 und den Endkappen 16, 18 gebildet wird. Beispielsweise können das Hülsenelement 14 und die Endkappen 16, 18 über herkömmliche Befestigungselemente (nicht gezeigt) oder irgendein anderes geeignetes Verbindungsverfahren miteinander verbunden sein, um mindestens einen Abschnitt der Elektromaschine 20 im Maschinenraum 22 zu umgeben. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 einen im Wesentlichen zylindrischen Behälter und eine einzige Endkappe (nicht gezeigt) umfassen. Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen das Modulgehäuse 12, das das Hülsenelement 14 und die Endkappen 16, 18 aufweist, Materialien umfassen, die generell Wärmeleitungseigenschaften aufweisen können, wie beispielsweise (ohne Beschränkung) Aluminium oder andere Metalle, sowie Materialien, die in der Lage sind, Betriebstemperaturen der Elektromaschine auszuhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 unter Anwendung von unterschiedlichen Verfahren, wie Gießen, Formen, Extrudieren, und anderen ähnlichen Herstellverfahren hergestellt sein.
Die Elektromaschine 20 kann eine Rotoreinheit 24, eine Statoreinheit 26, einschließlich eines Statorspulenkopfes 28, und Lager 30 aufweisen und kann um eine Welle 34 angeordnet sein. Wie in 1 gezeigt, kann die Statoreinheit 26 mindestens einen Abschnitt der Rotoreinheit 24 im Wesentlichen umschreiben. Bei einigen Ausführungsformen kann die Rotoreinheit 24 auch eine Rotornabe 32 besitzen oder eine „nabenfreie” Konstruktion (nicht gezeigt) aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Elektromaschine 20 in Wirkverbindung mit dem Modulgehäuse 12 stehen. Beispielsweise kann die Elektromaschine 20 in das Gehäuse 12 eingepasst sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Elektromaschine 20 über einen Festsitz, einen Schrumpfsitz oder über eine andere ähnliche Passung auf Reibungsbasis, über die die Maschine 20 und das Gehäuse 12 zumindest teilweise in Wirkverbindung stehen können, in das Gehäuse 12 eingepasst sein. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Statoreinheit 26 mittels Schrumpfsitz im Modulgehäuse 12 angeordnet sein. Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen die Statoreinheit 26 über die Passung zumindest teilweise fixiert sein, und damit auch die Elektromaschine 20 sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung. Bei einigen Ausführungsformen kann während des Betriebes der Elektromaschine 20 die Passung zwischen der Statoreinheit 26 und dem Modulgehäuse 12 zumindest teilweise dazu dienen, Drehmoment von der Statoreinheit 26 auf das Modulgehäuse 12 zu übertragen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Passung dazu führen, dass ein generell größeres Drehmoment vom Modul 10 zurückgehalten wird.
Bei der Elektromaschine 20 kann es sich ohne Einschränkung um einen Elektromotor, wie beispielsweise einen Hybridelektromotor, einen elektrischen Generator oder eine Fahrzeuglichtmaschine, handeln. Bei einer Ausführungsform kann die Elektromaschine 20 ein Hochspannungs-Haarnadel(HVH)-Elektromotor oder ein Innen-Permanentmagnet-Elektromotor für Hybridfahrzeuganwendungen sein.
Bestandteile der Elektromaschine 20, wie beispielsweise (ohne Beschränkung) die Rotoreinheit 24, die Statoreinheit 26 und der Statorspulenkopf 28, können während des Betriebes der Elektromaschine 20 Wärme erzeugen. Diese Bestandteile können gekühlt werden, um die Performance sowie die nutzbare Lebensdauer der Elektromaschine 20 zu verbessern bzw. zu verlängern.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen das Gehäuse 12 einen Kühlmittelmantel 36 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 eine Innenwand 38 und eine Außenwand 40 aufweisen und kann der Kühlmittelmantel 36 im Wesentlichen zwischen mindestens einem Abschnitt der Wände 38, 40 angeordnet sein. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen der Maschinenraum 23 zumindest teilweise von der Innenwand 38 gebildet sein (d. h. jedes der Elemente des Gehäuses 12 kann einen Abschnitt der Innenwand 38 umfassen). Bei einigen Ausführungsformen kann der Kühlmittelmantel 36 im Wesentlichen mindestens einen Abschnitt der Elektromaschine 20 umschreiben. Genauer gesagt, bei einigen Ausführungsformen kann der Kühlmittelmantel 36 im Wesentlichen mindestens einen Abschnitt eines Außenumfanges der Statoreinheit 26 einschließlich des Statorspulenkopfes 28 umschreiben.
Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen der Kühlmittelmantel 36 ein Kühlmittel enthalten, das Getriebefluid, Ethylenglykol, ein Ethylenglykol/Wasser-Gemisch, Wasser, Öl, Motoröl, ein Gas, einen Nebel oder eine entsprechende Substanz umfassen kann. Der Kühlmittelmantel 36 kann mit einer Kühlmittelquelle (nicht gezeigt) in Fluidverbindung stehen, die das Kühlmittel unter Druck setzen kann, bevor dieses in den Kühlmittelmantel 36 eingeleitet oder während es eingeleitet wird, so dass das unter Druck gesetzte Kühlmittel durch den Kühlmittelmantel 36 zirkulieren kann.
Auch kann bei einigen Ausführungsformen die Innenwand 38 Kühlmittelöffnungen 42 umfassen, so dass der Kühlmittelmantel 36 mit dem Maschinenraum 22 in Fluidverbindung (Fließverbindung) stehen kann. Bei einigen Ausführungsformen können die Kühlmittelöffnungen 42 im Wesentlichen benachbart zum Statorspulenkopf 28 angeordnet sein. Wenn beispielsweise bei einigen Ausführungsformen das unter Druck gesetzte Kühlmittel durch den Kühlmittelmantel zirkuliert, kann mindestens ein Teil des Kühlmittels den Kühlmittelmantel 36 durch die Kühlmittelöffnungen 42 verlassen und in den Maschinenraum 22 eindringen. Auch kann bei einigen Ausführungsformen das Kühlmittel den Statorspulenkopf 28 kontaktieren, was mindestens zu einer Teilkühlung führen kann. Nach dem Verlassen der Kühlmittelöffnungen 42 kann mindestens ein Teil des Kühlmittels durch den Maschinenraum 22 strömen und mit diversen Elementen des Moduls 10 in Kontakt treten, was bei einigen Ausführungsformen mindestens zu einer Teilkühlung des Moduls 10 führen kann.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Kühlmittelmantel 36 eine Vielzahl von Konfigurationen aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann sich mindestens ein Abschnitt des Kühlmittelmantels 36 durch das Hülsenelement 14 über eine Distanz erstrecken, die im Wesentlichen einer axialen Länge der Statoreinheit 26 entspricht. Beispielsweise kann sich bei einigen Ausführungsformen eine axiale Länge eines Abschnittes des Kühlmittelmantels 36 mindestens über die gleiche Distanz erstrecken wie die axiale Länge der Statoreinheit 26 einschließlich des Statorspulenkopfes 28. Bei einigen Ausführungsformen können sich Abschnitte des Kühlmittelmantels 36 über größere und geringere axiale Distanzen erstrecken, wie dies vom Hersteller und/oder Endbenutzer zu Kühlzwecken gewünscht wird.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Abschnitt des Kühlmittelmantels 36 auch mindestens eine radial innere Erweiterung 44 aufweisen. Wie beispielsweise in 2 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen ein Bereich der Innenwand 38 im Wesentlichen radial vertieft sein, so dass die radial innere Erweiterung 44 des Kühlmittelmantels 36 im Wesentlichen benachbart zu mindestens einem der Statorspulenköpfe 28 angeordnet sein kann. Bei einigen Ausführungsformen können radial innere Erweiterungen 44 benachbart zu einem Statorspulenkopf 28, zu beiden Statorspulenköpfen oder zu keinem Statorspulenkopf angeordnet sein. Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen der Kühlmittelmantel 36 radial innere Erweiterungen 44 im Wesentlichen kontinuierlich um mindestens einen Abschnitt eines Außendurchmessers von mindestens einem Statorspulenkopf 28 umfassen (d. h. eine kontinuierliche radial innere Erweiterung um einen Abschnitt von mindestens einem Statorspulenkopf 28). Bei anderen Ausführungsformen kann der Kühlmittelmantel 36 im Wesentlichen diskrete radial innere Erweiterungen 44 aufweisen, die um mindestens einen Abschnitt eines Außendurchmessers 27 von mindestens einem Satz der Statorspulenköpfe 28 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 mindestens zwei radial innere Erweiterungen 44 aufweisen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Gehäuse 12 zwei Hälften umfassen, die an einer im Wesentlichen axial zentralen Stelle miteinander verbunden sind, so dass jede Hälfte des Gehäuses 12 eine radial innere Erweiterung 44 aufweisen kann, wobei die Elektromaschine 20 im Wesentlichen zwischen den beiden Hälften angeordnet sein kann.
Bei einigen Ausführungsformen können die Statorendwicklungen 28 im Vergleich zur Statoreinheit 26 einen generell geringeren Außendurchmesser aufweisen, so dass daher ein größerer Abstand zwischen dem Statorspulenkopf 28 und dem Kühlmittelmantel 36 vorhanden sein kann. Bei einigen Ausführungsformen kann die radial innere Erweiterung 44 des Kühlmittelmantels 36 die Kühlung des Moduls 10 verbessern, da ein Teil des Kühlmittels im Vergleich zu den Ausführungsformen, bei denen die radial innere Erweiterung 44 im Wesentlichen fehlt, näher am Statorspulenkopf 28 zirkulieren kann. Als Folge davon kann bei einigen Ausführungsformen der Abstand zwischen dem Kühlmittel und einem wärmeenergievernichtenden Bereich (d. h. dem Statorspulenkopf) generell minimiert werden, was zu einer generell verbesserten Übertragung von Wärmeenergie führen kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 mindestens zwei axiale Enden 43, 45 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12, unabhängig von seiner Konfiguration, ein erstes axiales Ende 43 und ein zweites axiales Ende 45 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die axialen Enden 43, 45 im Wesentlichen austauschbar sein, und bei anderen Ausführungsformen können die axialen Enden unterschiedliche Elemente aufweisen, so dass die axialen Enden 43, 45 im Wesentlichen nicht austauschbar sind. Obwohl ferner das erste axiale Ende 43 und das zweite axiale Ende 45 auf konsistente Weise bezeichnet und beschrieben sind, können auch bei einigen Ausführungsformen Elemente, die als am ersten axialen Ende 43 angeordnet bezeichnet werden, am zweiten axialen Ende 45 angeordnet sein und umgekehrt.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 mindestens einen Kühlmittelkanal 46 umfassen, der im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende 43 angeordnet ist. Wie in den 2–4 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Kühlmittelkanal 46 mindestens teilweise zwischen Abschnitten des Gehäuses 12 ausgebildet sein. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Hülsenelement 14 und/oder mindestens eine der Endkappen 16, 18 (oder eine Endkappe und der Behälter) eine Ausnehmung 47 aufweisen, so dass nach der Verbindung die Ausnehmungen 47 den Kühlmittelkanal 46 bilden können, wie in 3 gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen kann sich der Kühlmittelkanal 46 in mindestens einer generell radialen Richtung erstrecken und in Fluidverbindung mit dem Maschinenraum 22 stehen. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen der Modul 10 eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 46 aufweisen. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen die Kühlmittelkanäle 46 mindestens teilweise in Umfangsrichtung angeordnet sein.
Bei einigen Ausführungsformen können die Kühlmittelöffnungen 42 den Kühlmittelmantel 36 mit mindestens einem Abschnitt der Kühlmittelkanäle 46 fluidisch verbinden. Bei einigen Ausführungsformen kann sich mindestens ein Abschnitt von einigen der Kühlmittelkanäle 46 im Wesentlichen benachbart zu einem Abschnitt des Kühlmittelmantels 36 befinden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen mindestens einer der Kühlmittelkanäle 46 im Wesentlichen axial benachbart zu den radial inneren Erweiterungen 44 angeordnet sein. Daher kann bei einigen Ausführungsformen die Innenwand 38 mindestens eine Kühlmittelöffnung 42 umfassen, die so konfiguriert und angeordnet ist, dass sie den Kühlmittelmantel 36 und Kühlmittelkanal 46 miteinander verbindet. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Kühlmittelöffnung 42 in einer generell axialen Richtung durch einen Abschnitt der Innenwand 38 angeordnet sein, um die beiden Elemente mit einer Fließverbindung (fluidisch) miteinander zu verbinden. Somit kann mindestens ein Teil des Kühlmittels durch die Öffnung 42 strömen und in mindestens einige der Kühlmittelkanäle 46 eindringen. Ferner muss sich bei einigen Ausführungsformen die Kühlmittelöffnung 42 nicht in einer generell axialen Richtung erstrecken und kann vielmehr in andere Richtungen verlaufen, um den Kühlmittelmantel 36 und den Kühlmittelkanal 46 miteinander zu verbinden (d. h. die Öffnung 42 kann im Wesentlichen schräg angeordnet sein, so dass sie sich sowohl in einer axialen als auch in einer radialen Richtung erstreckt). Darüber hinaus können bei einigen Ausführungsformen die Kühlmittelkanäle 46 auch andere Strukturen und/oder Konfigurationen umfassen, die mindestens einen Teil des Kühlmittels von mindestens einer der Kühlmittelöffnungen 42 in einer generell radialen und/oder axialen Richtung leiten können.
Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens eine der Endkappen 16, 18 (oder der Behälter und seine Endkappe) eine erste Führung 48 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann jede der Endkappen 16, 18 (oder der Behälter und seine Endkappe) eine generell radiale zentrale Wellenöffnung 50 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann sich mindestens ein Abschnitt der Welle 34 in Axialrichtung durch die Wellenöffnungen 50 erstrecken und kann mit anderen Strukturen (nicht gezeigt) operativ verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 im Wesentlichen radial benachbart zu mindestens einem Abschnitt eines Außenumfanges der Wellenöffnung 50 von mindestens einer der Endkappen 16, 18 angeordnet sein. Wie in den 2–4 gezeigt, kann beispielsweise die erste Führung 48 im Wesentlichen radial benachbart zu einem generell oberen Abschnitt des Außenumfanges der Wellenöffnung 50 angeordnet sein, obwohl bei anderen Ausführungsformen die erste Führung 48 den Außenumfang der Wellenöffnung 50 im Wesentlichen umschreiben und/oder im Wesentlichen radial benachbart zu einem generell unteren Abschnitt des Außenumfanges der Wellenöffnung 50 angeordnet sein kann. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende 43 angeordnet sein, obwohl bei anderen Ausführungsformen die erste Führung 48 auch im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende 45 oder im Wesentlichen benachbart zu beiden axialen Enden 43, 45 angeordnet sein kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 mit mindestens einer der Endkappen 16, 18 verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 mit mindestens einer der Endkappen 16, 18 durch Schweißen, Löten, herkömmliche Befestigungselemente, Klebemittel oder andere Verbindungsverfahren verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 im Wesentlichen einstückig mit mindestens einer der Endkappen 16, 18 ausgebildet sein. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen die Endkappen 16, 18 gegossen, geformt, bearbeitet etc. sein, so dass die erste Führung 48 als Teil von mindestens einer der Endkappen 16, 18 ausgebildet sein kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann sich die erste Führung 48 in Axialrichtung in den Maschinenraum 22 erstrecken. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 so relativ zu mindestens einer der Endkappen 16, 18 angeordnet sein, dass sich ein Abschnitt der ersten Führung 48 in den Maschinenraum 22 erstreckt. Daher befindet sich bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Abschnitt der ersten Führung 48 im Wesentlichen benachbart zu mindestens einem Abschnitt der Rotoreinheit 24, wie in den 2 und 3 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann sich bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Abschnitt der ersten Führung 48 in den Maschinenraum 22 erstrecken, so dass sich die erste Führung 48 im Wesentlichen radial innerhalb benachbart zu einem Abschnitt der Rotoreinheit 24 (d. h. der Rotornabe 32) befindet.
Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 so konfiguriert und angeordnet sein, dass sie mindestens einen Teil des Kühlmittels von mindestens einem der Kühlmittelkanäle 46 in den Maschinenraum 22 leitet. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 im Wesentlichen radial benachbart zu einem Auslass 51 von mindestens einem Abschnitt der Kühlmittelkanäle 46 angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen können die Schwerkraft und andere Kräfte bewirken, dass mindestens ein Teil des Kühlmittels, das in die Kühlmittelkanäle 46 eindringt, radial einwärts strömt und die Kanäle 46 über die Auslässe 51 verlässt sowie über die erste Führung 48 strömt. Somit kann bei einigen Ausführungsformen die erste Führung 48 mindestens einen Teil des Kühlmittels in Richtung auf die Rotoreinheit 24 zwingen, leiten und/oder führen, wie durch die Pfeile in 3 angedeutet. Daher kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels die Rotoreinheit 24 (d. h. die Rotornabe 32 und andere Elemente der Rotoreinheit 24) kontaktieren, um mindestens einen Teil der erzeugten Wärmeenergie aufzunehmen, was zu einer Kühlung des Moduls 10 führen kann. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen infolge der Bewegung der Rotoreinheit 24 mindestens ein Teil des Kühlmittels generell radial nach außen geschleudert werden. Somit kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des in Radialrichtung geschleuderten Kühlmittels einen Innendurchmesser 72 des Statorspulenkopfes 28 und andere Abschnitte der Statoreinheit 24 kontaktieren, um mindestens diese Elemente zu kühlen.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen die erste Führung 48 mehrere Bereiche umfassen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die erste Führung 48 mindestens einen abgewinkelten Bereich 52 und mindestens einen im Wesentlichen linearen Bereich 54 aufweisen. Wie in den 2–4 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der abgewinkelte Bereich 52 im Wesentlichen benachbart zu mindestens einigen der Auslässe 51 angeordnet sein, so dass dann, wenn mindestens ein Teil des Kühlmittels aus den Kühlmittelkanälen 46 austritt, der abgewinkelte Bereich 52 so konfiguriert und angeordnet sein kann, dass er das Kühlmittel aufnimmt und generell axial nach innen leitet. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen der abgewinkelte Bereich 52 dazu dienen, ein Spritzen des Kühlmittels zu verringern, wenn das Kühlmittel durch die Auslässe 51 strömt. Dann kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels über den linearen Bereich 54 strömen, bevor es von der ersten Führung 48 wegfließt und in den Maschinenraum 22 eindringt sowie die Rotoreinheit 24 kontaktiert. Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen, obwohl der lineare Bereich 54 als linear dargestellt ist, dieser mindestens teilweise abgewinkelt, gebogen, bogenförmig oder sonst wie im Wesentlichen nicht linear ausgebildet sein, um Kühlmittel zu einer Stelle zu leiten, die vom Hersteller und/oder Endbenutzer gewünscht wird. Bei einigen Ausführungsformen kann das Kühlmittel zumindest teilweise von mindestens einigen der Auslässe 51 geleitet werden, indem es die Innenwand 38 des Gehäuses 12 kontaktiert und entlang dieser in Abwärtsrichtung strömt, bis es die erste Führung 48 kontaktiert.
Wie beispielsweise in 4 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der abgewinkelte Bereich 52 mindestens eine Rippe 55 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Rippe 55 einen einstückigen oder nichteinstückigen Abschnitt von mindestens einer der Endkappen 16, 18 (oder des Behälters und der Endkappe) bilden, der sich von der ersten Führung 48 in Richtung auf mindestens eine der Ausnehmungen 47 radial erstrecken kann. Bei einigen Ausführungsformen können die Rippen 55 zusätzlich dazu, dass sie das Kühlmittel radial nach innen leiten, mindestens teilweise das Gehäuse 12 strukturell lagern.
Wie in 4 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen die erste Führung 48 mindestens eine Leitwand 56 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 zwei Leitwände 56 besitzen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen, wie in 4 gezeigt, die erste Führung 48 die Leitwände 56 aufweisen, um zumindest teilweise den Rückhalt des Kühlmittels durch die erste Führung 48 zu vergrößern. Bei einigen Ausführungsformen können die Leitwände 56 an seitlichen Rändern der ersten Führung 48 angeordnet sein, so dass dann, wenn das Kühlmittel die erste Führung 48 kontaktiert und mindestens ein Teil des Kühlmittels herumspritzt, die Leitwände 56 mindestens einen Teil des Kühlmittels teilweise zurückhalten können.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Endwicklungselement 58 den Betrieb des Moduls 10 zumindest teilweise verbessern. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sein. Bei anderen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 andere Formen besitzen, beispielsweise die eines Quadrates, Rechteckes, eines regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Polygons, sowie andere ähnliche Formen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 eine Form besitzen, die im Wesentlichen der generellen Form der Statoreinheit 26 einschließlich des Statorspulenkopfes 28 entspricht. Wie in 5 gezeigt, kann darüber hinaus das Endwicklungselement 58 einstückig ausgebildet sein. Bei anderen Ausführungsformen kann es jedoch mehrere miteinander verbundene Untereinheiten aufweisen. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 Materialien besitzen, die generell Wärmeleiteigenschaften aufweisen können, wie beispielsweise (ohne Beschränkung) Aluminium oder andere Metalle, und Materialien, die Betriebstemperaturen der Elektromaschine aushalten können. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 unter Anwendung von unterschiedlichen Verfahren hergestellt sein, einschließlich Gießen, Formen, Extrudieren und anderen ähnlichen Herstellverfahren.
Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Abschnitt der Innenwand 38 des Gehäuses 12 das Endwicklungselement 58 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 mit der Innenwand 38 von einer der Endkappen 16, 18 und/oder dem Hülsenelement 14 verbunden sein. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 durch Presssitz, Festsitz, durch Schweißen, Hartlöten oder sonst wie mit der Innenwand 38 verbunden sein, wobei Verbindungsverfahren, wie beispielsweise herkömmliche Befestigungselemente, Kleber etc. (ohne Beschränkung) Anwendung finden können. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende 45 des Gehäuses 12 angeordnet sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 mindestens ein Merkmal 60 umfassen, das so konfiguriert und angeordnet ist, dass es zumindest teilweise die Wechselwirkung zwischen dem Endwicklungselement 58 und dem Gehäuse 12 verbessert. Beispielsweise können, wie in 5 gezeigt, diese Merkmale 60 Öffnungen, Ausnehmungen, Nuten, Flansche, Erweiterungen und irgendwelche andere entsprechende Strukturen umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die Merkmale 60 eine Kombination von Konfigurationen aufweisen, die um Abschnitte eines Umfanges des Endwicklungselementes 58 herum angeordnet sind. Darüber hinaus können die Merkmale 60 bei einigen Ausführungsformen eine Vielzahl von Orientierungen aufweisen, wie beispielsweise radial, axial, in Umfangsrichtung oder beliebige Kombinationen hiervon. Bei einigen Ausführungsformen kann unabhängig von der Struktur der Merkmale 60 die Innenwand 38 des Gehäuses 12 entsprechende Merkmale (nicht gezeigt) aufweisen, die so konfiguriert und angeordnet sind, dass sie mit den Merkmalen 60 des Endwicklungselementes 58 in Eingriff treten (d. h. die Merkmale 60 können einen Abschnitt der Merkmale des Gehäuses 12 aufnehmen und/oder umgekehrt), um die Verbindung zwischen mindestens diesen beiden Elementen zu unterstützen. Des Weiteren können bei einigen Ausführungsformen die Merkmale 60 im Wesentlichen als Drehmomentrückhalteelemente funktionieren, um dazu beizutragen, das von der Elektromaschine 20 während des Betriebes erzeugte Drehmoment zurückzuhalten. Des Weiteren können die Merkmale 60 auch als Ausrichtungsmerkmale funktionieren, um zur Führung und/oder Ausrichtung des Endwicklungselementes 58 während der Verbindung mit dem Gehäuse 12 beizutragen.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 so hergestellt sein, dass sich das Endwicklungselement 58 von der Innenwand 38 des Gehäuses 12 aus erstreckt. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 als Abschnitt des Gehäuses 12 hergestellt sein (d. h. durch Gießen, Formen, Extrudieren etc.), so dass die Elemente im Wesentlichen zur gleichen Zeit geformt werden und im Wesentlichen ein Element bilden. Als zusätzliches Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen einstückig mit mindestens einer der Endkappen 16, 18 und/oder dem Hülsenelement 14 ausgebildet sein, so dass beim Verbinden der Endkappen 16, 18 und des Hülsenelementes 14 das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen benachbart zur Statoreinheit 26 angeordnet werden kann, wie vorstehend erwähnt. Obwohl zukünftig ein nichtintegriertes Endwicklungselemente 58 vorgeschlagen wird, soll diese Bezugnahme in keiner Weise Ausführungsformen ausschließen, die ein im Wesentlichen integriertes Endwicklungselement 58 umfassen, und Elemente eines im Wesentlichen integrierten Endwicklungselementes 58.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 die Kühlung verbessern. Wie vorstehend erwähnt, kann beispielsweise bei einigen Ausführungsformen der Kühlmittelmantel 36 mindestens eine radial innere Erweiterung 44 umfassen. Die Installation der Statoreinheit 26 im Hülsenelement 14 kann aufgrund der relativen Abmessungen der Statoreinheit 26 und des Statorspulenkopfes 28 kompliziert sein. Beispielsweise kann es bei einigen Ausführungsformen schwierig sein, die Statoreinheit 26 mit zwei radial inneren Erweiterungen 44 über beide axiale Seiten der Statoreinheit 26 zu positionieren, da der Außendurchmesser des Spulenkopfes 28 (der Endwicklungen) geringer ist als der der Statoreinheit 26. Folglich kann bei einigen Ausführungsformen der Modul 10 eine radial innere Erweiterung 44 benachbart zu einem axialen Ende der Statoreinheit 26 aufweisen, wobei sich das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen benachbart zu einem anderen axialen Ende der Statoreinheit 26 befindet. Daher kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 zur Kühlung von mindestens einem Abschnitt der Statoreinheit 26 beitragen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 so konfiguriert und angeordnet sein, dass es einen Teil des Kühlmittels leitet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 mindestens eine erste Öffnung 62 aufweisen, die so konfiguriert und angeordnet sein kann, dass sie bei der Anordnung des Endwicklungselementes 58 benachbart zur Elektromaschine 20 im Wesentlichen zu mindestens einer der Kühlmittelöffnungen 42 ausgerichtet ist. Darüber hinaus können bei einigen Ausführungsformen die ersten Öffnungen 62 eine im Wesentlichen radiale Orientierung aufweisen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen die gleiche Anzahl von ersten Öffnungen 62 wie die Kühlmittelöffnungen 42 aufweisen, so dass bei Anordnung des Endwicklungselementes 58 im Maschinenraum 22 mindestens ein Teil des Kühlmittels, das aus den Kühlmittelöffnungen 42 austritt, auch durch die ersten Öffnungen 62 strömen kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 aber auch eine andere Anzahl von ersten Öffnungen 62 als Kühlmittelöffnungen 42 aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 einen radial äußeren Flansch 64, einen radial inneren Flansch 66 und einen zentralen Bereich 68 umfassen. Wie in den 5–8 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 so ausgebildet sein, dass sich die Flansche 64, 66 vom zentralen Bereich 68 axial in den Maschinenraum 22 erstrecken (d. h. das Endwicklungselement 58 kann eine seitwärts orientierte U-Form besitzen). Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 so geformt sein (durch Gießen, Formen, Bearbeiten etc.), dass der radial äußere Flansch 64 und der radial innere Flansch 66 sich vom zentralen Bereich 68 in Axialrichtung erstrecken können, so dass mindestens ein Teil der Statorendwicklungen (des Statorspulenkopfes 28) vom Endwicklungselement 58 aufgenommen werden kann. Wenn beispielsweise bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 im Wesentlichen benachbart zur Statoreinheit 26 angeordnet wird, kann sich der radial äußere Flansch 64 im Wesentlichen benachbart zu einem Außendurchmesser 70 des Statorspulenkopfes 28 befinden. Darüber hinaus kann der Statorspulenkopf bei einigen Ausführungsformen einen Innendurchmesser 72 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann der radial innere Flansch 66 im Wesentlichen benachbart zum Innendurchmesser 72 des Statorspulenkopfes angeordnet sein, wie in den 5–8 gezeigt. Daher kann sich bei einigen Ausführungsformen der zentrale Bereich 68 im Wesentlichen benachbart zu einem axial äußersten Abschnitt von mindestens einem Abschnitt des Statorspulenkopfes 28 befinden.
Als Ergebnis der im Wesentlichen benachbarten räumlichen Beziehung des Endwicklungselementes 58 und des Statorspulenkopfes 28 kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 die Wärmeenergieübertragung zumindest teilweise verbessern. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 ein im Wesentlichen thermisch leitendes Material (d. h. Aluminium) umfassen, wie vorstehend erwähnt. Da infolgedessen Abschnitte des Endwicklungselementes 58 im Wesentlichen benachbart zu Abschnitten des Spulenkopfes 28 und in Wärmeleitung mit mindestens einem Abschnitt des Spulenkopfes 28 angeordnet sein können, kann das Endwicklungselement 58 mindestens einen Teil der vom Spulenkopf 28 während des Betriebes der Elektromaschine 20 erzeugten Wärmeenergie aufnehmen. Darüber hinaus kann, wie vorstehend erwähnt, bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 unmittelbar benachbart zur Innenwand 38 des Gehäuses 12 angeordnet sein (d. h. durch Reibpassung, Festsitz, im Wesentlichen damit integriert etc.), wodurch die Übertragung von Wärmeenergie vom Spulenkopf 28 zum Gehäuse 12 über das Endwicklungselement 58, das thermisch leitende Materialien umfasst, verbessert werden kann.
Ferner können bei einigen Ausführungsformen die Flansche 64, 66 die Kühlung weiter unterstützen. Bei einigen Ausführungsformen kann der radial äußere Flansch 64 die ersten Öffnungen 62 umfassen, so dass mindestens ein Teil des Kühlmittels sowohl durch die Kühlmittelöffnungen 42 als auch durch die ersten Öffnungen 62 strömen und den Statorspulenkopf 28 kontaktieren kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58, bevor und/oder nachdem mindestens ein Teil des Kühlmittels den Statorspulenkopf 28 kontaktiert, den Kühlvorgang verbessern, indem es mindestens einen Teil des Kühlmittels benachbart zum Spulenkopf 28 zurückhält.
Da beispielsweise bei einigen Ausführungsformen die Flansche 64, 66 und der zentrale Bereich 68 im Wesentlichen benachbart zu Abschnitten des Spulenkopfes 28 angeordnet sein können, kann das Kühlmittel das Endwicklungselement 58 kontaktieren, bevor und/oder nachdem es den Spulenkopf 28 kontaktiert. Folglich kann sich das Kühlmittel zumindest teilweise unmittelbar benachbart zum Spulenkopf 28 ansammeln und/oder vom Endwicklungselement 58 auf den Spulenkopf 28 auftreffen. Bei einigen Ausführungsformen kann unabhängig vom Mechanismus das Endwicklungselement 58 zumindest teilweise die Kühlwirkung verbessern, da es mindestens einen Teil des Kühlmittels in enger Nachbarschaft zum Statorspulenkopf 28 halten kann, so dass mehr Wärmeenergie auf das Kühlmittel übertragen werden kann.
Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 mindestens einen Teil der vom Statorspulenkopf 28 aufgenommenen Wärmeenergie auf das Gehäuse 12 übertragen. Da beispielsweise mindestens ein Teil des Kühlmittels zum Endwicklungselement 58 strömt, nachdem es den Statorspulenkopf 28 kontaktiert und einen Teil von dessen Wärmeenergie aufgenommen hat, kann das Kühlmittel einen Teil der Wärmeenergie auf das Endwicklungselement 58 übertragen. Da darüber hinaus bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 in das Gehäuse 12 integriert sein oder dieses kontaktieren kann, kann das Endwicklungselement 58 mindestens einen Teil der Wärmeenergie auf das Gehäuse 12 übertragen, das die Wärmeenergie durch Konvektion auf die Umgebung übertragen kann. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen das Gehäuse 12 und/oder das Endwicklungselement 58 mindestens einen Teil der Wärmeenergie in das Kühlmittel ableiten, das durch den Kühlmittelmantel 36 zirkuliert, wodurch die Kühlung des Moduls 10 zumindest teilweise verbessert werden kann.
Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 den Betrieb des Moduls 10 verbessern. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 unterschiedliche Geometrien aufweisen, die in Bezug auf den Betrieb und die Kühlung des Moduls 10 relevant sein können. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 eine Vielzahl von Ringen, zusätzlichen Öffnungen, Schlitzen, anderen Geometrien oder Kombinationen hiervon aufweisen, die die Betriebsweise unterstützen. Folglich können bei einigen Ausführungsformen einige dieser Geometrien zumindest teilweise dazu dienen, den Kühlvorgang zu verbessern, indem sie die Ansammlung des Kühlmittels im Wesentlichen benachbart zum Spulenkopf 28 weiter verbessern.
Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 die Belastungen bei der Herstellung mindern. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen ein Modul 10 einige der vorstehend erwähnten Geometrien und/oder Konfigurationen für den Betrieb erforderlich machen (d. h. Extraraum in der Nähe des Spulenkopfes 29 oder andere Raumerfordernisse). Bei einigen Ausführungsformen können durch Integration dieser Merkmale in das Gehäuse 12 Extrakosten erforderlich sein, um den Herstellprozess des Gehäuses 12 zu verändern. Durch Integration einiger dieser Merkmale in das Endwicklungselement 58 kann die Herstellung des Gehäuses 12 im Wesentlichen gleichbleiben und können die Geometrien im Wesentlichen in das Endwicklungselement 58 integriert werden. Nur beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen, um einige spezielle Merkmale der Elektromaschine 20 zu ermöglichen (d. h. spezielle Spulenköpfe, elektrische Anschlusspunkte etc.), das Endwicklungselement 58 mindestens einige der vorstehend erwähnten Geometrien aufweisen, um die Positionierung der Elektromaschine 20 im Gehäuse 12 zu ermöglichen. Ferner können Kosten und Herstellkomplexität minimiert werden, da eine einfache Bearbeitung am Gehäuse 12 und eine komplexere Bearbeitung am Endwicklungselement 58 durchgeführt werden kann.
Gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Endwicklungselement 58 die Kühlung bei einer Vielzahl von Ausführungsformen des Moduls 10 verbessern. Beispielsweise kann der Kühlmittelmantel 36 bei einigen Ausführungsformen eine im Wesentlichen abgedichtete Konfiguration besitzen. Folglich kann das Kühlmittel durch den Mantel 36 zirkulieren, dringt jedoch nicht über die Öffnungen 42 in den Maschinenraum 22 ein. Daher kontaktiert das Kühlmittel nicht den Statorspulenkopf 28, wodurch bei einigen Ausführungsformen die Kühlung des Moduls 10 beeinträchtigt werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 zumindest teilweise zur Kühlung des Statorspulenkopfes 28 beitragen, wenn der Kühlmittelmantel 36 eine im Wesentlichen abgedichtete Konfiguration besitzt. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 ein im Wesentlichen nichtleitendes Material (d. h. Aluminium) aufweisen, so dass die Flansche 64, 55 und der zentrale Bereich 68 im Wesentlichen benachbart zu Abschnitten des Spulenkopfes 28 angeordnet sein können, wie vorstehend erwähnt. Folglich kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil der vom Statorspulenkopf 28 erzeugten Wärmeenergie durch Konvektion auf das Endwicklungselement 58 übertragen werden. Da darüber hinaus bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 in das Gehäuse 12 integriert sein und/oder dieses kontaktieren kann, kann das Endwicklungselement 56 mindestens einen Teil der Wärmeenergie auf das Gehäuse 12 übertragen, das die Wärmeenergie durch Konvektion auf die Umgebung oder auf das durch den Kühlmittelmantel 36 zirkulierende Kühlmittel übertragen kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Spulenkopf 28 eine im Wesentlichen umgossene Konfiguration besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Spulenkopfes 28 bzw. der Endwindungen des Stators beschichtet, umhüllt oder sonst wie in einem Material zum Vergießen angeordnet sein, das die Wärmeleitfähigkeit vom Spulenkopf 28 zumindest teilweise verbessern kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material zum Vergießen ein Harz umfassen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Material zum Vergießen ein Epoxidharz aufweisen, obwohl das Material auch andere Harzarten umfassen kann. Bei einigen Ausführungsformen können entsprechende Harze über eine generell geeignete dielektrische Konstante, entsprechende Leitfähigkeit, Wärmeausdehnung, chemische Widerstandsfähigkeit etc. sorgen, um Anwendungen mit geeigneter Betriebstemperatur und einem geeigneten Stromfluss des Moduls 10 zu ermöglichen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Material zum Vergießen in einen im Wesentlichen flüssigen Zustand (d. h. durch Erhitzen) überführt werden und durch Schwerkraftwirkung über und/oder um den Spulenkopf 28 geführt oder entsprechend injiziert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Spulenkopf 28 vor dem Zuführprozess durch Schwerkraft oder vor dem Injektionsprozess in einer Form angeordnet werden, so dass das Material zum Vergießen mindestens einen Teil des Statorspulenkopfes 28 abdecken und eine Form annehmen kann, die zumindest teilweise der Gestalt der Form entspricht. Daher kann der vergossene Spulenkopf 28 eine Form und/oder Konfiguration aufweisen, die vom Hersteller und/oder Endnutzer gewünscht wird. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material zum Vergießen ein zweiteiliges Gemisch umfassen, so dass ein erster Teil des Materiales und ein zweiter Teil des Materiales vermischt werden können, um das Material zum Vergießen vor der Aufbringung auf den Spulenkopf 28 zu aktivieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 zum Kühlen des Statorspulenkopfes 28, der eine umgossene Form besitzt, beitragen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen der umgossene Spulenkopf 28 so ausgebildet und angeordnet sein, dass das Material zum Vergießen nach dem Verfestigen unmittelbar benachbart zu den Flanschen 64, 66 und dem zentralen Bereich 68 angeordnet ist und/oder diese kontaktiert. Folglich kann bei einigen Ausführungsformen der umgossene Statorspulenkopf 28 mindestens einen Teil der vom Statorspulenkopf 28 erzeugten Wärmeenergie über das Endwicklungselement 58 auf das Gehäuse 12 übertragen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Material zum Vergießen, wie vorstehend erwähnt, generell wärmeleitend sein, so dass mindestens ein Teil der vom Statorspulenkopf 28 erzeugten Wärmeenergie vom Spulenkopf 28 über das Material zum Vergießen im Wesentlichen auf das Endwicklungselement 58 überführt werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 zum Vergießen von mindestens einem Teil des Statorspulenkopfes 28 benutzt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 als die Form benutzt werden, die zur Ausbildung des umgossenen Statorspulenkopfes 28 verwendet wird. Beispielweise kann bei einigen Ausführungsformen die Statoreinheit 26 relativ zum Endwicklungselement 46 so angeordnet werden, dass mindestens ein Teil des Statorspulenkopfes 28 im Endwicklungselement 46 angeordnet ist (d. h. im Wesentlichen benachbart zu den Flanschen 64, 66 und zum zentralen Bereich 68), wie vorstehend erwähnt. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material zum Vergießen nach dem Positionieren des Endwicklungselementes 58 relativ zum Statorspulenkopf 28 durch Schwerkraft um und durch mindestens einen Teil des Statorspulenkopfes 28 geführt und/oder injiziert werden, so dass der Statorspulenkopf 28 vom Material zum Vergießen nach dem Aushärten im Wesentlichen umschlossen ist, wie vorstehend erwähnt. Daher kann bei einigen Ausführungsformen das Endwicklungselement 58 über das Material zum Vergießen mit dem Statorspulenkopf 28 in Kontakt stehen, so dass Wärmeenergie abgeleitet werden kann, nachdem das Material zum Vergießen ausgehärtet ist. Das Endwicklungselement 58 kann vor, während und/oder nach dem Zusammenbau des Moduls 10 im Prozess zum Vergießen verwendet werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 mindestens eine zweite Öffnung 74 besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 eine Vielzahl von zweiten Öffnungen 74 aufweisen, wie in 5 gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen können die zweiten Öffnungen 74 in einer generell axialen Richtung durch einen Abschnitt des zentralen Bereiches 68 angeordnet sein, wie in den 5–7 gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen können die zweiten Öffnungen 74 zumindest teilweise relativ zum Endwicklungselement 58 in Umfangsrichtung angeordnet sein. Beispielsweise können die zweiten Öffnungen 74 bei einigen Ausführungsformen in regelmäßigen Umfangsmustern oder unregelmäßigen Umfangsmustern angeordnet sein (d. h. alle 30° ist eine Öffnung 74 angeordnet). Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen die Innenwand 38 des Gehäuses 12 mindestens einige zweite Öffnungen 74 aufweisen, so dass mindestens einige Ausführungsformen, die ohne das Endwicklungselement 58 funktionieren, in der nachfolgend beschriebenen Weise funktionieren können. Beispielsweise kann die Innenwand bei einigen Ausführungsformen im Wesentlichen benachbart zur ersten axialen Seite 43 mindestens eine zweite Öffnung 74 aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Abschnitt der zweiten Öffnungen 74 als Ausdehnungsgelenk funktionieren. Bei einigen Ausführungsformen, die mindestens einige umgossene Statorendwicklungen 28 aufweisen, können die zweiten Öffnungen 74 so funktionieren, dass sie eine Ausdehnung des Materiales zum Vergießen ermöglichen. Beispielsweise kann während des Betriebes der Elektromaschine 20 die Erzeugung von Wärmeenergie durch mindestens einen Teil des Statorspulenkopfes 28 eine thermische Expansion des Materiales zum Vergießen bewirken. Infolge der Wärmeausdehnung des Materiales zum Vergießen kann bei einigen Ausführungsformen eine Kraft und/oder ein Druck auf mindestens einen Teil der Statorendwicklungen 28, die Flansche 64, 66 und/oder den zentralen Bereich 68 ausgeübt werden, was zu einer Beschädigung des Endwicklungselementes 58 und/oder des Statorspulenkopfes 28 führen kann.
Bei einigen Ausführungsformen können die zweiten Öffnungen 74 so funktionieren, dass sie den mit der Wärmeausdehnung des Materiales zum Vergießen verbundenen Druck mindestens teilweise abbauen. Wenn sich beispielsweise bei einigen Ausführungsformen das Material zum Vergießen ausdehnt, kann sich mindestens ein Teil des Materiales zum Vergießen in und/oder durch mindestens einige der zweiten Öffnungen 74 ausdehnen. Folglich kann bei einigen Ausführungsformen die auf mindestens einige der Statorendwicklungen 28 ausgeübte Kraft und/oder der entsprechende Druck von den zweiten Öffnungen 74 mindestens teilweise abgebaut werden, wodurch das Risiko einer Beschädigung der Statorendwicklungen 28 und/oder des Endwicklungselementes 46, das durch die Wärmeausdehnung des Materiales zum Vergießen verursacht wird, zumindest teilweise verringert werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen können die zweiten Öffnungen im Prozess zum Vergießen benutzt werden. Bei einigen Ausführungsformen können mindestens einige der zweiten Öffnungen 74 als Einlass für das Material zum Vergießen während des Gießprozesses benutzt werden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Material zum Vergießen durch Schwerkraft um mindestens einige Abschnitte der Statorendwicklungen 28 geführt und/oder injiziert werden, wie vorstehend erwähnt. Bei einigen Ausführungsformen kann jedoch auch irgendein anderes Volumen des Materiales zum Vergießen über mindestens einige der zweiten Öffnungen 74 um Abschnitte des Statorspulenkopfes 28 herum geführt werden.
Darüber hinaus können bei einigen Ausführungsformen während des Prozesses zum Vergießen mindestens einige der zweiten Öffnungen 74 mit einer Struktur (nicht gezeigt) zum Abdichten im Wesentlichen abgedichtet werden (d. h. verkappt werden), so dass das Material zum Vergießen während des Prozesses zum Vergießen nicht durch die zweiten Öffnungen 74 fließt. Wenn sich dann das Material zum Vergießen im Wesentlichen verfestigt hat (d. h. ausgehärtet ist), kann die Struktur zum Abdichten entfernt werden und können die zweiten Öffnungen 74 als Expansionsgelenke während des Betriebes des Moduls 10 funktionieren, wie vorstehend erwähnt. Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen bei dem Endwicklungselement 58 im Wesentlichen mindestens ein Teil der zweiten Öffnungen 74 vor der Benutzung im Prozess zum Vergießen fehlen. Nachdem der Spulenkopf 28 mit dem Material zum Vergießen vergossen worden ist, kann mindestens ein Teil der zweiten Öffnungen 74 ausgebildet werden (d. h. eingearbeitet, gebohrt, gestanzt etc.), um in der vorstehend beschriebenen Weise benutzt zu werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 mindestens einen Kühlmittelkanal 46 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 46 besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endwicklungselement 58 eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 46 aufweisen, die durch einen Abschnitt des zentralen Bereiches 68 radial orientiert sind. Des Weiteren können bei einigen Ausführungsformen, wie in 9 gezeigt, sich mindestens einige der Kühlmittelkanäle 46 über eine radiale Länge von einigen Abschnitten des zentralen Bereiches 68 und/oder des Endwicklungselementes 58 erstrecken. Des Weiteren können sich bei einigen Ausführungsformen die Kühlmittelkanäle 46 durch andere Abschnitte des Endwicklungselementes 58 erstrecken. Bei einigen Ausführungsformen können mindestens einige der Kühlmittelkanäle 46 mindestens teilweise in Umfangsrichtung durch Abschnitte des Endwicklungselementes 58 verlaufen. Bei einigen Ausführungsformen können die Kühlmittelkanäle 46 in einem im Wesentlichen regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster um mindestens einen Teil eines Umfanges des Endwicklungselementes 58 in Umfangsrichtung angeordnet sein. Folglich kann sich mindestens ein Teil der Kühlmittelkanäle 46 im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende 43 (d. h. zwischen den Ausnehmungen 47, wie vorstehend erwähnt) und dem zweiten axialen Ende 45 durch Abschnitte des Endwicklungselementes 58 erstrecken.
Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil der Kühlmittelöffnungen 42 den Kühlmittelmantel 36 mit den Kühlmittelkanälen 46 des Endwicklungselementes 58 fluidisch (mit einer Fließverbingung) verbinden. Bei einigen Ausführungsformen können, wie in 9 gezeigt, mindestens einige der Kühlmittelöffnungen 42 so ausgebildet und angeordnet sein, dass sie mindestens einen Teil des durch den Kühlmittelmantel 36 fließenden Kühlmittels in die Kühlmittelkanäle 46 des Endwicklungselementes 58 leiten. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil der Kühlmittelöffnungen 42 eine im Wesentlichen abgewinkelte Konfiguration besitzen, wie in 9 gezeigt, so dass Kühlmittel vom Kühlmittelmantel 36 zu mindestens einigen der Kühlmittelkanäle 46 des Endwicklungselementes 58 fließen kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Auslass 51 des Kühlmittelkanals 46 des Endwicklungselementes 58 mindestens einen Teil der Kühlmittelkanäle 46 mit dem Maschinenraum 23 fluidisch verbinden. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Abschnitt der Innenwand 38 so ausgebildet und angeordnet sein, dass er mindestens einen Teil des Kühlmittels in einer generell axialen und radialen einwärts gerichteten Richtung leitet. Wie durch die Pfeile in 9 gezeigt, kann beispielsweise bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels in den Maschinenraum 23 von den Kühlmittelkanälen 46 eindringen, so dass das Kühlmittel für Kühlzwecke eingesetzt werden kann, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 eine Sensoreinheit 76 aufweisen, wie in den 10A–10C gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensoreinheit 76 mit mindestens einem Abschnitt des Gehäuses 12 verbunden sein, so dass sie in mechanischer und/oder elektrischer Verbindung mit der Rotoreinheit 24 und/oder der Welle 34 steht. Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensoreinheit 76 eine Drehmeldereinheit umfassen, obwohl bei anderen Ausführungsformen die Sensoreinheit 76 auch andere Sensoren aufweisen kann. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Sensoreinheit 76 eine Lagereinheit, eine Abschirmung für eine Lagereinheit, einen Hall-Sensor, einen Temperatursensor, einen Drehzahlsensor, einen Richtungssensor, einen Positionssensor und andere Elemente aufweisen, die zum Modul 10 gehörende Elemente ertasten oder detektieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die mechanische Verbindung zwischen der Sensoreinheit 76 und der Rotoreinheit 24 und/oder der Welle 34 dazu benutzt werden, um die Drehung der Rotoreinheit 24 und/oder der Welle 34 während des Betriebes der Elektromaschine 20 zu messen. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen die Sensoreinheit 76 mit einer Steuereinheit (nicht gezeigt) elektrisch verbunden sein, so dass irgendwelche abgetasteten Daten in die Steuereinheit eingegeben werden können, um Betriebsparameter des Moduls 10 zu bestimmen. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen die Sensoreinheit 76 eine Sensoröffnung 78 aufweisen, die so ausgebildet und angeordnet sein kann, dass sie mindestens eine Teil der Rotoreinheit 24 und/oder der Welle 34 aufnimmt, um die Drehung zu messen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensoreinheit 76 eine Sensorabdeckung 80 aufweisen, wie in 10C gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensorabdeckung 80 über Befestigungselemente 82 mit mindestens einem Abschnitt der Innenwand 38 des Gehäuses 12 verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensorabdeckung 80 die Sensoreinheit 76 gegenüber irgendwelchen potentiell schädlichen Elementen innerhalb des Moduls 10 zumindest teilweise schützen (d. h. verirrte Kühlmittelspritzer, Schmutzpartikel, elektromagnetische Interferenzen durch Strom, der durch die Statoreinheit 26 fließt, etc.). Daher kann die Sensorabdeckung 80 als mechanische, elektrische und/oder elektromagnetische Barriere zum Schutz der Sensoreinheit 76 funktionieren. Wie in den 10A und 10B gezeigt, kann die Sensorabdeckung 80 beispielsweise eine Vielzahl von Öffnungen 84 aufweisen, und mindestens eine der Endkappen 16, 18 kann entsprechend ausgebildete Öffnungen 86 besitzen, so dass die Befestigungselemente 82 mindestens diese Elemente miteinander verbinden können.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensorabdeckung 80 eine zweite Führung 88 aufweisen. Wie in den 2 und 10A–10C gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 unter Anwendung von irgendeinem und/oder allen der vorstehend erwähnten Verbindungsverfahren mit der Sensorabdeckung 80 verbunden werden. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 im Wesentlichen einstückig mit der Sensorabdeckung 80 ausgebildet sein. Wie in den 2 und 10A–10C gezeigt, kann sich bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 von der Sensorabdeckung 80 axial in den Maschinenraum 22 erstrecken. Wie in 2 gezeigt, kann sich bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 beispielsweise axial in Richtung auf die Rotoreinheit 24 erstrecken (d. h. die Rotornabe 32). Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 einen Verbindungsflansch 90 aufweisen, der zwischen der Sensorabdeckung 80 und der zweiten Führung 88 angeordnet ist, wie in 10B gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen kann der Verbindungsflansch 90 die Positionierung der zweiten Führung 88 zum Zweck der Kühlmittelverteilung im Maschinenraum 22 ermöglichen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Führung 88 so ausgebildet und angeordnet sein, dass sie mindestens einen Teil des Kühlmittels vom Maschinenraum 22 in Richtung auf die Rotoreinheit 24 leitet. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Kühlmittels mindestens einige der Kühlmittelkanäle 46 des Endwicklungselementes 58 verlassen und in den Maschinenraum 22 eindringen. Wenn sich ein Teil des Kühlmittels im Maschinenraum 22 befindet, kann mindestens etwas Kühlmittel radial nach innen in Richtung auf die zweite Führung 88 fließen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 abgewinkelte Sektionen 92 und eine im Wesentlichen lineare Sektion 94 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die abgewinkelten Sektionen 92 mindestens einen Teil des Kühlmittels einfangen und das Kühlmittel in Richtung auf die lineare Sektion 94 leiten, wenn ein Teil des Kühlmittels radial nach innen in Richtung auf die zweite Führung 88 fließt. Obwohl im Wesentlichen als lineare Sektion 94 gezeigt (d. h. im Wesentlichen parallel zu einer Horizontalachse der Welle 34), kann die lineare Sektion 94 auch abgewinkelt, gebogen, gekrümmt oder sonst wie ausgebildet sein, um mindestens einen Teil des Kühlmittels in Richtung auf eine gewünschte Stelle (d. h. die Rotoreinheit 24) zu leiten.
Bei einigen Ausführungsformen können die zweite Führung 88 und die lineare Sektion 94 mindestens einen Teil des Kühlmittels in Richtung auf die Rotoreinheit 24 lenken. Daher kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels die Rotoreinheit 24 kontaktieren (d. h. die Rotornabe 32 und andere Elemente der Rotoreinheit 24), um mindestens einen Teil der erzeugten Wärmeenergie aufzunehmen, was eine Kühlung des Moduls 10 bewirken kann. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen aufgrund der Bewegung der Rotoreinheit 24 mindestens ein Teil des Kühlmittels in einer generell radialen Richtung nach außen geschleudert werden. Als Folge davon kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des radial abgeschleuderten Kühlmittels den Innenumfang 72 des Statorspulenkopfes 28 und andere Abschnitte der Statoreinheit 24 kontaktieren, um mindestens diese Elemente zu kühlen.
Wie in den 4, 11 und 12 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Modul 10 auch andere Kühl- und/oder Schmierkonfigurationen umfassen. Wie die 11 und 12 zeigen, kann bei einigen Ausführungsformen die erste Führung 48 so ausgebildet und angeordnet sein, dass sie mindestens einen Teil des Kühlmittels radial einwärts in Richtung auf andere Elemente des Moduls 10 leitet. Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 mindestens eine Kühlmitteldichtung 96 aufweisen, die im Wesentlichen unmittelbar benachbart zu mindestens einem der axialen Enden 43, 45 und im Wesentlichen benachbart zu den Wellenöffnungen 50 der Endkappen 16, 18 angeordnet ist. Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 eine Kühlmitteldichtung 96 an beiden axialen Enden 43, 45 aufweisen, um den Maschinenraum 22 und andere Teile des Moduls 10 gegenüber der äußeren Umgebung im Wesentlichen abzudichten. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen die Kühlmitteldichtungen 96 so funktionieren, dass sie verhindern, dass irgendwelche Materialmengen des Kühlmittels den Maschinenraum 20 über die Wellenöffnung 50 verlassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 mindestens eine Führungsöffnung 98 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 mehr als eine Führungsöffnung 98 besitzen, wie in den 4, 11 und 12 gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 mindestens eine Führungsöffnung 98 aufweisen, die im Wesentlichen benachbart zu mindestens einer der Leitwände 56 angeordnet ist. Wie in 12 gezeigt, kann beispielsweise bei einigen Ausführungsformen die erste Führung 48 zwei Öffnungen 98 besitzen, die im Wesentlichen benachbart zu den Leitwänden 56 angeordnet sind, welche sich an den seitlichen Rändern der ersten Führung 48 befinden. Bei anderen Ausführungsformen kann die erste Führung 48 mindestens eine Führungsöffnung 98 aufweisen, die irgendwo entlang der Oberfläche der ersten Führung 48 angeordnet ist. Obwohl als auf der ersten Führung 48 angeordnet beschrieben und gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 Führungsöffnungen 98 zusätzlich zur ersten Führung 48 oder anstelle derselben aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 mindestens einen Führungskanal 100 besitzen. Wie in 12 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Führungskanal 100 beispielsweise auf einer radial äußeren Fläche der ersten Führung 48 angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann sich der Kanal 100 über die Breite der ersten Führung 48 erstrecken, obwohl bei anderen Ausführungsformen sich der Kanal 100 auch über eine geringere Distanz als die Breite der ersten Führung 48 erstrecken kann. Bei einigen Ausführungsformen kann der Kanal 100 einstückig mit dem Gehäuse 12 und/oder der ersten Führung 48 ausgebildet sein (d. h. das Gehäuse 12 und/oder die erste Führung 48 können zusammen mit dem Kanal 100 ausgebildet sein). Bei einigen Ausführungsformen kann der Kanal 100 nach der Ausbildung der Führung 48 und/oder des Gehäuses 12 in die Führung 48 und/oder das Gehäuse geformt sein (d. h. eingearbeitet sein). Obwohl als auf der ersten Führung 48 angeordnet beschrieben und gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen die zweite Führung 88 zusätzlich zur ersten Führung 48 oder anstelle derselben einen Führungskanal 100 aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Führungskanal 100 mindestens einen Teil des Kühlmittels leiten. Bei einigen Ausführungsformen kann der Führungskanal 100 mindestens einen Teil des Kühlmittels so leiten, dass dieses in den Kühlmittelkanälen 46 radial nach innen strömt. Wie in 12 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Kanal 100 relativ zur ersten Führung 48 mindestens teilweise in Umfangsrichtung angeordnet sein. Wie in 12 gezeigt, kann rein beispielhaft bei einigen Ausführungsformen der Kanal 100 sich von einer Führungsöffnung 98 zu einer anderen Führungsöffnung 98 erstrecken, so dass, wenn Kühlmittel radial einwärts fließt, mindestens ein Teil des Kühlmittels in den Kanal 100 eindringen kann und der Kanal 100 das Kühlmittel in Richtung auf die Öffnungen 98 richten kann.
Wie in 13 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Modul 10 mindestens einen Führungskanal 102 aufweisen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das Gehäuse 12 den Führungskanal 102 besitzen. Darüber hinaus kann sich bei einigen Ausführungsformen der Führungskanal 102 von mindestens einer der Führungsöffnungen 98 aus erstrecken. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 und/oder die erste Führung 48 mindestens einen Führungskanal 102 aufweisen, der sich von jeder Führungsöffnung 98 aus erstreckt. Bei einigen Ausführungsformen können sich die Kanäle 102 in einer generell radialen und axialen Richtung erstrecken. Wie in 13 gezeigt, können bei einigen Ausführungsformen die Kanäle 102 im Gehäuse 12 und/oder in der ersten Führung 48 angeordnet sein, so dass die Kanäle 102 im Wesentlichen abgewinkelt sind. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil der Kanäle 102 so angeordnet sein, dass mindestens ein Teil des Kühlmittels in Richtung auf die Wellenöffnung 50 fließen kann. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil der Führungskanäle 102 im Wesentlichen einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgebildet sein (d. h. das Gehäuse 12 kann an Ort und Stelle mit den Kanälen 102 geformt werden). Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil der Führungskanäle 102 nach dem Herstellen des Gehäuses 12 im Gehäuse 12 geformt werden (d. h. eingearbeitet werden).
Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 mindestens einen Dichtungsraum 104 umfassen. Wie in den 13 und 14 gezeigt, kann der Dichtungsraum 104 bei einigen Ausführungsformen mindestens teilweise von Abschnitten der Lager 30, der Kühlmitteldichtung 96, der Welle 34 und des Gehäuses 12 gebildet sein (d. h. mindestens von einer der Endkappen 16, 18 oder vom Behälter und/oder der Behälterendkappe). Bei einigen Ausführungsformen kann der Dichtungsraum 104 eine Ausnehmung im Modul 10 umfassen, die mindestens einen Abschnitt der Welle 34 unmittelbar benachbart zur Kühlmitteldichtung 96 und den Lagern 30 im Wesentlichen umschreiben kann. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen der Modul 10 mindestens einen Dichtungsraum 104 pro Kühlmitteldichtung 96 umfassen (d. h. einen Dichtungsraum 104 an jedem axialen Ende des Moduls 10 unmittelbar benachbart zu jeder Kühlmitteldichtung 96).
Bei einigen Ausführungsformen kann der Führungskanal 102 so ausgebildet und angeordnet sein, dass er mindestens einen Teil des Kühlmittels in Richtung auf mindestens einen Dichtungsraum 104 leitet. Bei einigen Ausführungsformen, die mehr als einen Dichtungsraum 104 aufweisen, kann mehr als ein Führungskanal 102 so ausgebildet und angeordnet sein, dass er mindestens einen Teil des Kühlmittels in Richtung auf die Dichtungsräume 104 leitet. Wie in den 13 und 14 gezeigt, kann beispielsweise bei einigen Ausführungsformen der Führungskanal 102 sich durch Abschnitte des Gehäuses 12 und/oder der ersten Führung 48 erstrecken, so dass mindestens ein Teil des Kühlmittels den Dichtungsraum 104 erreichen kann.
Wenn bei einigen Ausführungsformen das Kühlmittel mindestens einen der Dichtungsräume 104 einmal erreicht hat, kann mindestens ein Teil des Kühlmittels einige der Elemente kontaktieren, die die Dichtungsräume 104 bilden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Kühlmittel, wenn es den Dichtungsraum 104 über den Kanal 102 erreicht hat, Abschnitte der Dichtung 96, der Welle 34, des Gehäuses 12 und der Lager 30 kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen können durch den Kontakt des Kühlmittels mit mindestens einigen dieser Elemente Vorteile in Bezug auf die Schmierung und/oder die Kühlung erreicht werden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels die Dichtung 96 kontaktieren, um mindestens einen Teil der von der Dichtung 96 erzeugten Wärmeenergie aufzunehmen. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels für Schmierungsvorteile in Bezug auf die Dichtung 96 und/oder die Lager 30 sorgen. Infolgedessen kann bei einigen Ausführungsformen das in den Dichtungsraum 104 fließende Kühlmittel zumindest teilweise den Betrieb des Moduls 10 aufgrund der Vorteile hinsichtlich Kühlung und Schmierung verbessern.
Bei einigen Ausführungsformen können die Führungskanäle 102 eine Vielzahl von Konfigurationen besitzen. Wie in 14 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil der Führungskanäle 102 einen ersten Führungskanal 102a umfassen, der in Fluidverbindung mit einem zweiten Führungskanal 102b steht. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Führungskanal 102a mit dem zweiten Führungskanal 102b über ein Führungsreservoir 106 in Fluidverbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Führungsreservoir 106 über einen Stopfen 108 im Wesentlichen abgedichtet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Kombination aus den ersten und zweiten Führungskanälen 102a, 102b eine Positionierung von mindestens einem Teil der Führungskanäle 102 im Gehäuse 12 ermöglichen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen, die einen Behälter aufweisen, die Positionierung der Führungskanäle 102 durch die Konfiguration des Behälters kompliziert werden (d. h. axial verlaufende Wände können die Einarbeitung der Kanäle 102 komplizieren). Rein beispielhaft können bei einigen Ausführungsformen die Führungskanäle 102 in das Gehäuse 12 eingearbeitet werden, um einen Kanal vorzusehen, damit mindestens ein Teil des Kühlmittels mindestens einen der Dichtungsräume 104 erreichen kann. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen der erste Führungskanal 102a, das Führungsreservoir 106 und der zweite Führungskanal 102b so im Gehäuse 12 angeordnet sein, dass mindestens ein Teil des Kühlmittels, das in die Führungsöffnungen 98 eindringt, die Dichtungsräume 104 erreichen kann. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen wegen des Bearbeitungsverfahrens der Stopfen 108 zumindest teilweise im Führungsreservoir 106 angeordnet werden, um das Reservoir im Wesentlichen abzudichten und zu verhindern, dass Kühlmittelmengen auf anderem Wege aus dem Reservoir 106 austreten als über den zweiten Führungskanal 102b.
Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Kühlmittels den Dichtungsraum 104 verlassen, nachdem es mindestens einen Teil der den Dichtungsraum 104 bildenden Elemente kontaktiert hat. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 einen Auslasskanal 110 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 12 mehr als einen Auslasskanal 110 besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann sich der Auslasskanal 110 im Wesentlichen durch mindestens einen Teil des Gehäuses 2 erstrecken und kann in Fluidverbindung mit dem Dichtungsraum 104 stehen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen der Auslasskanal 110 durch einen Abschnitt des Gehäuses 12 verlaufen, so dass er generell in einem generell unteren Bereich des Abschnittes des Gehäuses 12 angeordnet ist, der die Wellenöffnung 50 bildet (d. h. in einer generellen 6-Uhr-Position). Folglich kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels von den Führungskanälen 102 und/oder 102a und 102b herausfließen, kann in den Dichtungsraum 104 eindringen und kann mindestens einige der Elemente, die den Dichtungsraum 104 bilden, kontaktieren sowie den Dichtungsraum 104 über den Auslasskanal 110 verlassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die vorstehend erwähnte Konfiguration mindestens teilweise einen Kühlmittelfluss durch den Dichtungsraum 104 ermöglichen, um die Kühlung und/oder Schmierung von einigen Elementen des Moduls 10 zu verbessern. Wie in 15 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Auslasskanal 110 im Wesentlichen abgewinkelt sein, so dass bei Eintritt des Kühlmittels in den Auslasskanal 110 mindestens ein Teil des Kühlmittels im Wesentlichen radial auswärts und axial einwärts geleitet werden kann.
Ähnlich wie bei dem Führungskanal 102 kann bei einigen Ausführungsformen auch der Auslasskanal 110 unterschiedliche Konfigurationen besitzen. Wie in 16 gezeigt, kann bei einigen Ausführungsformen der Auslasskanal 110 einen ersten Auslasskanal 110a aufweisen, der in Fluidverbindung mit einem zweiten Auslasskanal 110b steht. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Auslasskanal 110a über ein Auslassreservoir 112 mit dem zweiten Auslasskanal 110b in Strömungsmittelverbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Auslassreservoir 112 über den gleichen Stopfen 108 oder einen anderen Stopfen im Wesentlichen abgedichtet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Kombination aus dem ersten und zweiten Auslasskanal 110a, 110b eine Positionierung von mindestens einem Abschnitt der Auslasskanäle 110 im Gehäuse 12 ermöglichen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen, die einen Behälter umfassen, die Positionierung der Auslasskanäle 110 durch die Konfiguration des Behälters (d. h. axial verlaufende Wände können die Einarbeitung der Auslasskanäle 110 komplizieren) kompliziert werden. Rein beispielhaft kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil der Auslasskanäle 110 in das Gehäuse 12 eingearbeitet werden, um einen Kanal vorzusehen, damit mindestens ein Teil des Kühlmittels aus mindestens einigen der Dichtungsräume 104 fließen kann. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen der erste Auslasskanal 110a, das Auslassreservoir 112 und der zweite Auslasskanal 110b so im Gehäuse 12 angeordnet sein, dass mindestens ein Teil des Kühlmittels mindestens einige der Dichtungsräume 104 verlassen kann. Darüber hinaus kann bei einigen Ausführungsformen wegen des Bearbeitungsprozesses der Stopfen 108 mindestens teilweise im Auslassreservoir 112 angeordnet werden, um das Reservoir 112 im Wesentlichen abzudichten und zu verhindern, dass Kühlmittelmengen das Reservoir 112 auf anderem Wege als über den zweiten Auslasskanal 110b verlassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Auslasskanal 110 (oder 110a und 110b) mindestens einen Teil der Dichtungsräume 104 mit dem Maschinenraum 22 fluidisch verbinden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels, das in den Auslasskanal 110 eindringt, in den Maschinenraum 22 eindringen und durch Abschnitte des Maschinenraumes 22 strömen sowie Elemente des Moduls 10 kontaktieren. Infolgedessen kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil der Elemente des Moduls 10, die von Teilen des Kühlmittels kontaktiert werden, mindestens einen Teil der vom Kühlmittel erzeugten Wärmeenergie so leiten, dass die Kühlung mindestens teilweise verbessert wird.
Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels, nachdem es in den Maschinenraum 22 eingedrungen ist, durch Schwerkraft in Richtung auf einen Boden des Moduls 10 fließen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Modul 10 ein herkömmliches Entwässerungssystem (nicht gezeigt) aufweisen, das generell am Boden des Moduls 10 angeordnet ist, so dass mindestens ein Teil des Kühlmittels vom Maschinenraum 22 in das Entwässerungssystem fließen kann. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Kühlmittels vom Kühlmittelmantel 36 und/oder den Führungen 48, 88 direkt in das Entwässerungssystem eindringen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Entwässerungssystem den Maschinenraum 22 mit einem herkömmlichen Wärmetauschelement (d. h. einem Radiator, einem Wärmetauscher etc.), das einstückig mit dem Modul 10 ausgebildet, benachbart zu diesem angeordnet und/oder entfernt von diesem angeordnet sein kann (nicht gezeigt), fluidisch verbinden. Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Kühlmittels durch das Wärmetauschelement zirkulieren, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie entfernt und das Kühlmittel zur weiteren Kühlung rezirkuliert werden kann.
Im Vergleich zu einigen herkömmlichen Elektromaschinenmodulen können einige Ausführungsformen der Erfindung eine verbesserte Kühlung der Elektromaschine 20 ermöglichen. Beispielsweise können mindestens einige herkömmliche Elektromaschinen ein Kühlmittelverteilungssystem aufweisen, bei dem Kühlmittel durch die Welle und radial nach außen durch einige Maschinenelemente, wie beispielsweise eine Rotornabe, strömt.
Um ein Kühlmittelverteilungssystem, wie ein solches von einigen herkömmlichen Maschinen, zusammenzubauen, können speziell konfigurierte Wellen, Dichtungen, Fittings, Grenzflächen und andere Elemente des Moduls erforderlich sein, die die Kosten und Komplexität des Montagevorganges erhöhen. Ferner können einige der Wellen, die für diesen Typ von herkömmlichen Kühlkonfigurationen verwendet werden, Teile erforderlich machen, um die Welle mit der Rotoreinheit zu verbinden, wodurch die Komplexität weiter erhöht wird. Einige Ausführungsformen der Erfindung können zumindest einige dieser Nachteile vermeiden. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen spezielle, komplexe und/oder teure Wellen, Dichtungen, Fittings, Grenzflächen und andere Elemente überflüssig werden, da das Kühlmittel über den Kühlmittelmantel 36 zur Rotoreinheit 24 geführt wird. Darüber hinaus können bei einigen Ausführungsformen entweder innere oder äußere Keile dazu verwendet werden, um die Maschine 20 mit der Welle 34 zu verbinden. Ferner können einige Ausführungsformen der Erfindung den Gebrauch des Moduls 10 in einigen Systemen ermöglichen, die keinen Kühlmittelfluss durch die Welle erlauben. Beispielsweise können einige Systeme des Moduls 10 und entsprechende Anwendungen desselben so eingeschränkt sein, dass das Kühlmittel nicht durch die Welle fließen kann, wodurch die Nutzung und Kühlung des Moduls beschränkt wird. Wie vorstehend erwähnt, muss jedoch bei einigen Ausführungsformen der Erfindung das Kühlmittel nicht durch die Welle strömen, um Abschnitte des Moduls 10 zu kühlen.
Ferner können es einige Ausführungsformen der Erfindung möglich machen, dass ein größeres Kühlmittelvolumen mit einer geringeren Temperatur als bei einigen herkömmlichen Elektromaschinen die Rotoreinheit 24 erreicht. Einige herkömmliche Elektromaschinen können, um die mit komplexen und teuren Spezialelementen verbundene Komplexität zu verringern, wie vorstehend erwähnt, bewirken, dass mindestens ein Teil des Kühlmittels, das durch einen Kühlmittelmantel zirkuliert, Kühlmittelöffnungen passiert und zum Statorspulenkopf geleitet wird. Dann kann mindestens ein Teil des Kühlmittels zu Kühlzwecken radial einwärts strömen und die Rotoreinheit kontaktieren. Da jedoch bei einigen herkömmlichen Maschinen das Kühlmittel bereits über den, durch den und/oder benachbart zum Statorspulenkopf geflossen ist, befindet sich das Kühlmittel bereits auf einer erhöhten Temperatur, wenn es die Rotoreinheit erreicht. Dies kann von einigen Ausführungsformen der Erfindung zumindest teilweise vermieden werden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Teil des Kühlmittels vom Kühlmittelmantel 36 über die Kühlmittelkanäle 46 zum Maschinenraum 22 fließen, so dass zumindest ein Teil des Kühlmittels, das den Maschinenraum 22 erreicht, nicht direkt den Statorspulenkopf 28 kontaktiert hat. Folglich kann bei einigen Ausführungsformen das Kühlen der Rotoreinheit 24 zumindest teilweise verbessert werden, da mindestens ein Teil des Kühlmittels, das die Rotoreinheit 24 erreicht, im Vergleich zu einigen herkömmlichen Elektromaschinen kälter sein kann.
Obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen und Beispielen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist und dass zahlreiche andere Ausführungsformen, Beispiele, Anwendungen, Modifikationen und Abweichungen von den Ausführungsformen, Beispielen und Anwendungen durch die beigefügten Patentansprüche abgedeckt werden sollen. Die gesamte Offenbarung eines jeden hier zitierten Patentes und einer jeden hier zitierten Veröffentlichung wird durch Bezugnahme eingearbeitet, als ob ein jedes solches Patent oder eine jede solche Veröffentlichung durch Bezugnahme einzeln eingearbeitet würde. Diverse Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Patentansprüchen wiedergegeben.

Claims

Elektromaschinenmodul mit einem Gehäuse (12), das zumindest teilweise einen Maschinenraum (22) bildet und des Weiteren aufweist ein erstes axiales Ende (43) und ein zweites axiales Ende (45), eine Innenwand und eine Außenwand, eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen (46), die von mindestens einem Abschnitt des Gehäuses (12) gebildet werden, wobei mindestens einer aus der Vielzahl der Kühlmittelkanäle (46) im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende (43) angeordnet ist und in Fluidverbindung mit dem Maschinenraum (22) steht, und eine erste Führung (48), die im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende (43) angeordnet ist und sich zumindest teilweise in den Maschinenraum (22) erstreckt; einem Kühlmittelmantel (36), der im Wesentlichen im Gehäuse (12) angeordnet ist; und einer Elektromaschine (20), die im Wesentlichen im Maschinenraum (22) angeordnet ist und zumindest teilweise vom Gehäuse (12) umschlossen ist, wobei die Elektromaschine (20) eine Rotoreinheit (24) aufweist und so im Maschinenraum (22) angeordnet ist, dass sich mindestens ein Teil der Rotoreinheit (24) im Wesentlichen benachbart zur ersten Führung (4) befindet, und wobei die erste Führung (48) so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie ein Kühlmittel in Richtung auf die Rotoreinheit (24) leitet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 1, der des Weiteren eine Sensoreinheit (76) aufweist, die mit der Innenwand des Gehäuses (12) im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende (45) verbunden ist.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 2, worin mindestens einer aus der Vielzahl der Kühlmittelkanäle (46) im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende (45) angeordnet ist und mit dem Maschinenraum (22) in Fluidverbindung steht.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 2, worin die Sensoreinheit (76) eine Sensorabdeckung (80) aufweist, die eine zweite Führung (88) besitzt, welche sich in den Maschinenraum (22) erstreckt, wobei die zweite Führung (88) so angeordnet ist, dass sich mindestens ein Teil der Rotoreinheit (24) im Wesentlichen benachbart zur zweiten Führung (88) befindet, und wobei die zweite Führung (88) so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie ein Kühlmittel in Richtung auf die Rotoreinheit (24) leitet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 1, worin die erste Führung (48) mindestens eine Führungsöffnung (98) und einen Führungskanal (100) aufweist und die mindestens eine Führungsöffnung (98) den Maschinenraum (22) und den mindestens einen Führungskanal (100) fluidisch miteinander verbindet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 1, worin die erste Führung (48) mindestens zwei Führungsöffnungen (98) und einen Kanal (100) aufweist.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 1, der des Weiteren eine Vielzahl von Kühlmittelöffnungen (42) aufweist, die sich durch einen Abschnitt der Innenwand erstrecken, wobei mindestens ein Teil der Vielzahl der Kühlmittelöffnungen (42) im Wesentlichen axial orientiert ist und mindestens ein Teil der Vielzahl der Kühlmittelöffnungen (42) im Wesentlichen radial orientiert ist.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 1, der des Weiteren ein Endwicklungselement (58) aufweist, das mindestens teilweise im Maschinenraum (22) angeordnet ist und umfasst einen radial inneren Flansch und einen radial äußeren Flansch, die sich axial von einem zentralen Bereich aus erstrecken, und mindestens einen Kühlmittelkanal, der sich durch einen Abschnitt des zentralen Bereiches erstreckt.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 8, der des Weiteren eine Vielzahl von Kühlmittelöffnungen (42) aufweist, die sich durch Abschnitte der Innenwand erstrecken, wobei mindestens eine aus der Vielzahl der Kühlmittelöffnungen (42) so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie den Kühlmittelmantel (36) und den mindestens einen Kühlmittelkanal (46), der sich durch mindestens einen Abschnitt des zentralen Bereiches erstreckt, fluidisch miteinander verbindet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 9, der des Weiteren mindestens eine Öffnung aufweist, die durch mindestens einen Abschnitt des zentralen Bereiches in Axialrichtung orientiert ist.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 9, der des Weiteren mindestens eine Öffnung aufweist, die durch mindestens einen Abschnitt des radial äußeren Flansches radial orientiert ist.
Elektromaschinenmodul mit einem Gehäuse (12), das zumindest teilweise einen Maschinenraum (22) bildet und des Weiteren aufweist ein erstes axiales Ende (43) und ein zweites axiales Ende (45) und eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen (46), die von mindestens einem Teil des Gehäuses (12) gebildet werden, wobei mindestens ein Teil der Vielzahl der Kühlmittelkanäle (46) im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende (43) und zum zweiten axialen Ende (45) angeordnet ist und sich mit dem Maschinenraum (22) in Fließverbindung befindet; einer Sensoreinheit (76), die mit einem Abschnitt des Gehäuses (12) verbunden ist und eine Führung (28) aufweist, die im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende (45) angeordnet ist und sich zumindest teilweise in den Maschinenraum (22) erstreckt; und wobei die Führung (88) mindestens eine Führungsöffnung (98) und mindestens einen Führungskanal (100) aufweist, so dass die mindestens eine Führungsöffnung (88) den Maschinenraum (22) und den mindestens einen Führungskanal fluidisch miteinander verbindet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 12, worin das Gehäuse (12) eine Innenwand, eine Außenwand und einen Kühlmittelmantel (36) umfasst, der zwischen einem Abschnitt der Innenwand und einem Abschnitt der Außenwand angeordnet ist.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 13, der des Weiteren eine Vielzahl von Kühlmittelöffnungen (42) aufweist, die sich durch mindestens einen Teil der Innenwand erstrecken, und dass mindestens ein Teil der Kühlmittelöffnungen (42) so ausgebildet und angeordnet ist, dass er den Kühlmittelmantel (36) und mindestens einen Teil der Vielzahl der Kühlmittelkanäle (46) fluidisch miteinander verbindet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 12, der ferner eine Elektromaschine (20) umfasst, die im Maschinenraum (22) angeordnet ist und zumindest teilweise vom Gehäuse (12) umschlossen wird, wobei die Elektromaschine (20) eine Statoreinheit (26) aufweist, die im Wesentlichen mindestens einen Teil einer Rotoreinheit (24) umschreibt.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 15, worin die Führung (88) im Wesentlichen benachbart zur Rotoreinheit (24) angeordnet und so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie mindestens einen Teil eines Kühlmittels vom Maschinenraum (22) in Richtung auf die Rotoreinheit (24) leitet.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 12, der des Weiteren ein Endwicklungselement (58) aufweist, das mindestens teilweise im Maschinenraum (22) angeordnet ist und aufweist einen radial inneren Flansch und einen radial äußeren Flansch, die sich von einem zentralen Bereich aus erstrecken, und mindestens einen Kühlmittelkanal, der sich durch mindestens einen Abschnitt des zentralen Bereiches erstreckt.
Elektromaschinenmodul nach Anspruch 17, der des Weiteren eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die sich durch mindestens einen Abschnitt des radial äußeren Flansches erstrecken.
Verfahren zum Herstellen eines Elektromaschinenmoduls mit den folgenden Schritten Vorsehen eines Gehäuses, das eine Innenwand, eine Außenwand, ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweist; Anordnen eines Kühlmittelmantels im Gehäuse zwischen mindestens einem Abschnitt der Innenwand und der Außenwand, wobei der Kühlmittelmantel im Wesentlichen zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende angeordnet wird; Anordnen einer Vielzahl von Kühlmittelkanälen durch mindestens einen Abschnitt des Gehäuses, so dass sich ein Teil der Vielzahl der Kühlmittelkanäle im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende und ein anderer Teil der Vielzahl der Kühlmittelkanäle im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende befindet; Anordnen einer Führung entlang der Innenwand im Wesentlichen benachbart zum ersten axialen Ende; und Anordnen von mindestens einer Führungsöffnung und einem Führungskanal durch mindestens einen Abschnitt der Führung.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei eine Sensoreinheit vorgesehen wird, die eine zweite Führung aufweist, und die Sensoreinheit im Wesentlichen benachbart zum zweiten axialen Ende angeordnet wird.