EP2666217A2 - Vorrichtung zur übertragung und verteilung elektrischer energie hoher leistung und eines unter druck stehenden fluids - Google Patents
Vorrichtung zur übertragung und verteilung elektrischer energie hoher leistung und eines unter druck stehenden fluidsInfo
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- EP2666217A2 EP2666217A2 EP12707467.2A EP12707467A EP2666217A2 EP 2666217 A2 EP2666217 A2 EP 2666217A2 EP 12707467 A EP12707467 A EP 12707467A EP 2666217 A2 EP2666217 A2 EP 2666217A2
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- EP
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- fluid channel
- electrical
- fluid
- housing
- distributor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G15/00—Cable fittings
- H02G15/20—Cable fittings for cables filled with or surrounded by gas or oil
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L25/00—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00
- F16L25/01—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00 specially adapted for realising electrical conduction between the two pipe ends of the joint or between parts thereof
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16L29/00—Joints with fluid cut-off means
- F16L29/007—Joints with cut-off devices controlled separately
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
- F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
- F16L41/03—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted comprising junction pieces for four or more pipe members
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
- B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
- B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
Definitions
- the invention relates to a device for transmitting and distributing high-power electrical energy and a pressurized fluid according to the preamble of claim 1.
- Consumers such as generator, traction drive, power take-offs or electrically driven tools can be coupled.
- liquid-cooled engines on the vehicle both an electrical network for the transmission of high-energy electrical power and a fluidic network can be provided.
- high electrical powers are to be understood as meaning, in particular, powers in the range from 50 KW to 300 KW at an electrical current of 50 A to 400 A.
- the present invention seeks to provide a device for transmitting and distributing high-power electrical energy and a pressurized fluid, which is a simple and
- Patent claim 1 solved by the characterizing features.
- the essential aspect of the device according to the invention comprising at least one fluid channel and at least one electrical conductor is that the channel has an inlet, a passage and an outlet opening, that the electrical conductor has an input, a passage and an output contact the electrical conductor is guided at least partially in the fluid channel and that means for regulating the volume flow are provided in the fluid channel.
- load-dependent supply of electrical drives with fluid can be achieved, so that more heavily loaded drives that generate more waste heat, are flowed through by a higher volume flow than less loaded drives.
- the fluid channel is branched, in particular T-shaped branched and has at least a first and second fluid channel section, which open into one another.
- the respective ones Ends of the fluid channel sections form the inlet, the passage and the outlet ports.
- the device has two fluid channels, wherein a fluid channel is designed as a flow and the other fluid channel as a return.
- a closed fluid circuit can be produced via the device according to the invention.
- an electrical conductor is provided in both fluid channels.
- the device for transmitting electrical energy in the form of DC or DC is formed, for example, the electrical conductor in a first fluid channel forms the positive pole and the electrical conductor in the second fluid channel the negative pole.
- the necessary for the formation of a flow or a return separation of the fluid channels is also used for local separation of the electrical conductors, resulting in a high space savings.
- the means for controlling the volume flow are provided in the fluid channel formed as a flow.
- the volume flow in a cooling circuit can be minimized or completely suppressed in the flow in the event of no or only low cooling requirement of the connected electrical machine and thus an optimization of the flow losses of the fluid network as well as a pressure relief of the connected machine can be achieved.
- the means for controlling the volume flow are formed by a throttle whose movement is effected by an electric actuator or by a temperature expansion element.
- an electric actuator can be any electrical actuator.
- an electric motor in particular a stepper motor or a
- the throttle can, for example, at least a pair of disk-shaped elements are formed, ie, the disk having penetrating fluid channels.
- the throttle may be formed by a piston which is coupled to a temperature expansion element such that a
- Temperature change on the temperature expansion element causes a displacement of the piston.
- the piston is guided in such a bore with malll I branching channels, that depending on the position of the piston in the bore a vol liger opening of at least one channel or a complete or partial closure thereof and thus an adjustment of the volume flow is effected.
- the temperature expansion element is thermally coupled to the fluid, which is guided in the formed as a return fluid passage.
- This fluid which may have a variable temperature depending on the load state of the electrical load through which it has flowed to its cooling, serves as a controlled variable for theticianstel loin volume flow.
- a temperature higher than the Sol ltemperatur so that the piston is positioned so that a higher volume flow of the Flu ids can flow through the electrical load and thus a better cooling effect is achieved.
- a temperature below the Sol ltemperatur takes place in the reverse manner, a reduction in the flow rate.
- the temperature expansion element is designed to be heatable.
- the heating is preferably controlled by a control circuit, the at least one by a temperature measuring element on the electrical load
- Temperature measured value is ready gestel as input or controlled variable.
- volumetric flow control with at least one temperature measuring element together, which is provided in the formed as a return fluid channel or in the device connected to the electric drive.
- the temperature measuring element determines the temperature of the coolant in the area of the electrical drive or in the return, i. in the fluid channel after the electric drive.
- Temperaturmesswert is in a drive circuit in a drive signal for the electric or mechanical actuator for adjusting the means for
- Volume flow control implemented so that with a rise in the temperature of the fluid over a first setpoint, a higher flow through the
- volume flow is achieved.
- a cascadable design of the device As a result of this cascadability, a plurality of devices designed as distributors can be arranged adjacent to one another, the respective openings of the fluid channels and the respective contacts of the electrical conductors corresponding to one another in such a way that a fluidic connection of the respective fluid channels forming the headers and returns is achieved.
- an electrical contactability of the respective corresponding electrical conductors ie all electrical conductors forming the positive poles or the negative poles, is achieved.
- the inlet or outlet opening and the passage opening of the at least one fluid channel to provided opposite sides of the distributor.
- the device is constructed as a distribution module with a housing or housing block, wherein in each case a distributor module is formed over the at least one connected electrical load consumers to form a closed circuit and a closed fluid circuit.
- a distributor module is formed over the at least one connected electrical load consumers to form a closed circuit and a closed fluid circuit.
- the device controls of the means for flow control and thus a load-dependent supply of the electrical load or drive done.
- the device controls of the means for flow control and thus a load-dependent supply of the electrical load or drive done.
- connection flanges for coupling the electrical loads or drives by means of suitable cables. These connection flanges are preferably designed to be interchangeable for adaptation to different electrical services. In the case of the supply of electrical consumers or
- the device has two
- Connection flanges for forming a closed circuit and a closed cooling circuit, wherein the connecting flanges means for
- Verh indung have a reverse polarity.
- These means of preventing polarity reversal can be provided by means of differently shaped threads provided on the connection flange, for example threads with different diameters
- Thread pitch or thread with different thread directions namely a right-hand thread and a left-hand thread. This effectively prevents lines for transmitting electrical energy and a pressurized fluid to be connected to the wrong connection flanges of the device according to the invention.
- Hedging can be done for example via an electrical fuse, which is easily accessible to me and preferably protected by a housing or a cover provided on the device according to the invention.
- the device comprises a housing or a housing block which is electrically conductive
- the device is trained. This ensures that the device is EMC-tight, i. that electromagnetic radiation, for example, by electricity or
- FIG. 1 by way of example a device according to the invention in a first
- Fig. 2 shows an example of the device according to the invention according to FIG. 1 in a
- FIG. 3 by way of example a sectional view of the invention
- Fig. 4 shows an example of a sectional view of the invention
- FIG. 5 shows by way of example an arrangement of three devices according to the invention in a perspective view
- FIG. 6 shows by way of example the integration of two devices according to the invention into a network for the transmission of electrical energy and a fluid under pressure in a schematic presen- tation
- Fig. 7 shows an example of a device according to the invention in a second
- FIG. 8 shows by way of example the device according to the invention according to FIG. 7 in a frontal plan view
- FIG. 9 by way of example a sectional view of the invention
- FIGS. 1-6 reference numerals 1, 1 ', 1 "each have a
- High power and pressurized fluid electrical power transmission device hereafter referred to as a distributor, shown in a first embodiment with reference to a Cartesian coordinate system having x, y, and z axes.
- the distributor 1, 1 ', 1 " essentially consists of a parallelepiped or
- the housing 2 is formed as a housing block made of a metal material, in which two fluid channels 3, 4 are incorporated for the passage and distribution of a fluid.
- the distributor 1, 1 1 "has at least one, in the exemplary embodiment shown, two electrical conductors 5, 6 which are used to transmit high-power electrical energy
- the fluid channels 3, 4 are branched, in particular T-shaped branches, and each have an inlet opening 3.1, 4.1, a passage opening 3.2, 4.2 and an outlet opening 3.3. Furthermore, the electrical conductors 5, 6 are each at least partially guided in the fluid channel 3, 4, so that the electrical conductors 5, 6 are peripherally surrounded by a respective fluid channel 3, 4. Furthermore, to control the fluid flow through the
- Fluid channel 3, 4 means 7 provided for flow control.
- the first fluid channel section 3.4 has the outlet opening 3.3 of the fluid channel 3. Inside the housing 2, the first opens
- Fluid channel section 3.4 preferably centrally in the second fluid channel section 3.5, the paral lel to the x-axis runs, i. perpendicular to the first
- Fluid channel section 3.4 is aligned. This results in a substantially T-shaped course of the fluid channel 3.
- the second fluid channel section 3.5 is open to the outside, by means of the on the outside of the housing 2.3 l outgoing passage opening 3.2 and the housing outside 2.4 befindl IEN inlet opening 3.1.
- the further fluid channel 4 is ebenfal ls formed from a first fluid channel section 4.4 and a second fluid channel section 4.5, the ebenfal ls rechtwinkl ig each other and form a T-shaped fluid channel 4.
- the spatial arrangement of the fluid channel 4 in the housing 2 corresponds to that of the fluid channel 3, wherein the fluid channel 4 offset along the y-axis or spaced from the
- Fluid channel 3 is disposed below the same.
- the two fluid channels 3, 4 are fluidly separated from each other by the offset.
- the electrical conductor 5, which is at least partially accommodated in the fluid channel 3, comprises a first and a second conductor section 5.1, 5.2, as shown particularly in FIG. 3, wherein the first conductor section 5.1 runs parallel to the z-axis and preferably in the region of the first fluid channel section 3.4 is electrically connected to the second, substantially along the x-axis extending secondêtabschn itt 5.2 is connected.
- the second conductor section 5.2 in this case penetrates the housing 2 in such a way that it contacts the one another
- the electrical conductor 6 ebenfal ls consists of several parts of several conductor sections 6.1 - 6.4 formed.
- the first and second conductor sections 6.1, 6.2 run parallel to the z-axis, preferably centered in the first fluid channel section 4.3, wherein the electrical conductor 6 with its first and second conductor section 6.1, 6.2 the housing 2 on both sides of the housing outside 2.1, 2.2 penetrates and with Tei l lengths of the first and second conductor section 6.1, 6.2 over the respective
- Housing outside 2.1, 2.2 protrudes.
- the projecting on the outside of the housing 2.2 free end of the second conductor section 6.2 is electrically conductive via an electrical fuse 1 0, which is designed in particular as a fuse, connected to a further extending in the z direction third conductor section 6.3.
- This third conductor section 6.3 extends paral lel and spaced to the second conductor section 6.2 of the housing outside 2.2 into the interior of the housing 2 and is electrically conductive within the housing ig connected to a fourth conductor section 6.4, which extends paral lel to the x-axis.
- This fourth conductor section 6.4 is arranged with respect to the y-axis between the fluid channels 3, 4, in particular between the second fluid channel sections 3.5, 4.5.
- electrical conductor 6 forms the distance from the second conductor section 6.2 free end of the first conductor section 6.1. It is inside or in
- the inlet opening 3.1 of the fluid channel 3 At the outside of the housing 2.3 gegenl constricting housing outside 2.4, the inlet opening 3.1 of the fluid channel 3, the outlet 4.5 of the fluid channel 4 and the input contact 5.4 of the electrical conductor 5 and the output contact (not dargestel lt) of the electrical conductor 6 is provided.
- Housing outside 2.1 provided outlet opening 3.3 and 4.1 inlet port respectively provided with connecting flanges 8, which serve to connect a combined electrical / fluidic line.
- an electrical conductor is arranged within a fluid channel, which is formed, for example, from a hose, so that this electrical conductor is surrounded on the circumference by a fluid channel or by a fluid guided in the fluid channel.
- the connecting flange 8 consists of an outer flange 8.1, which is formed sleeve-shaped in wesentl Isen with an inner opening and at the outlet opening 3.3 or 4.1 inlet opening, for example, by screwing can be fixed.
- annular insulating element 9 In the inner opening of the outer flange 8.1 is an annular insulating element 9 is provided, whose outer diameter is adapted to the inner diameter of the inner opening of the outer flange 8.1.
- the insulating element 9 itself in turn has an internal opening through which the first conductor section 5.1, 6.1 of the respective electrical conductor 5, 6
- fluid channels 9.1 are provided, which penetrate the insulating element 9 in the z direction, so that through these fluid channels 9, a fluid guided in the first fluid channel section 3.4 can flow through the insulating element 9. Centering of the first conductor section 5.1 within the outlet opening 3.3 or the inlet opening 4.1 preferably takes place by means of the insulating element 9.
- Fluid channel sections 3.4, 3.5, 4.3, 4.4 within the housing 2 and the Arrangement of the electrical conductors 5, 6 leads to a mirror-image arrangement of the inlet opening 3.1 to the passage opening 3.2 of the Flu idkanals 3, the input contact 5.4 to the contact 5.5 of the electrical conductor 5, the output contact (not dargestel lt) to the contact point 6.6 of the electrical conductor 6 and The outlet opening 4.5 to the passage opening 4.2 relative to a yz plane extending centrally through the manifold 1, 1 1 ".
- Distribution channel 2 congruent to the system of the inlet opening 3.1 of the subsequent distributor 1 ', the contact 5.5 of the distribution 1 congruent with respect to the input contact 5.4 and the contact 6.6 6.6 of the electrical conductor 6 of the distributor 1 congruent to the system with the output contact (not dargestel lt) of Distributor 1 '. Because of this
- the electrical conductors 5 are in each case formed by the transitions between a passage contact 5.5 and
- an electrical energy supply in particular a DC voltage
- the distributor arrangement distributes the fluid line connected to the inlet opening 4.1 with the pressurized fluid which is distributed in the fluid channels 3.
- the electrical conductors 5, 6 of the distributor 1, 1 ', 1 are connected to the electrical power supply connected to the distributor block 1".
- Distributors 1, 1 ', 1 connected electrical drives with defined volume flows of the fluid and thus a load-dependent cooling of the
- the throttle 7 is formed by a pair of disks, which are provided in the disks of the disk pair in the z direction, these disks penetrating fluid channels.
- the effective cross section of the fluid channels can be changed, in such a way that with congruent arrangement of the fluid channels of the discs maximum volumetric flow and I partial partial overlap of the fluid channels a reduced volume flow is possible me. This results in a continuous control of the volume flow through the rotation of the disks to one another.
- a motor 1 1 is formed in the embodiment shown in particular as a servomotor or stepper motor, is provided.
- This motor 1 1 is arranged or flanged to the housing outer side 2.2 and drives via a running in the z-direction Wel le 1 1 .1 at least the throttle 7 at.
- Wel le 1 1 .1 is driven by driving the motor 1 1 takes place a rotation of Wel le 1 1 .1 about its longitudinal axis and thus a rotation of at least one disc of the throttle 7, so that these according to the required volume flow to the
- Distributor 1 connected electrical load 14 is controlled.
- a throttle 7 may be provided with a mechanical control, for example, with a temperature expansion element.
- the control of the motor 1 1 takes place by the generation of a measuring signal via a temperature measuring element 1 3, which at the with the distributor. 1
- Temperature sensor generates a drive signal such that the throttle 7 for Magnification of the volume flow is controlled.
- a reduction of the volume flow via the throttle 7 takes place.
- a cooling of the electrical load connected to the distributor 1 with the aim of achieving a mögl ichst
- control of the throttle 7 is continuous.
- the essential structure of the distributor 1a is identical to the structure of the distributor according to the first embodiment.
- I will be ledigl described the features that are awake defencel I formed to the first embodiment. For the rest, please refer to the previous remarks.
- the distributor 1 a is for connection to a pair of combined
- electrical / fluidic lines which consist of a fluid line with at least one fluid channel and at least one electrical conductor accommodated in this fluid channel, designed to operate an electrical load 14 through this pair of lines.
- the distributor 1 a has for this purpose on the opposite housing outer sides 2.4 and 2.6 each have a pair of connecting flanges 8, at which the combined electrical / fluidic lines are connectable.
- connection flanges 8 is a fluidic connection between the fluid conduit and the respective fluid channel
- the housing 2 of the distributor 1a has a paral lel to the y-axis between the fluid channel sections 3.4,
- Channels 1 6.1, 1 6.2 provided via which a fluidic connection between the first fluid channel section 3.4 and the second fluid channel section 3.5 is hergestel lt.
- a volume flow control element 1 7 is introduced, the essen- Ii from a base 1 7.1, protruding from the base spindle 1 7.2, the spindle 1 7.2 in a part length surrounding the temperature expansion element 1 7.3 and an am
- Temperature expansion element 1 7.3 arranged throttle in the form of a piston 7, which is guided in the bore 1 6.
- the piston 7 is
- the fluid is Connection between the first and second fluid channel section 3.4, 3.5 völ lig open or completely or partially closed, so that depending on the Stel development of the piston 7, a defined volume flow of the guided in the second fluid channel section 3.5 fluid in the fluid channel section 3.4 can flow.
- the position of the piston 7 is preferred by the
- Temperature expansion element 1 7.3 influenced.
- Temperature expansion element 1 7.3 has an outward h in
- the temperature expansion element 1 7.3 is thermally coupled to the fluid guided in the fluid channel 4, so that a temperature change of the fluid causes a change in volume of the expansion material and thus a displacement of the piston 7 in the y-direction.
- volume increase of the expansion material in the temperature expansion element 1 7.3 Due to the increase in volume, a pressure is exerted on the spindle 1 7.2, so that the piston 7 in the negative y-direction, i. shifts in the direction of the fluid channel 4.
- the previously closed at least partially by the piston 7 channel 1 6.1 is increasingly open and an increased volume flow between the first fluid channel section 3.4 and the second
- Fluid channel section 3.5 causes. As a result, in the flow channel 3 forming the flow, a higher volume flow of the fluid to the electric flow
- Temperature changes at the electrical load 14 to be seen on the manifold 1 a is between the first fluid channel section 3.4 and the second Fluid channel section 3.5 provided a minimum leakage, so always a
- volume flow control element 1 7 is thus a purely passive control of the volume flow through the manifold 1 a mögl I.
- Temperature expansion element 1 7.3 formed heated, so that the purely passive functionality of the volume flow control element 1 7 can be actively influenced by the heating.
- the spindle 1 7 in the area which projects into the temperature expansion element 1 7.3, a
- Heating element which is conductively connected to the electrical Anschlußstel le 1 5 by means of electrical conductors. By supplying electrical energy via the electrical conductors takes an active, the temperature of the fluid in the
- Fluid channel 4 independent heating of the temperature expansion element 1 7.3 and thus a displacement of the piston. So it is possible, for example, I provide a temperature measuring element on the electrical load 14 and at a sharply rising temperature, for example, as a result of a sudden change in load increased volume flow by heating the
- Temperature expansion element 1 7.3 cause. This achieves improved reactability with sudden temperature changes at the electrical load 14.
- the on the outside of the housing 2.1 of the distributor 1 a is preferferably, the on the outside of the housing 2.1 of the distributor 1 a
- connecting flanges 8 a smaller diameter, so that there combined electrical / fluidic lines are attachable, the
- Fluid channels or electrical conductors have a smaller cross-section than the connecting flanges 8 of the housing outer sides 2.3, 2.4 attachable lines. This makes it possible me, in a pair of lines formed from two combined electrical / fluidic lines in succession several manifolds 1 a to integrate and operate through this distribution 1 a volumetric flow controlled in each case an electrical load 14.
- the Ansch is lussflansch 8 arranged replaceably on the housing 2.
- the embodiment of the connection flange 8 shown in FIGS. 1-5 makes it possible to supply a single electrical machine with electrical energy and a pressurized fluid.
- connection flanges 8 are provided such that a plurality of lines for transmitting electrical energy and a pressurized fluid can be connected to the individual connection flanges 8 and thus by a distributor 1, 1 ' , 1 ", 1 a simultaneously a plurality of electrical consumers 14, in particular those with low power requirements are connectable.
- outer thread 8.2 on the outer connecting flange element 8.1 which is provided by the external thread 8.2 of the further on the distributor 1, 1 ', 1 ", 1 a, outer connecting flange element 8.1 in the thread pitch and / or in the The thread direction differs
- Connection flanges 8 each a distributor 1, 1 ', 1 ", 1 a provided a right-hand thread and a left-hand thread.
- the motor 1 1 and the electrical fuse 1 0 formed by a removable cover 1 2 is formed.
- the motor 1 1 and the electrical fuse 1 0 from external influences, in particular
- the housing 2 is electrically conductive ig, in particular formed as a housing block of metal l.
- the electrically conductive housing sets a uniform ground potential between the ones connected to the distributor 1 Components, ie the electrical machines, the electrical lines and preferably the structure of the vehicle on which the distributor 1 is arranged ago. This results in a complete shielding of the whole
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Description
Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .
Im Bereich der Kraftfahrzeuge, Nutzfahrzeuge, Bau- und Landmaschinen erfolgt bislang die Energieübertragung höherer Leistungen über hydraulische und/oder mechanische Konzepte. Zunehmend gibt es Bestrebungen, beim Fahrantrieb sowie beim Antrieb von Nebenaggregaten Elektromotore einzusetzen, deren elektrische Energie von einem Generator bereitgestellt wird, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Hierzu ist es notwendig am Fahrzeug ein elektrisches Netz vorzusehen, an das beliebige elektrische Erzeuger und
Verbraucher wie beispielsweise Generator, Fahrantrieb, Nebenabtriebe oder elektrisch angetriebene Arbeitsgeräte angekoppelt werden können.
Insbesondere bei Nutzfahrzeugen sowie Bau- und Landmaschinen ist es notwendig, dass Elektromotore mit hoher Leistung verwendet werden. Um die an den Elektromotoren entstehende Abwärme ableiten zu können und damit die Baugröße der Elektromotoren zu minimieren, ist es bekannt, die Elektromotore flüssigkeitsgekühlt auszubilden. Somit muss bei Verwendung von
flüssigkeitsgekühlten Motoren am Fahrzeug sowohl ein elektrisches Netz zur Übertragung der elektrischen Energie hoher Leistung als auch ein fluidisches Netz vorgesehen werden.
Unter hohen elektrischen Leistungen werden im Rahmen dieser Erfindung insbesondere Leistungen im Bereich von 50 KW - 300 KW bei einer elektrischen Stromstärke von 50 A - 400 A verstanden.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids anzugeben, welches eine einfache und
raumsparende Kopplung mehrerer elektrischer Antriebe an ein Netz zur
Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids ermögl icht. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.
Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassend zumindest einen Fluidkanal und zumindest einen elektrischen Leiter besteht darin, dass der Kanal eine Einlass-, eine Durchlass- und eine Auslassöffnung aufweist, dass der elektrische Leiter einen Eingangs-, einen Durchgangs- und einen Ausgangskontakt aufweist, dass der elektrische Leiter zumindest teilweise im Fluidkanal geführt ist und dass im Fluidkanal Mittel zur Volumenstromregelung vorgesehen sind. Durch die Vereinigung eines drei Öffnungen aufweisenden Fluidkanals und eines zumindest teilweise im Fluidkanal geführten elektrischen Leiters mit zumindest drei Kontakten sowie dem Vorsehen von Mitteln zur Volumenstromregelung im Fluidkanal ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen wird ein kompakter Aufbau eines Verteilers für elektrische Energie hoher Leistung und des unter Druck stehenden Fluids erreicht. Dies ist insbesondere im Fahrzeugbau eine
Hauptanforderung. Des Weiteren kann aufgrund der Anordnung des elektrischen Leiters im Fluidkanal der Querschnitt des elektrischen Leiters reduziert werden, da dieser durch die Umspülung mit dem Fluid eine Kühlung erfährt. Mittels der im Fluidkanal vorgesehenen Mittel zur Volumenstromregelung kann eine
lastabhängige Versorgung der elektrischen Antriebe mit Fluid erreicht werden, so dass stärker belastete Antriebe, die mehr Abwärme erzeugen, von einem höheren Volumenstrom durchflössen werden als geringer belastete Antriebe.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Fluidkanal verzweigt, insbesondere T-förmig verzweigt ausgebildet und weist zumindest einen ersten und zweiten Fluidkanalabschnitt auf, die ineinander münden. Die jeweiligen
Enden der Fluidkanalabschnitte bildenden die Einlass-, die Durchlass- und die Auslassöffnung aus. Vorzugsweise sind die Mittel zur Volumenstromregelung dem Fluidkanalabschnitt zugeordnet, in dem die Auslassöffnung des Fluidkanals angeordnet ist.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zwei Fluidkanäle auf, wobei ein Fluidkanal als Vorlauf und der weitere Fluidkanal als Rücklauf ausgebildet ist. Dadurch kann über die erfindungsgemäße Vorrichtung ein geschlossener Fluidkreislauf hergestellt werden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in beiden Fluidkanälen jeweils ein elektrischer Leiter vorgesehen. Bevorzugt ist die Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie in Form von Gleichspannung bzw. Gleichstrom ausgebildet, wobei beispielsweise der elektrische Leiter in einem ersten Fluidkanal den Pluspol und der elektrische Leiter in dem zweiten Fluidkanal den Minuspol ausbildet. Damit wird die zur Bildung eines Vorlaufs bzw. eines Rücklaufs notwendige Trennung der Fluidkanäle gleichzeitig zur örtlichen Trennung der elektrischen Leiter verwendet, sodass sich eine hohe Raumeinsparung ergibt. Besonders bevorzugt sind die Mittel zur Volumenstromregelung im als Vorlauf ausgebildeten Fluidkanal vorgesehen. Dadurch kann der Volumenstrom in einem Kühlkreis bei keinem oder nur geringem Kühlbedarf der angeschlossenen elektrischen Maschine bereits im Vorlauf minimiert oder gänzlich unterbunden werden und damit eine Optimierung der Durchströmungsverluste des Fluidnetzes sowie eine Druckentlastung der angeschlossenen Maschine erreicht werden.
Vorzugsweise sind die Mittel zur Volumenstromregelung durch eine Drossel gebildet, deren Bewegung durch einen elektrischen Aktuator oder durch ein Temperaturausdehnungselement erfolgt. Als elektrischer Aktuator kann
beispielsweise ein elektrischer Motor, insbesondere ein Schrittmotor oder ein
Servomotor verwendet werden. Die Drossel kann beispielsweise aus zumindest
einem Paar von scheibenförmigen Elementen gebildet werden, d ie die Scheiben durchdringende Fluidkanäle aufweisen. Durch das Verdrehen der Scheiben zueinander kann die effektiv wirksame Größe der Flu idkanäle verändert werden, sodass der Volumenstrom durch die Anpassung der Größe der effektiv wirksamen Fläche der Fluidkanäle veränderbar ist.
Alternativ kann die Drossel durch einen Kolben gebildet werden, der mit einem Temperaturausdehnungselement derart gekoppelt ist, dass eine
Temperaturänderung am Temperaturausdehnungselement eine Verschiebung des Kolbens bewirkt. Bevorzugt ist der Kolben derart in einer Bohrung mit seitl ich abzweigenden Kanälen geführt, dass abhängig von der Lage des Kolbens in der Bohrung ein vol lständiges Öffnen zumindest eines Kanals bzw. ein ganz oder teilweises Verschließen desselben und damit eine Anpassung des Volumenstroms bewirkt wird.
Bevorzugt ist das Temperaturausdehnungselement mit dem Fluid thermisch gekoppelt, das im als Rücklauf ausgebildeten Fluidkanal geführt wird. Dieses Fluid, das abhängig vom Lastzustand des elektrischen Verbrauchers, durch den es zu dessen Kühlung geflossen ist, eine variable Temperatur aufweisen kann, dient als Regelgröße für den einzustel lenden Volumenstrom. Bei einer Temperatur höher als die Sol ltemperatur wird damit der Kolben derart positioniert, dass ein höherer Volumenstrom des Flu ids durch den elektrischen Verbraucher fl ießen kann und damit eine bessere Kühlwirkung erreicht wird. Bei einer Temperatur unter der Sol ltemperatur erfolgt in umgekehrter Weise eine Verringerung des Volumenstroms.
Bevorzugt ist das Temperaturausdehnungselement beheizbar ausgebildet. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise gesteuert durch eine Regelschaltung, der durch ein Temperaturmesselement am elektrischen Verbraucher zumindest ein
Temperaturmesswert als Eingangs- bzw. Regelgröße bereitgestel lt wird.
Beispielsweise bei einem sprungförmig ansteigenden Temperaturverlauf wird
durch die Regelschaltung ein Heizstrom erzeugt, der durch ein im Temperaturausdehnungselement vorgesehenes Heizelement fließt und dort eine Volumenänderung des Dehnstoffs im Temperaturausdehnungselement bewirkt. Dadurch wird eine reaktionsschnelle aktive Volumenstromänderung bewirkt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wirken die Mittel zur
Volumenstromregelung mit zumindest einem Temperaturmesselement zusammen, das im als Rücklauf ausgebildeten Fluidkanal oder im an die Vorrichtung angeschlossenen elektrischen Antrieb vorgesehen ist. Das Temperaturmesselement ermittelt die Temperatur des Kühlmittels im Bereich des elektrischen Antriebs oder im Rücklauf, d.h. im Fluidkanal nach dem elektrischen Antrieb. Dieser
Temperaturmesswert wird in einer Ansteuerschaltung in ein Ansteuersignal für den elektrischen oder mechanischen Aktuator zur Verstellung der Mittel zur
Volumenstromregelung umgesetzt, sodass bei einem Anstieg der Temperatur des Fluids über einen ersten Sollwert ein höherer Volumenstrom durch den
elektrischen Antrieb und in umgekehrter Richtung bei einem Absinken der Temperatur des Fluids unter einen zweiten Sollwert ein Verringern des
Volumenstroms erreicht wird. Besonders bevorzugt ist eine kaskadierbare Ausbildung der Vorrichtung. Durch diese Kaskadierbarkeit können mehrere als Verteiler ausgebildete Vorrichtungen aneinander anschließend angeordnet werden, wobei die jeweiligen Öffnungen der Fluidkanäle und die jeweiligen Kontakte der elektrischen Leiter derart miteinander korrespondieren, dass eine fluidische Verbindung der jeweils die Vorläufe und Rückläufe ausbildenden Fluidkanäle erreicht wird. Ebenfalls wird durch die Kaskadierbarkeit eine elektrische Kontaktierbarkeit der jeweiligen korrespondierenden elektrischen Leiter, d.h. sämtlicher die Pluspole bzw. die Minuspole bildender elektrischer Leiter erreicht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einlass- oder Auslassöffnung und die Durchlassöffnung des zumindest einen Fluidkanals an
gegenüberl iegenden Seiten des Verteilers vorgesehen. Weiterhin vorzugsweise ist der Eingangs- oder Ausgangskontakt und der Durchgangskontakt des zumindest einen elektrischen Leiters an gegenüberl iegenden Seiten des Verteilers
vorgesehen. Dadurch wird eine spiegelsymmetrische Anordnung der Öffnungen der Fluidkanäle bzw. der Kontakte der elektrischen Leiter an gegenüberl iegende Seiten erreicht, sodass bei Kaskadierung zweier Vorrichtungen, d.h. bei Anlage zweier Vorrichtungen gegeneinander die jeweils korrespondierenden Öffnungen der Fluidkanäle bzw. der Kontakte des elektrischen Leiters deckungsgleich zueinander zu l iegen kommen.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung als Verteilermodul mit einem Gehäuse bzw. Gehäuseblock aufgebaut, wobei jeweils ein Verteilermodul über den zumindest einen angesch lossenen elektrischen Verbraucher zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines geschlossenen Fluidkreises ausgebildet ist. Durch die Zuordnung jeweils eines Verteilermoduls zu einem elektrischen Verbraucher bzw. einem elektrischen Antrieb kann eine antriebs- bzw. verbraucherbezogene
Steuerung der Mittel zur Volumenstromregelung und damit eine lastabhängige Versorgung des elektrischen Verbrauchers bzw. Antriebs erfolgen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung
Anschlussflansche zur Ankopplung der elektrischen Verbraucher bzw. Antriebe mittels geeigneter Leitungen auf. Diese Anschlussflansche sind vorzugsweise auswechselbar zur Anpassung an unterschiedl iche elektrische Leistungen ausgebildet. Im Fal le der Versorgung von elektrischen Verbrauchern oder
Antrieben mit einer hohen Leistung wird der im Gehäuseblock ausgebildete Fluidkanal über den Anschlussflansch unmittelbar in den durch die Leitung ausgebildeten Fluidkanal überführt und der elektrische Leiter der Leitung an den elektrischen Leiter der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeschlossen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zwei
Anschlussflansche zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines
geschlossenen Kühlkreises auf, wobei die Anschlussflansche Mittel zur
Verh inderung einer Verpolung aufweisen. Diese Mittel zur Verhinderung einer Verpolung können durch am Anschlussflansch vorgesehene, untersch iedl ich ausgebildete Gewinde, beispielsweise Gewinde mit unterschiedl icher
Gewindesteigung oder Gewinde mit unterschiedl ichen Gewinderichtungen, näml ich eines Rechtsgewindes und eines Linksgewindes gebildet sein. Dadurch wird effektiv verhindert, dass Leitungen zur Übertragung elektrischer Energie und eines unter Druck stehenden Fluids an die falschen Anschlussflansche der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeschlossen werden.
Ferner kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine elektrische
Absicherung gegen Überlast oder gegen Kurzschluss vorgesehen sein. Die
Absicherung kann beispielsweise über eine elektrische Schmelzsicherung erfolgen, die leicht zugängl ich und vorzugsweise durch ein Gehäuse oder eine Abdeckung geschützt an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist.
Dadurch werden die einzelnen Verteiler einer kaskadierten Verteileranordnung einzeln gegen Überlast oder Kurzschluss abgesichert, sodass bei Auftreten eines derartigen Fehlers die übrigen Verteiler der Vertei leranordnung voll funktionsfähig bleiben.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ein Gehäuse oder einen Gehäuseblock auf, das bzw. der elektrisch leitfähig
ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Vorrichtung EMV-dicht ist, d.h. dass elektromagnetische Strahlung, die beispielsweise durch Strom- oder
Spannungsschwankungen entsteht, vom Gehäuse bzw. Gehäuseblock abgeschirmt wird und damit nicht nach außen abgestrahlt werden kann. Ein weiterer Vorteil der elektrisch leitfähigen Ausbildung des Gehäuses bzw. des Gehäuseblocks besteht in der Herstel lung eines einheitl ichen Massepotentials zwischen den angeschlossenen Komponenten. Dieses einheitl iche Massepotential ermögl icht eine Isolationsüberwachung, und zwar durch Messung des Stromflusses zwischen den elektrischen Leitern und den auf Massepotential l iegenden Elementen.
Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der
Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem ersten
Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 2 beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer
Draufsicht auf die Anschlussflansche;
Fig. 3 beispielhaft eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung aus Fig. 2 entlang der Schnittlinie B-B;
Fig. 4 beispielhaft eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung aus Fig. 2 entlang der Schnittlinie A-A;
Fig.5 beispielhaft eine Anordnung dreier erfindungsgemäßer Vorrichtungen in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 6 beispielhaft die Einbindung zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen in ein Netz zur Übertragung elektrischer Energie und eines unter Druck stehenden Fluids in einer schematischen Darstel lung;
Fig. 7 beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem zweiten
Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 8 beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 7 in einer vorderseitigen Draufsicht;
Fig. 9 beispielhaft eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung aus Fig. 8 entlang der Schnittlinie A-A;
In den Figuren 1 - 6 ist mit den Bezugszeichen 1 , 1 ', 1 " jeweils eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids -nachstehend Verteiler genannt - in einem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-, eine y- und einer z-Achse gezeigt.
Der Verteiler 1 , 1 ', 1 " besteht im Wesentl ichen aus einem quader- bzw.
blockförmig ausgebildeten Gehäuse 2 mit sechs Gehäuseaußenseiten 2.1 - 2.6. Das Gehäuse 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Gehäuseblock aus einem metal l ischen Vol lmaterial gebildet, in das zur Durchführung und Verteilung eines Fluids zwei Fluidkanäle 3, 4 eingearbeitet sind. Des Weiteren weist der Verteiler 1 , 1 1 " zumindest einen, im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei elektrische Leiter 5, 6 auf, die zur Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung
ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß sind die Fluidkanäle 3, 4 verzweigt, insbesondere T-förmig verzweigt ausgebildet und weisen jeweils eine Einlassöffnung 3.1 , 4.1 , eine Durchlassöffnung 3.2, 4.2 und eine Auslassöffnung 3.3 auf. Weiterhin sind die elektrischen Leiter 5, 6 jeweils zumindest teilweise im Fluidkanal 3, 4 geführt, sodass die elektrischen Leiter 5, 6 umfangsseitig jeweils von einem Fl uidkanal 3, 4 umgeben sind. Ferner sind zur Steuerung des Fluiddurchflusses durch den
Fluidkanal 3, 4 Mittel 7 zur Volumenstromregelung vorgesehen.
Der Fluidkanal 3, der den elektrischen Leiter 5 zumindest abschnittsweise in sich aufnimmt, erstreckt sich mit einem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 paral lel zur z- Achse im Gehäuse 2. Der erste Fluidkanalabschnitt 3.4 weist die Auslassöffnung 3.3 des Fluidkanals 3 auf. Im Inneren des Gehäuses 2 mündet der erste
Fluidkanalabschnitt 3.4 vorzugsweise mittig in den zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5, der paral lel zur x-Achse verläuft, d.h. senkrecht zum ersten
Fluidkanalabschnitt 3.4 ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich ein im Wesentl ichen T-förmiger Verlauf des Fluidkanals 3. An den sich gegenüberl iegenden
Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 ist der zweite Fluidkanalabschnitt 3.5 nach außen hin geöffnet, und zwar mittels der an der Gehäuseaußenseite 2.3 l iegenden Durchlassöffnung 3.2 bzw. der an der Gehäuseaußenseite 2.4 befindl ichen Einlassöffnung 3.1 .
Der weitere Fluidkanal 4 ist ebenfal ls aus einem ersten Fluidkanalabschnitt 4.4 und einem zweiten Fluidkanalabschnitt 4.5 gebildet, die ebenfal ls rechtwinkl ig zueinander verlaufen und einen T-förmigen Fluidkanal 4 ausbilden. Die räuml iche Anordnung des Fluidkanals 4 im Gehäuse 2 entspricht der des Fluidkanals 3, wobei der Fluidkanal 4 entlang der y-Achse versetzt bzw. beabstandet zum
Fluidkanal 3 unterhalb demselben angeordnet ist. Die beiden Fluidkanäle 3, 4 sind durch den Versatz fluidisch voneinander getrennt.
Der im Fluidkanal 3 zumindest abschnittsweise aufgenommene elektrische Leiter 5 besteht, wie insbesondere in Figur 3 ersichtl ich, aus einem ersten und zweiten Leiterabschnitt 5.1 , 5.2, wobei der erste Leiterabschnitt 5.1 paral lel zur z-Achse verläuft und vorzugsweise im Bereich des ersten Fluidkanalabschnitts 3.4 elektrisch leitend mit dem zweiten, im Wesentl ichen entlang der x-Achse verlaufenden zweiten Leiterabschn itt 5.2 verbunden ist. Der zweite Leiterabschnitt 5.2 durchdringt hierbei das Gehäuse 2 derart, dass er an den einander
gegenüberl iegenden Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 an Kontaktstel len elektrisch kontaktierbar ist. Das vom zweiten Leiterabschnitt 5.2 beabstandete freie Ende des ersten Leiterabschnitts 5.1 bildet den Ausgangskontakt 5.3 des elektrischen Leiters 5, die durch das Gehäuse 2 hindurch geführten und vorzugsweise bündig oder im Wesentl ichen bündig mit den Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 abschl ießenden freien Enden des zweiten Leiterabschnitts 5.2 bilden den Eingangskontakt 5.4 bzw. den Durchgangskontakt 5.5 aus. Somit l iegt an der Gehäuseaußenseite 2.3 der
Durchgangskontakt 5.5 benachbart und beabstandet zur Durchlassöffnung 3.2, an der gegenüberl iegenden Gehäuseaußenseite 2.4 der Eingangskontakt 5.4 beabstandet und benachbart zur Einlassöffnung 3.1 und der Ausgangskontakt 5.3 innerhalb oder im Wesentl ichen innerhalb der Auslassöffnung 3.3.
Wie in Figur 4 gezeigt, ist der elektrische Leiter 6 ebenfal ls mehrteilig aus mehreren Leiterabschnitten 6.1 - 6.4 gebildet. U nterschiedl ich zum elektrischen Leiter 5 verläuft der erste und zweite Leiterabschnitt 6.1 , 6.2 paral lel zur z-Achse vorzugsweise zentriert im ersten Fluidkanalabschnitt 4.3, wobei der elektrische Leiter 6 mit seinem ersten und zweiten Leiterabschnitt 6.1 , 6.2 das Gehäuse 2 beidseitig an den Gehäuseaußenseiten 2.1 , 2.2 durchdringt und mit Tei l längen des ersten und zweiten Leiterabschnitts 6.1 , 6.2 über die jeweil igen
Gehäuseaußenseiten 2.1 , 2.2 vorsteht. Das an der Gehäuseaußenseite 2.2 vorstehende freie Ende des zweiten Leiterabschnitts 6.2 ist elektrisch leitfähig über eine elektrische Sicherung 1 0, die insbesondere als Schmelzsicherung ausgebildet ist, mit einem weiteren in z-Richtung verlaufenden dritten Leiterabschnitt 6.3 verbunden. Dieser dritte Leiterabschnitt 6.3 erstreckt sich paral lel und beabstandet zum zweiten Leiterabschnitt 6.2 von der Gehäuseaußenseite 2.2 ins Innere des Gehäuses 2 und ist innerhalb des Gehäuses elektrisch leitfäh ig mit einem vierten Leiterabschnitt 6.4 verbunden, der sich paral lel zur x-Achse erstreckt. Dieser vierte Leiterabschnitt 6.4 ist in Bezug auf die y-Achse zwischen den Fluidkanälen 3, 4, insbesondere zwischen den zweiten Fluidkanalabschnitten 3.5, 4.5 angeordnet. Er durchdringt das Gehäuse an den Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 und bildet freiendseitig an der Gehäuseaußenseite 2.3 den Durchgangskontakt 6.6 und auf der gegenüberl iegenden Gehäuseaußenseite 2.4 den Ausgangskontakt (nicht dargestel lt) des elektrischen Leiters 6 aus. Den Eingangskontakt 6.5 des
elektrischen Leiters 6 bildet das vom zweiten Leiterabschnitt 6.2 beabstandete freie Ende des ersten Leiterabschnitts 6.1 aus. Es l iegt innerhalb oder im
Wesentl ichen innerhalb der Einlassöffnung 4.1 des Fluidkanals 4.
Gemäß der zuvor beschriebenen Anordnung und Ausbildung der Fluidkanäle 3, 4 und der elektrischen Leiter 5, 6 weist der Verteiler 1 , 1 ', 1 " an der
Gehäuseaußenseite 2.1 übereinander, bzw. nebeneinander l iegend eine
Auslassöffnung 3.3 und eine Einlassöffnung 4.1 sowie ebenfal ls übereinander bzw. nebeneinander angeordnet einen elektrischen Ausgangskontakt 5.3 sowie
einen elektrischen Eingangskontakt 6.5 auf. An der der Gehäuseaußenseite 2.3 gegenüberl iegenden Gehäuseaußenseite 2.4 sind die Einlassöffnung 3.1 des Fluidkanals 3, die Auslassöffnung 4.5 des Fluidkanals 4 sowie der Eingangskontakt 5.4 des elektrischen Leiters 5 und der Ausgangskontakt (nicht dargestel lt) des elektrischen Leiters 6 vorgesehen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die an einer gemeinsamen
Gehäuseaußenseite 2.1 vorgesehene Auslassöffnung 3.3 und Einlassöffnung 4.1 jeweils mit Anschlussflanschen 8 versehen, die zum Anschluss einer kombinierten elektrischen/fluidischen Leitung dienen. Bei dieser Leitung ist innerhalb eines Fluidkanals, der beispielsweise aus einem Schlauch gebildet ist, ein elektrischer Leiter angeordnet, sodass d ieser elektrische Leiter umfangsseitig durch einen Fluidkanal bzw. durch ein im Fluidkanal geführtes Fluid umgeben ist. Der Anschlussflansch 8 besteht aus einem äußeren Flanschelement 8.1 , das im Wesentl ichen hülsenförmig mit einer Innenöffnung ausgebildet ist und an der Auslassöffnung 3.3 bzw. Einlassöffnung 4.1 beispielsweise durch Verschraubung festlegbar ist. In der Innenöffnung des äußeren Flanschelements 8.1 ist ein kreisringförmiges Isol ierelement 9 vorgesehen, dessen Außendurchmesser an den Innendurchmesser der Innenöffnung des äußeren Flanschelements 8.1 angepasst ist. Das Isol ierelement 9 selbst weist wiederum eine Innenöffnung auf, durch die der erste Leiterabschnitt 5.1 , 6.1 des jeweil igen elektrischen Leiters 5, 6
hindurchgeführt ist. Innerhalb des Isol ierelements 9 sind Fluidkanäle 9.1 vorgesehen, die das Isol ierelement 9 in z-Richtung vol lständig durchdringen, sodass durch diese Fluidkanäle 9 ein im ersten Fluidkanalabschn itt 3.4 geführtes Fluid das Isolierelement 9 durchfließen kann. Mittels des Isolierelements 9 erfolgt vorzugsweise eine Zentrierung des ersten Leiterabschnitts 5.1 innerhalb der Auslassöffnung 3.3 bzw. der Einlassöffnung 4.1 . Die zuvor beschriebene Anordnung von Fluidkanälen 3, 4 bzw.
Fluidkanalabschnitten 3.4, 3.5, 4.3, 4.4 innerhalb des Gehäuses 2 bzw. die
Anordnung der elektrischen Leiter 5, 6 führt zu einer spiegelbildl ichen Anordnung der Eingangsöffnung 3.1 zur Durchgangsöffnung 3.2 des Flu idkanals 3, des Eingangskontakts 5.4 zum Durchgangskontakt 5.5 des elektrischen Leiters 5, des Ausgangskontakts (nicht dargestel lt) zum Durchgangskontakt 6.6 des elektrischen Leiters 6 sowie der Auslassöffnung 4.5 zur Durchlassöffnung 4.2 bezogen auf eine y-z-Ebene verlaufend mittig durch den Verteiler 1 , 1 1 ". Aufgrund dieser spiegelsymmetrischen Anordnung der Öffnungen der Fluidkanäle 3, 4 bzw. der Kontakte der elektrischen Leiter 5, 6 an den Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 können mehrere Verteiler 1 , 1 ', 1 " aneinander anschl ießend angeordnet werden, sodass insbesondere deren jeweil ige Gehäuseaußenseiten 2.3 an eine
Gehäuseaußenseite 2.4 des darauffolgenden Verteilers 1 ' sowie die
Gehäuseaußenseite 2.4 an die Gehäuseaußenseite 2.3 des vorhergehenden Verteilers 1 " anschl ießen. Beim deckungsgleichen Anordnen der Gehäuse 2 mehrerer Verteiler 1 , 1 ', 1 " gelangt jeweils die Durchlassöffnung 3.2 des
Verteilerkanals 2 deckungsgleich zur Anlage der Einlassöffnung 3.1 des daran anschl ießenden Verteilers 1 ', der Durchgangskontakt 5.5 des Verteilers 1 deckungsgleich gegenüber dem Eingangskontakt 5.4 und der Durchgangskontakt 6.6 des elektrischen Leiters 6 des Verteilers 1 deckungsgleich zur Anlage mit dem Ausgangskontakt (nicht dargestel lt) des Verteilers 1 '. Durch dieses
deckungsgleiche Gegenüberl iegen der Öffnungen bzw. Kontakte stehen jeweils die Fluidkanäle 3 und die Fluidkanäle 4 der aneinander anl iegenden, kaskadierten Verteiler 1 , 1 ', 1 " in fluiddichter Verbindung miteinander. Die elektrischen Leiter 5 sind jeweils durch die Übergänge zwischen einem Durchgangskontakt 5.5 und einem Eingangskontakt 5.4 elektrisch leitfäh ig miteinander verbunden. Ebenso sind die elektrischen Leiter 6 der kaskadierten Verteiler 1 , 1 ', 1 " über die deckungsgleich zueinander l iegenden Durchgangskontakte 6.6 bzw.
Ausgangskontakte (nicht dargestel lt) elektrisch leitfäh ig miteinander verbunden. Dadurch ist es mögl ich, an die in Figur 5 gezeigte Verteileranordnung bestehend aus den Verteilern 1 , 1 ', 1 " an die Einlassöffnung 4.1 des Verteilers 1 " eine Fluidleitung als Vorlauf, an die Auslassöffnung 4.5 des Verteilers 1 " eine
Fluidleitung als Rücklaufleitung anzuschl ießen und an den Eingangskontakt 5.4
des elektrischen Leiters 5 sowie den Ausgangskontakt (n icht dargestel lt) des elektrischen Leiters 6 eine elektrische Energieversorgung, insbesondere eine eine Gleichspannung l iefernde elektrische Energieversorgung anzulegen. Nach dem fluiddichten und elektrisch isol ierten Abschl ießen der Gehäuseaußenseite 2.3 des Verteilers 1 ', erfolgt durch die Verteileranordnung eine Verteilung des über die in der Einlassöffnung 4.1 angeschlossenen Fluidleitung mit dem unter Druck stehenden Fluid, welches in den Fluidkanälen 3 verteilt wird. Ebenso sind die elektrischen Leiter 5, 6 der Verteiler 1 , 1 ', 1 " mit der am Verteilerblock 1 " angeschlossenen elektrischen Energieversorgung verbunden.
Beim Anschluss von elektrischer Energie und ein unter Druck stehendes Fluid übertragenden Leitungen an die Anschlussflansche 8 der jeweil igen Verteiler 1 , 1 ', 1 " zur Versorgung von fluidgekühlten, elektrischen Antrieben wird ein
geschlossener elektrischer Stromkreis und ein geschlossener Fluidkreis gebildet, wobei der elektrische Leiter 5 vorzugsweise bei Verwendung einer elektrischen Energieversorgung als Gleichstromquel le den Pluspol und der elektrische Leiter 6 den Minuspol, der Fluidkanal 3 den Vorlauf und der Fluidkanal 4 den Rücklauf in den jeweil igen Verteilern 1 , 1 ', 1 " ausbildet. Dadurch ergibt sich beim Vorsehen von mehreren elektrischen Maschinen an einem Fahrzeug eine große
Bauraumeinsparung, da mittels der Verteileranordnung gleichzeitig die elektrische Energieversorgung der einzelnen elektrischen Maschinen und die Versorgung mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere einem Isol ieröl, zur Kühlung der jeweil igen elektrischen Maschinen bereitgestel lt wird. U m bei einer Versorgung mehrerer Verteiler 1 , 1 ', 1 " mit einem unter Druck stehenden Fluid eine lastabhängige Durchströmung der jeweil igen an den
Verteilern 1 , 1 ', 1 " angeschlossenen elektrischen Antrieben mit definierten Volumenströmen des Fluids und damit eine lastabhängige Kühl ung der
elektrischen Antriebe zu bewerkstel l igen, ist jeweils in einem Fluidkanal 3, 4 der Verteiler 1 , 1 ', 1 ", insbesondere in dem als Vorlauf ausgebildeten Fluidkanal 3 der jeweil igen Verteiler 1 , 1 ', T' eine Drossel 7 vorgesehen, die zur Steuerung des
Volumenstroms ausgebildet ist. Die Ausbildung der Drossel 7 innerhalb des Verteiler 1 , 1 ', 1 " kann auf unterschiedl iche Weise erfolgen. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel wird die Drossel 7 durch ein Scheibenpaar gebildet, wobei in die Scheiben des Scheibenpaares in z-Richtung diese Scheiben durchdringende Fluidkanäle vorgesehen sind. Durch Verdrehung der Scheiben zueinander kann der effektive Querschnitt der Fluidkanäle verändert werden, und zwar derart, dass bei deckungsgleicher Anordnung der Fluidkanäle der Scheiben ein maximaler Volumenstrom und bei ledigl ich teilweiser Überdeckung der Fluidkanäle ein verringerter Volumenstrom mögl ich ist. Dadurch ergibt sich eine stufenlose Regelung des Volumenstroms durch d ie Verdrehung der Scheiben zueinander.
Zur Ansteuerung der Drossel 7 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Motor 1 1 der insbesondere als Servomotor oder Schrittmotor ausgebildet ist, vorgesehen. Dieser Motor 1 1 ist an die Gehäuseaußenseite 2.2 angeordnet bzw. angeflanscht und treibt über eine in z-Richtung verlaufende Wel le 1 1 .1 zumindest die Drossel 7 an. Bei Ansteuerung des Motors 1 1 erfolgt eine Drehung der Wel le 1 1 .1 um deren Längsachse und damit eine Verdrehung zumindest einer Scheibe der Drossel 7, sodass diese gemäß dem benötigten Volumenstrom der an den
Verteiler 1 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 14 angesteuert wird.
Abweichend von der zuvor beschriebenen elektrischen Verstel lbarkeit der Drossel 7 kann eine Drossel 7 mit einer mechanischen Ansteuerung, beispielsweise mit einem Temperaturdehnungselement vorgesehen sein.
Die Ansteuerung des Motors 1 1 erfolgt durch die Generierung eines Messsignals über ein Temperaturmesselement 1 3, das an dem mit dem Verteiler 1
verbundenen elektrischen Verbraucher 14 oder innerhalb des den Rücklauf bildenden Fluidkanals 4, insbesondere dem ersten Fluidkanalabschnitt 4.3 angeordnet ist. Über dieses Temperaturmesselement 1 3 wird eine elektrische Regelgröße generiert, die in einer Ansteuerschaltung in ein Ansteuersignal für den Motor 1 1 umgesetzt wird. Dabei wird bei steigender Temperatur am
Temperaturmesssensor ein Ansteuersignal derart generiert, dass die Drossel 7 zur
Vergrößerung des Volumenstroms angesteuert wird. Im Falle einer sinkenden Temperatur im Fluidkanal 4 erfolgt eine Verringerung des Volumenstroms über die Drossel 7. Dadurch wird eine Kühlung des an den Verteiler 1 angeschlossenen elektrischen Verbrauchers mit dem Ziel der Erreichung einer mögl ichst
konstanten, lastunabhängigen Temperatur des elektrischen Verbrauchers erreicht. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung der Drossel 7 stetig.
Im Fal le des Betriebs mehrerer an der Verteileranordnung angeschlossenen elektrischen Maschinen bestimmt der Verteiler 1 , 1 ', 1 " bzw. der aus dem
Verteiler 1 , 1 ', 1 " und der daran angeschlossenen elektrischen Maschine gebildete Teilkreis mit den höchsten Durchströmungsverlusten den erforderl ichen Druck, mit dem die Verteileranordnung gespeist werden muss. Im Fal le einer ungleichen Lastverteilung der einzelnen an den Verteilern 1 , 1 ', 1 " angeschlossenen elektrischen Maschinen werden die Motoren 1 1 der einzelnen Verteiler 1 , 1 ', 1 " unabhängig voneinander derart angesteuert, dass sich für die elektrischen
Masch inen der erforderl iche Volumenstrom ergibt.
Durch die den einzelnen Verteilern 1 , 1 ', 1 " zugeordnete elektrische Sicherung 1 0 sind diese getrennt voneinander elektrisch abgesichert, sodass im Fal le eines Kurzschlusses oder einer Überlast die elektrisch leitfäh ige Verbindung zwischen dem zweiten Leiterabschnitt 6.2 und dem dritten Leiterabschnitt 6.3 des elektrischen Leiters 6 durchtrennt wird und damit der elektrische Verbraucher 14, der an den jeweil igen Verteiler 1 , 1 ', 1 " angeschlossen ist, von der elektrischen Energieversorgung abgetrennt ist.
In den Figuren 7 bis 9 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäßer Verteiler 1 a unter Bezugnahme auf ein kartesisches Koordinatensystem gezeigt.
Der wesentl iche Aufbau des Verteilers 1 a ist identisch zu dem Aufbau des Verteilers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden ledigl ich
die Merkmale beschrieben, die unterschiedl ich zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. Im Übrigen sei auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.
Der Verteiler 1 a ist zum Anschluss an ein Paar von kombinierten
elektrischen/fluidischen Leitungen, die aus einer Fluidleitung mit zumindest einem Fluidkanal und zumindest einem in diesem Fluidkanal aufgenommenen elektrischen Leiter bestehen, ausgebildet, um durch dieses Paar von Leitungen einen elektrischen Verbraucher 14 zu betreiben. Der Verteiler 1 a weist hierzu an den gegenüberliegenden Gehäuseaußenseiten 2.4 und 2.6 jeweils ein Paar von Anschlussflanschen 8 auf, an denen die kombinierten elektrischen/fluidischen Leitungen anschl ießbar sind. Mittels dieser Anschlussflansche 8 wird eine fluidische Verbindung zwischen der Fluidleitung und dem jeweil igen Fluidkanal
3.4 sowie eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter der kombinierten elektrischen/fluidischen Leitung und dem jeweil igen
elektrischen Leiter 5, 6 des Verteilers 1 a hergestel lt.
Wie in der Schnittdarstel lung gemäß Fig. 9 ersichtl ich, weist das Gehäuse 2 des Verteilers 1 a eine paral lel zur y-Achse zwischen den Fluidkanalabschnitten 3.4,
3.5 verlaufende Bohrung 1 6 auf, die sich von der Gehäuseaußenseite 2.5 in das Gehäuse 2 hinein erstreckt. Von dieser Bohrung 1 6 seitl ich abzweigend sind
Kanäle 1 6.1 , 1 6.2 vorgesehen, über die eine fluidische Verbindung zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 und dem zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5 hergestel lt wird. In d ie Bohrung 1 6 ist ein Volumenstromregelelement 1 7 eingebracht, das im Wesentl ichen aus einem Sockel 1 7.1 , einer vom Sockel abstehenden Spindel 1 7.2, einem die Spindel 1 7.2 in einer Teil länge umgebenden Temperaturausdehnungselement 1 7.3 und einer am
Temperaturausdehnungselement 1 7.3 angeordneten Drossel in Form eines Kolbens 7 besteht, der in der Bohrung 1 6 geführt ist. Der Kolben 7 ist
verschiebbar an der sich paral lel zur y-Achse erstreckenden Spindel 1 7.2 gehalten und ist in y-Richtung durch die Spindel 1 7.2 bzw. die Bohrung 1 6 geführt verschiebbar. Abhängig von der Position des Kolbens 7 wird die fluid ische
Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Fluidkanalabschnitt 3.4, 3.5 völ l ig geöffnet bzw. ganz oder teilweise geschlossen, so dass abhängig von der Stel lung des Kolbens 7 ein definierter Volumenstrom des im zweiten Fluidkanalabschnitt 3.5 geführten Fluids in den Fluidkanalabschnitt 3.4 fl ießen kann.
Bevorzugt wird die Stellung des Kolbens 7 durch das
Temperaturausdehnungselement 1 7.3 beeinflusst. Das
Temperaturausdehnungselement 1 7.3 weist einen nach außen h in
abgeschlossenen Innenraum auf, in den das freie Ende der Spindel 1 7.2
hineinragt. In diesem Innenraum ist zudem ein Dehnstoff eingebracht, der bei
Änderung seiner Temperatur eine signifikante Volumenänderung erfährt, und zwar derart, dass sich das Volumen des Dehnstoffs mit steigender Temperatur vergrößert. Bevorzugt ist das Temperaturausdehnungselement 1 7.3 thermisch mit dem im Fluidkanal 4 geführten Fluid gekoppelt, so dass eine Temperaturänderung des Fluids eine Volumenänderung des Dehnstoffs und damit eine Verschiebung des Kolbens 7 in y-Richtung bewirkt.
Steigt die Temperatur des im Fluidkanal 4 geführten Flu ids aufgrund einer erhöhten Wärmeentwicklung in dem am Verteiler 1 a angeschlossenen,
elektrischen Verbraucher 14 an, bewirkt diese Temperaturerhöhung eine
Volumenvergrößerung des Dehnstoffs im Temperaturausdehnungselement 1 7.3. Durch die Volumenvergrößerung wird ein Druck auf die Spindel 1 7.2 ausgeübt, so dass sich der Kolben 7 in negative y-Richtung, d.h. in Richtung des Fluidkanals 4 verschiebt. Dadurch wird der zuvor zumindest teilweise vom Kolben 7 verschlossene Kanal 1 6.1 zunehmend geöffnet und ein erhöhter Volumenstrom zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 und dem zweiten
Fluidkanalabschnitt 3.5 bewirkt. Dadurch kann in dem den Vorlauf bildenden Fluidkanal 3 ein höherer Volumenstrom des Fluids zu dem elektrischen
Verbraucher 14 fl ießen, so dass dieser eine erhöhte Kühlung erfährt. U m
Temperaturänderungen am elektrischen Verbraucher 14 am Verteiler 1 a erkennen zu können, ist zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt 3.4 und dem zweiten
Fluidkanalabschnitt 3.5 eine Mindestleckage vorgesehen, so dass stets ein
Mindestfluiddurchfluss durch den elektrischen Verbraucher 14 bzw. den Verteiler 1 a vorhanden ist. Durch das ein Temperaturausdehnungselement 1 7.3
aufweisende Volumenstromregelelement 1 7 ist damit eine rein passive Steuerung des Volumenstroms durch den Verteiler 1 a mögl ich.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das
Temperaturausdehnungselement 1 7.3 beheizbar ausgebildet, so dass die rein passive Funktionalität des Volumenstromregelelements 1 7 durch das Beheizen auch aktiv beeinflusst werden kann. Vorzugsweise weist die Spindel 1 7 in dem Bereich, der in das Temperaturausdehnungselement 1 7.3 hineinragt, ein
Heizelement auf, das mit der elektrischen Anschlussstel le 1 5 mittels elektrischer Leiter leitfähig verbunden ist. Durch Zuführung von elektrischer Energie über die elektrischen Leiter erfolgt eine aktive, von der Temperatur des Fluids im
Fluidkanal 4 unabhängige Aufheizung des Temperaturausdehnungselements 1 7.3 und damit eine Verschiebung des Kolbens. So ist es beispielsweise mögl ich, am elektrischen Verbraucher 14 ein Temperaturmesselement vorzusehen und bei stark ansteigender Temperatur beispielsweise in Folge einer sprungförmigen Laständerung einen erhöhten Volumenstrom durch Aufheizen des
Temperaturausdehnungselements 1 7.3 zu bewirken. Damit wird eine verbesserte Reaktionsfähigkeit bei sprungförmigen Temperaturänderungen am elektrischen Verbraucher 14 erreicht.
Bevorzugt weisen die an der Gehäuseaußenseite 2.1 des Verteilers 1 a
vorgesehenen Anschlussflansche 8 einen geringeren Durchmesser auf, so dass dort kombinierte elektrische/fluidische Leitungen anschl ießbar sind, der
Fluidkanäle bzw. elektrische Leiter einen kleineren Querschnitt aufweisen als die an den Anschlussflanschen 8 der Gehäuseaußenseiten 2.3, 2.4 anschl ießbaren Leitungen. Dadurch ist es mögl ich, in ein Leitungspaar gebildet aus zwei kombinierten elektrischen/fluidischen Leitungen nacheinander mehrere Verteiler
1 a zu integrieren und durch diese Verteiler 1 a volumenstromgesteuert jeweils einen elektrischen Verbraucher 14 zu betreiben.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Ansch lussflansch 8 am Gehäuse 2 auswechselbar angeordnet. Die in den Figuren 1 - 5 gezeigte Ausführungsform der Ansch lussflansche 8 ermögl icht die Versorgung einer einzelnen elektrischen Masch ine mit elektrischer Energie und einem unter Druck stehenden Fluid.
Darüber hinaus können an dem Verteiler 1 , 1 1 ", 1 a Anschlussflansche 8 derart vorgesehen werden, dass an die einzelnen Anschlussflansche 8 mehrere Leitungen zur Übertragung elektrischer Energie und eines unter Druck stehenden Fluids angeschlossen werden können und damit durch einen Verteiler 1 , 1 ', 1 ", 1 a gleichzeitig mehrere elektrische Verbraucher 14, insbesondere solche mit geringen Leistungsanforderungen anschl ießbar sind. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Anschlussflansche 8
verpolungssicher ausgebildet. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass an dem äußeren Anschlussflanschelement 8.1 ein Außengewinde 8.2 vorgesehen ist, das sich von dem Außengewinde 8.2 des Weiteren am Verteiler 1 , 1 ', 1 ", 1 a vorgesehenen, äußeren Anschlussflanschelement 8.1 in der Gewindesteigung und/oder in der Gewinderichtung unterscheidet. Vorzugsweise ist an den
Anschlussflanschen 8 jeweils eines Verteilers 1 , 1 ', 1 ", 1 a ein Rechtsgewinde und ein Linksgewinde vorgesehen.
Besonders bevorzugt ist der Motor 1 1 sowie die elektrische Sicherung 1 0 durch einen abmontierbaren Deckel 1 2 abgedeckt ausgebildet. Dadurch ist der Motor 1 1 und die elektrische Sicherung 1 0 vor äußeren Einflüssen, insbesondere
Witterungseinflüssen geschützt am Verteiler 1 , 1 ', 1 ", 1 a angeordnet.
Besonders bevorzugt ist das Gehäuse 2 elektrisch leitfäh ig, insbesondere als Gehäuseblock aus Metal l gebildet. Das elektrisch leitfäh ige Gehäuse stel lt ein einheitl iches Massepotential zwischen den am Verteiler 1 angeschlossenen
Komponenten, d.h. den elektrischen Maschinen, den elektrischen Leitungen sowie vorzugsweise dem Aufbau des Fahrzeugs, an dem der Verteiler 1 angeordnet ist, her. Dadurch ergibt sich eine vol lständige Abschirmung von aus den
Leiterabschnitten 5.1 , 5.2, 6.1 , 6.2, 6.3, 6.4 abgestrahlten elektromagnetischen Wel len, die durch Strom- bzw. Spannungsschwankungen auf den jeweil igen elektrischen Leiter 5, 6 auftreten. Diese elektromagnetischen Wel len werden durch das elektrisch leitfähige Gehäuse 2 abgeschirmt, sodass sich eine hohe EMV-Festigkeit gegenüber den den Verteiler 1 , 1 ', 1 ", 1 a umgebenden
elektrischen Komponenten ergibt.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung mögl ich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 , V, 1 ", 1 a Verteiler
2 Gehäuse
2.1 - 2.6 Gehäuseaußenseiten
3 Fluidkanal
3.1 Einlassöffnung
3.2 Durch lassöffnung
3.3 Auslassöffnung
3.4 erster Fluidkanalabschnitt
3.5 zweiter Fluidkanalabschnitt
4 Fluidkanal
4.1 Einlassöffnung
4.2 Durch lassöffnung
4.3 erster Fluidkanalabschnitt
4.4 zweiter Flu idkanalabschnitt
4.5 Auslassöffnung
5 elektrischer Leiter
5.1 erster Leiterabschnitt
5.2 zweiter Leiterabschnitt
5.3 Ausgangskontakt
5.4 Eingangskontakt
5.5 Durchgangskontakt
6 elektrischer Leiter
6.1 erster Leiterabschnitt
6.2 zweiter Leiterabschnitt
6.3 dritter Leiterabschnitt
6.4 vierter Leiterabschnitt
6.5 Eingangskontakt
6.6 Durchgangskontakt
7 Drossel / Kolben
8 Anschlussflansch
8.1 äußeres Anschlussflanschelement
8.2 Außengewinde
9 Isolierelement
9.1 Fluidkanal
10 elektrische Sicherung
11 Motor
11.1 Welle
12 Abdeckung
13 Temperaturmesselement
14 elektrischer Verbraucher
15 elektrische Anschlussstelle
16 Bohrung
16.1, 16.2 Kanal
17 Volumenstromregelelement
17.1 Sockel
17.2 Spindel
17.3 Temperaturausdehnungselement x, y, z Achsen eines dreidimensionalen, kartesischen
Koordinatensystems
Claims
Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie hoher Leistung und eines unter Druck stehenden Fluids umfassend zumindest einen Fluidkanal (3, 4) und zumindest einen elektrischen Leiter (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (3, 4) eine Einlass-, eine Durchlass- und eine Auslassöffnung (3.1 , 3.2, 3.3, 4.1 , 4.2) aufweist, dass der elektrische Leiter (5, 6) einen Eingangs-, einen Durchgangs- und einen Ausgangskontakt (5.3, 5.4, 5.5, 6.5, 6.6) aufweist, dass der elektrische Leiter (5, 6) zumindest teilweise im Fluidkanal (3, 4) geführt ist und dass im Fluidkanal (3) Mittel zur Volumenstromregelung (7) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei
Fluidkanäle (3, 4) vorgesehen sind, wobei ein Fluidkanal (3) als Vorlauf und der weitere Fluidkanal (4) als Rücklauf ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Fluidkanälen (3, 4) jeweils zumindest ein elektrischer Leiter (5, 6) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Volumenstromregelung (7) in dem den Vorlauf bildenden
Fluidkanal (3) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel zur Volumenstromregelung (7) durch eine Drossel gebildet sind, deren Betätigung durch einen elektrischen Aktuator (1 1 ) oder ein Temperaturausdehnungs-element (1 7.3) erfolgt.
6. Vorrichtung nach Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Volumenstromregelung (7) mit zumindest einem
Temperaturmesselement (1 3) zusammenwirken, das im den Rücklauf bildenden Fluidkanal (4) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein insbesondere quader- bzw. blockförmig ausgebildetes Gehäuse (2) mit mehreren Gehäuseaußenseiten (2.1 - 2.6), wobei mehrere derartiger Gehäuse (2) zu einer Verteileranordnung kaskadierbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein lassoder Auslassöffnung (3.1 ) und die Durchlassöffnung (3.2, 4.2) des zumindest einen Fluidkanals (3, 4) an einander gegenüberl iegenden Seiten (2.3, 2.4) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangs- oder Ausgangskontakt (5.4) und der Durchgangskontakt (5.5, 6.6) des zumindest einen elektrischen Leiters (5, 6) an einander
gegenüberl iegenden Seiten (2.3, 2.4) vorgesehen sind.
1 0. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen spiegelsymmetrische Anordnung von Einlass- oder
Auslassöffnungen (3.1 ) und Durchlassöffnungen (3.2, 4.2) sowie Eingangsoder Ausgangskontakten (5.4) und Durchgangskontakten (5.5, 6.6) an einander gegenüberl iegenden Seiten (2.3, 2.4).
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Verteilermodul, wobei jeweils ein Verteilermodul über den zumindest einen angeschlossenen elektrischen Verbraucher (14) zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und eines gesch lossenen Kühlkreises ausgebildet ist.
1 2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Anschlussflansch (8), wobei der Anschlussflansch (8) auswechselbar zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedl iche elektrische Leistungen ausgebildet ist.
1 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei
Anschlussflansche (8) zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises und
eines geschlossenen Kühlkreises vorgesehen sind und dass die
Anschlussflansche (8) Mittel zur Verhinderung einer Verpolung aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine elektrische Sicherung (1 0) gegen Überlast oder Kurzschluss vorgesehen ist.
1 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das insbesondere quader- bzw. blockförmig ausgebildete Gehäuse (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
1 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausdehnungselement (1 7.3) thermisch mit dem den Rücklauf bildenden Fluidkanal (4) gekoppelt ist.
1 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausdehnungselement (1 7.3) beheizbar ausgebildet ist.
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Non-Patent Citations (1)
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