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Die Erfindung betrifft ein Lagerschild für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine elektrische Maschine mit wenigstens einem solchen Lagerschild.
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Ein solches Lagerschild für eine elektrische Maschine ist beispielsweise der
DE 10 2010 000 710 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Lagerschild weist wenigstens eine Aufnahme für ein Lager auf. Die Aufnahme ist dabei als Durchgangsöffnung ausbildet. Das Lager ist zumindest teilweise in der Aufnahme anordenbar und somit über die Aufnahme am Lagerschild befestigbar. Mittels des Lagers wird eine Welle der elektrischen Maschine an dem Lagerschild um eine Drehachse relativ zu dem Lagerschild drehbar gelagert.
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Das Lagerschild weist ferner wenigstens eine Wandung auf, die sich insbesondere in radialer Richtung der Welle beziehungsweise der Drehachse an die Aufnahmeöffnung anschließt. Mittels der Wandung ist ein Aufnahmeraum der elektrischen Maschine zumindest teilweise zu begrenzen. Mit anderen Worten ist im fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine ein Aufnahmeraum dieser zumindest teilweise durch die Wandung begrenzt. Insbesondere ist der Aufnahmeraum in axialer Richtung der Welle und somit der elektrischen Maschine zumindest teilweise durch die Wandung begrenzt. Der Aufnahmeraum ist ein Innenraum der elektrischen Maschine, welcher beispielsweise in radialer Richtung durch wenigstens ein Gehäuseelement der elektrischen Maschine begrenzt wird. Die über das Lager an dem Lagerschild zu lagernde Welle ist zumindest teilweise und beispielsweise zumindest überwiegend – im fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine – in dem Aufnahmeraum (Innenraum) aufgenommen. Der Aufnahmeraum dient ferner zum zumindest teilweisen Aufnehmen von Komponenten der elektrischen Maschine. Bei einer ersten dieser Komponenten kann es sich um einen Stator der elektrischen Maschine handeln. Bei einer zweiten der Komponenten kann es sich um einen mit dem Stator korrespondierenden Rotor der elektrischen Maschine handeln, welcher in dem Aufnahmeraum zumindest teilweise aufgenommen ist.
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An dem Lagerschild der
DE 10 2010 000 710 A1 ist wenigstens ein Leitungselement in Form einer Stromführung angeordnet, wobei diese Stromführung auf einer – bezogen auf den fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine – dem Aufnahmeraum zugewandten Innenseite des Lagerschilds angeordnet ist. Die Stromführung dient zum Verbinden wenigstens einer ersten Wicklung des Stators mit einem Stromanschluss und/oder mit einer weiteren Wicklung des Stators.
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Die
US 2003/0200761 A1 offenbart einen Elektromotor mit einem integrierten Inverter. Der Elektromotor umfasst ein Gehäuse, wobei ein Inverterkreis an dem Gehäuse fixiert ist. Der Inverter dient zum Umwandeln von Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lagerschild und eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserte und insbesondere elektrische Verbindung wenigstens einer Komponente der elektrischen Maschine mit wenigstens einer weiteren Komponente ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Lagerschild mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Lagerschild der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte und insbesondere elektrische Verbindung wenigstens einer ersten Komponente der elektrischen Maschine mit wenigstens einer weiteren Komponente realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wandung des Lagerschilds wenigstens einen Kanal aufweist. Der Kanal ist zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend durch wenigstens einen Bereich der Wandung – bezogen auf den fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine – zum Aufnahmeraum hin geschlossen und somit vom Aufnahmeraum zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend getrennt. Ferner ist der Kanal zum zumindest teilweisen Aufnehmen wenigstens eines Leitungselements ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Leitungselement, welches beispielsweise als elektrisches Leitungselement zum Übertragen von elektrischem Strom und/oder elektrischen Signalen ausgebildet ist, zumindest teilweise in den Kanal aufnehmbar ist. Mit anderen Worten kann das Leitungselement zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend in den Kanal und somit in das Lagerschild eingebettet werden. Im in den Kanal eingebetteten Zustand ist das Leitungselement jedoch – bezogen auf dessen Längserstreckung – zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend mittels des Bereichs der Wandung vom Aufnahmeraum getrennt.
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Dies bedeutet, dass der Bereich der Wandung das Leitungselement in axialer Richtung zum Aufnahmeraum hin zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend überdeckt. Dadurch kann das Leitungselement beispielsweise vor wenigstens einer sich im Aufnahmeraum befindenden Flüssigkeit geschützt werden. Darüber hinaus kann der Bauraumbedarf der elektrischen Maschine insbesondere in ihrer axialen Richtung besonders gering gehalten werden, da das Leitungselement insbesondere in axialer Richtung in den Kanal eingebettet werden kann und somit nicht aufträgt. Das Leitungselement kann entlang des Kanals geführt werden, wobei diese Leitungsführung im Inneren des Lagerschilds erfolgt. Somit wird das Lagerschild, insbesondere die Wandung und insbesondere der Bereich der Wandung, zum mechanischen Schutz des Leitungselements genutzt.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass eine elektrische Maschine üblicherweise im Aufnahmeraum mit einer Flüssigkeit gekühlt und/oder geschmiert wird. Bei dieser Flüssigkeit handelt es sich beispielsweise um ein Schmiermittel, insbesondere Öl. Beispielsweise wird die elektrische Maschine in ihrem Inneren, das heißt in dem Aufnahmeraum durch einen Ölnebel gekühlt.
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Die elektrische Maschine wird bei jeweiligen Anwendungen, insbesondere bei einer Anwendung in einem Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, mit wenigstens einer weiteren, insbesondere elektrischen Komponente elektrisch verbunden. Bei dieser weiteren Komponente kann es sich um einen Inverter handeln, welcher auch als „Wechselrichter” bezeichnet wird. Um die elektrische Maschine mit der weiteren Komponente elektrisch zu verbinden, wird beispielsweise wenigstens eine in dem Aufnahmeraum angeordnete elektrische Komponente der elektrischen Maschine mit der weiteren Komponente über wenigstens eine Leitung elektrisch verbunden.
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Infolge der zuvor beschriebenen Kühlung der elektrischen Maschine ist jedoch eine elektrische Kontaktierung der wenigstens einen in den Aufnahmeraum angeordneten Komponente mit der Leitung und eine Führung der Leitung aus dem Aufnahmeraum heraus in einem unteren Bereich der elektrischen Maschine nicht oder nur sehr aufwendig darstellbar, da es infolge einer solchen Durchführung im unteren Bereich der elektrischen Maschine zu Undichtigkeiten kommen kann. Infolge dieser Undichtigkeiten könnte das Öl aus dem Aufnahmeraum unerwünschterweise austreten. Um dies zu vermeiden, sind sehr aufwendige Abdichtmaßnahmen erforderlich.
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Um diese aufwendigen Abdichtmaßnahmen zu vermeiden und dennoch die Leitung aus dem Aufnahmeraum herauszuführen, um dadurch die elektrische Maschine mit der weiteren Komponente elektrisch zu verbinden, werden üblicherweise besonders lange Leitungen verwendet, welche sich von der elektrischen Maschine zur weiteren Komponente erstrecken. Eine solche Leitung führt beispielsweise vom unterhalb der elektrischen Maschine angeordneten Inverter zur elektrischen Trennstelle in einem oberen Bereich der elektrischen Maschine. Aufgrund ihrer großen Länge weisen die Leitungen einen hohen Bauraumbedarf auf. Zudem sind zusätzliche Trennstellen erforderlich, welche gegen Umwelteinflüsse und/oder Berührungen geschützt werden müssen. Die besonders große Länge der Leitungen führt ferner dazu, dass Schaltimpulse des Inverters abgestrahlt werden. Dadurch kann es – falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind – zu EMV-Störungen kommen (EMV – elektromagnetische Verträglichkeit).
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Diese Probleme können durch die Anordnung beziehungsweise Anordenbarkeit des Leitungselements in dem Kanal des Lagerschilds vermieden werden. Dabei ist möglich, das Leitungselement auf kurzem Weg zur weiteren Komponente zu führen, welche beispielsweise in radialer Richtung unterhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Leitungselement als flache Stromschiene ausgebildet ist. Somit kann anstelle von Rundleitern eine flache Stromschiene verwendet werden, welche gegenüber einem Rundleiter weniger Bauraum bei gleicher Stromtragfähigkeit benötigt. Dieser Ersatz von Rundleitern durch Stromschienen führt auch zu einer Gewichtsreduzierung der elektrischen Maschine insgesamt.
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Darüber hinaus kann eine zumindest nahezu freie Wahl von Kontaktierungsstellen geschaffen werden, an welchen die elektrische Maschine mit der weiteren Komponente elektrisch kontaktiert wird. Beispielsweise kann ein Anschlusspunkt, an dem das Leitungselement mit Statorwicklungen der elektrischen Maschine elektrisch verbunden ist, zumindest nahezu frei gewählt werden, ohne hierzu eine etwaige Anordnung von weiteren Komponenten rund um die elektrische Maschine berücksichtigen zu müssen.
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Als das Leitungselement kann eine Steuerleitung zum Steuern oder Regeln der elektrischen Maschine verwendet werden. Alternativ kann es sich bei dem Leitungselement auch um eine Sensorleitung handeln, über welche elektrische Signale, die von wenigstens einem Sensor bereitgestellt werden, übertragen werden können. Durch die Anordnung des Leitungselements in dem Lagerschild kann dieses auch vor Berührungen geschützt werden.
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Die Anordnung beziehungsweise Anordenbarkeit des Leitungselements in dem Kanal des Lagerschilds ermöglicht es ferner, den Anschlusspunkt beziehungsweise Kontaktierungsstellen derart zu wählen, dass die Länge des Leitungselements besonders gering gehalten werden kann. Dadurch können Störsignalaussendungen und daraus resultierende EMV-Störungen zumindest gering gehalten werden. Mit anderen Worten lässt sich eine EMV-gerechte Leitungsführung realisieren bei gleichzeitiger Optimierung des EMV-Verhaltens.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische und perspektivische Seitenansicht einer elektrischen Maschine mit einem Lagerschild, welches wenigstens eine Wandung mit zumindest einem Kanal aufweist, in dem wenigstens ein Leitungselement aufgenommen ist; und
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2 eine schematische Vorderansicht der elektrischen Maschine.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 und 2 zeigen eine im Ganzen mit 10 bezeichnete elektrische Maschine. Die elektrische Maschine 10 kommt beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, zum Einsatz. Dabei kann die elektrische Maschine 10 beispielsweise in einem Motorbetrieb als Elektromotor zum Antreiben des Kraftwagens verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Maschine 10 in einem Generatorbetrieb betrieben werden. Im Generatorbetrieb stellt die elektrische Maschine 10 elektrische Energie, das heißt elektrischen Strom bereit, mittels welchem wenigstens ein elektrischer Verbraucher des Kraftwagens versorgt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Strom in wenigstens eine Batterie eingespeist und gespeichert werden. Der Antriebsstrang ist beispielsweise als hybrider Antriebsstrang ausgebildet und umfasst zusätzlich zu der elektrischen Maschine 10 eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftwagens. Hierbei ist der Kraftwagen als Hybrid-Fahrzeug ausgebildet.
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Der Kraftwagen kann jedoch auch als Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Hierbei umfasst der Antriebsstrang keine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftwagens. Die elektrische Maschine 10 ist jedoch auch für andere Anwendungsfälle ohne weiteres verwendbar. Die elektrische Maschine 10 kann beispielsweise als Synchron-Maschine oder Asynchron-Maschine ausgebildet sein. Beispielsweise ist die elektrische Maschine 10 als getriebeintegrierte elektrische Maschine 10 (GEM) ausgebildet. Dies bedeutet, dass die elektrische Maschine 10 beispielsweise in ein Getriebe des hybriden Antriebsstrangs integriert ist. Dabei ist die elektrische Maschine 10 beispielsweise in einem Getriebegehäuse aufgenommen. Alternativ ist es denkbar, dass die elektrische Maschine 10 in eine andere Komponente integriert oder in einem eigenen, separaten Gehäuse aufgenommen ist.
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Aus 1 ist ein Gehäuseelement 12 der elektrischen Maschine 10 erkennbar. Durch das Gehäuseelement 12 ist ein Aufnahmeraum der elektrischen Maschine 10 in radialer Richtung begrenzt. Die elektrische Maschine 10 umfasst darüber hinaus ein Lagerschild 14, welches sich beispielsweise in axialer Richtung der elektrischen Maschine 10 an das Gehäuseelement 12 anschließt und mit diesem verbunden ist. Im fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine 10 nimmt das Lagerschild 14 eine Einbaulage ein, in welcher durch das Lagerschild 14 der Aufnahmeraum in axialer Richtung der elektrischen Maschine 10 zumindest teilweise begrenzt ist.
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Das Lagerschild 14 weist eine Aufnahme in Form einer Durchgangsöffnung 16 auf. Die Durchgangsöffnung 16 ist eine Lageraufnahme zum Aufnehmen wenigstens eines Lagers. Mit anderen Worten kann wenigstens ein Lager in der Lageraufnahme angeordnet und dadurch am Lagerschild 14 gehalten werden. Das Lager dient zum Lagern wenigstens einer in 1 nicht erkennbaren Welle der elektrischen Maschine 10. Im fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine 10 ist die Welle zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend im Aufnahmeraum angeordnet. Die Welle ist somit im fertig hergestellten Zustand der elektrischen Maschine 10 um eine Drehachse relativ zum Lagerschild 14 und zum Gehäuseelement 12 drehbar gelagert. Das Lager ist beispielsweise als ein Lagerelement in Form eines Wälzlagers ausgebildet.
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Das Lagerschild 14 umfasst darüber hinaus wenigstens eine Wandung 18, welche sich in radialer Richtung an die Durchgangsöffnung 16 anschließt. Dies bedeutet, dass die Durchgangsöffnung 16 durch die Wandung 18 begrenzt ist. Das in der Durchgangsöffnung 16 zumindest teilweise angeordnete Lager stützt sich dabei an der Wandung 18 ab. Durch die Wandung 18 ist der Aufnahmeraum in axialer Richtung zumindest teilweise begrenzt. Vorliegend ist der Aufnahmeraum durch die Wandung 18 zumindest teilweise zu einer ersten Seite 19 hin in axialer Richtung begrenzt.
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In Zusammenschau mit 2 ist besonders gut erkennbar, dass die Wandung 18 wenigstens einen Kanal 20 aufweist, welcher zumindest teilweise durch wenigstens einen Wandungsbereich 22 der Wandung 18 zum Aufnahmeraum hin geschlossen und zum zumindest teilweisen Aufnehmen von Leitungselementen in Form von flachen Stromschienen 24 ausgebildet ist. Bei dem Kanal 20 handelt es sich um eine Führung, entlang welcher die Stromschienen 24 geführt sind. Der Kanal 20 kann als Einbuchtung oder Hohlbereich ausgebildet sein. Vorliegend ist der Kanal 20 als Ausnehmung einer vom Aufnahmeraum abgewandten Oberfläche 26 der Wandung 18 ausgebildet und zu einer vom Aufnahmeraum abgewandten Außenseite 28 des Lagerschilds 14 hin offen.
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Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass der elektrischen Maschine 10 ein Inverter 30 zugeordnet ist. Der Inverter 30 umfasst ein Gehäuse 32, in welchem wenigstens eine elektrische Komponente des Inverters 30 angeordnet ist. Durch das Gehäuse 32 ist ein weiterer Aufnahmeraum des Inverters 30 begrenzt, wobei in dem weiteren Aufnahmeraum die wenigstens eine Komponente des Inverters 30 angeordnet ist.
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In einer nicht dargestellten alternativen Ausführung eines erfinderischen Lagerschilds ist anstelle des Inverters 30 eine einfach Steck- oder Schraubverbindung von elektrischen Leitugnen angeordnet, über die die elektrische Maschine mit anderen Komponenten leitend verbindbar ist.
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Während eines Genartorbetriebs der elektrischen Maschine 10 wird beispielsweise eine dreiphasige Wechselspannung beziehungsweise ein dreiphasiger Wechselstrom bereitgestellt, welche beziehungsweise welcher über die Stromschienen 24 von der elektrischen Maschine 10 zum Inverter 30 geführt wird. Die Wechselspannung beziehungsweise der Wechselstrom wird mittels des Inverters 30 in Gleichspannung beziehungsweise Gleichstrom umgewandelt, der dann in einer Batterie gespeicerht werden kann oder anderen Gleichstromverbrauchern zur Verfügung steht. Jeweils eine der Stromschienen 24 ist dabei einer der Phasen der Wechselspannung zugeordnet. Die Stromschienen 24 stellen beispielsweise Anschlüsse für drei Phasen einer Stern- oder Dreiecksschaltung einer Drei-Phasen-Drehstrommaschine (zum Beispiel PSM) dar.
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Im Motorbetrieb wird über den Inverter 30 die Gleichspannung aus der Batterie in eine Wechselspannung, hier dreiphasige Wechselspannung, umgewandelt, die über die Stromschienen 24 an die Anschlüsse des Stators weitergeleitet werden und dort für einen Antrieb des Rotors und somit der elektrischen Maschine sorgen.
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Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass in der dargestellten Ausführung das Lagerschild 14 und das Gehäuse 32 des Inverters 30 einstückig miteinander ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass durch das Lagerschild 14 ein Gehäuseelement in Form des Gehäuses 32 für den Inverter 30 gebildet ist. Beispielsweise in fertig hergestelltem Zustand des Kraftwagens nimmt die elektrische Maschine 10 eine Einbaulage ein, wobei der Inverter 30 bezogen auf diese Einbaulage in Fahrzeughochrichtung und in radialer Richtung der elektrischen Maschine 10 unterhalb dieser angeordnet ist.
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In Kanal 20 ist darüber hinaus wenigstens ein weiteres Leitungselement in Form einer Sensorleitung 34 zumindest teilweise aufgenommen. Die Sensorleitung 34 dient zum Übertragen von elektrischen Signalen, welche von wenigstens einem im Aufnahmeraum angeordneten Sensor der elektrischen Maschine 10 bereitgestellt werden.
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Die Stromschienen 24 sind einenends an jeweiligen Anschlusspunkten 36, welche auch als „Kontaktierungspunkte” bezeichnet werden, mit wenigstens einer in dem Aufnahmeraum der elektrischen Maschine 10 angeordneten Komponente, insbesondere mit Wicklungen der elektrischen Maschine 10, elektrisch verbunden. Hierzu mündet der Kanal 20 beispielsweise über jeweilige, an den Anschlusspunkten 36 vorgesehene Durchgangsöffnungen in den Aufnahmeraum der elektrischen Maschine 10, so dass die jeweiligen Stromschienen 24 über die Durchgangsöffnungen an den Anschlusspunkten 36 mit der wenigstens einen Komponente im Aufnahmeraum elektrisch kontaktiert werden können.
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Entsprechend dazu ist die Sensorleitung 34 an einem Anschlusspunkt 38 elektrisch mit dem Sensor kontaktiert beziehungsweise verbunden. Hierbei mündet der Kanal 20 beispielsweise über eine weitere Durchgangsöffnung am Anschlusspunkt 38 in den Aufnahmeraum, so dass der Sensor über diese Durchgangsöffnung im Anschlusspunkt 38 elektrisch mit der Sensorleitung 34 verbunden werden kann.
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Die in 1 und 2 gezeigte Anordnung beziehungsweise Positionierung der Anschlusspunkte 36, 38, 40 und 42 ist lediglich beispielhaft. Es versteht sich, dass auch eine gegenüber der gezeigten Positionierung andere Positionierung dieser Anschlusspunkte 36, 38, 40, 42 und/oder eine andere Geometrie, das heißt eine andere Erstreckung des Kanals 20 möglich ist.
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Die einenends an den Anschlusspunkten 36 kontaktierten Stromschienen 24 sind andernends an Anschlusspunkten 40 elektrisch mit wenigstens einer im Gehäuse 32 aufgenommenen Komponente des Inverters 30 kontaktiert. Hierzu mündet beispielsweise der Kanal 20 an den Anschlusspunkten 40 über jeweilige Durchgangsöffnungen in den weiteren Aufnahmeraum des Inverters 30. Auch die Sensorleitung 34 ist beispielsweise an einem Anschlusspunkt 40 mit wenigstens einer in dem weiteren Aufnahmeraum angeordneten Komponente elektrisch kontaktiert, wobei der Kanal 20 auch am Anschlusspunkt 42 über wenigstens eine Durchgangsöffnung in den weiteren Aufnahmeraum mündet.
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Bei dem Sensor handelt es sich beispielsweise um einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur der elektrischen Maschine 10. Bei dem Sensor kann es sich ferner um einen Positionssensor oder Lagesensor handeln, mittels welchem eine Lage beziehungsweise eine Drehstellung der Welle und somit eines im Aufnahmeraum angeordneten Rotors der elektrischen Maschine 10 erfasst werden kann. Die Welle ist beispielsweise drehfest mit dem Rotor verbunden.
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In dem Aufnahmeraum ist die elektrische Maschine 10 beispielsweise mittels eines Ölnebels gekühlt. Durch die elektrische Verbindung der elektrischen Maschine 10 mit den Inverter 30 über die Stromschienen 24 kann die jeweilige Länge der Stromschienen 24 gering gehalten werden. Ferner können aufwendige Abdichtmaßnahmen zum Abdichten des Aufnahmeraums im unteren Bereich der elektrischen Maschine 10 vermieden werden, da nicht etwa Leitungen vom Aufnahmeraum an die Umgebung des Gehäuseelements 12 herausgeführt und in den Inverter 30 geführt werden müssen.
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Ferner können die Stromschiene 24 direkt am Lagerschild 14 befestigt werden, so dass ihnen ein definierter Platz zugeordnet ist. Durch die zumindest teilweise und vorzugsweise überwiegende oder vollständige Einbettung der Stromschienen 24 in das Lagerschild 14 sind diese zudem mechanisch geschützt. Des Weiteren kann durch diese feste Anordnung eine feste Struktur der Leitungselemente (Stromschienen 24) gewählt werden. Mit anderen Worten sind die Leitungselemente nicht etwa wie herkömmliche Kabel biegeschlaff sondern eigensteif. Darüber hinaus kann eine besonders kostengünstige, einfache und flache und somit bauraumgünstige Ausgestaltung mit einem nur geringen Materialbedarf der Leitungselemente realisiert werden. Da die Stromschienen 24 in axialer Richtung zumindest teilweise in das Lagerschild 14 eingebettet sind, kann zudem auch der axiale Bauraumbedarf, das heißt die axiale Länge der elektrischen Maschine 10 gering gehalten werden, da die Stromschienen 24 nicht auftragen. Mit anderen Worten sind die Stromschienen 24 in das Lagerschild 14 in axialer Richtung eingelassen, so dass die axiale Bautiefe gering gehalten werden kann. Darüber hinaus sind Kontaktierungsvorrichtungen nicht vorgesehen und nicht erforderlich.
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Bei den Stromschienen 24 handelt es sich beispielsweise um Hochvolt-Anschlüsse, über welche die elektrische Maschine 10 mit wenigstens einer anderen elektrischen Komponente vorliegend in Form des Inverters 30 elektrisch verbunden ist. Der Kanal 20 stellt dabei eine Aufnahmevorrichtung dar, in welcher die Stromschienen 24 sowie die Sensorleitung 34 aufgenommen sind. Ferner werden die Stromschienen 24 und die Sensorleitung 34 mittels des Kanals 20 geführt.
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Durch unterschiedliche Lagerschilde 14, welche sich beispielsweise hinsichtlich der Form beziehungsweise Erstreckung des Kanals 20 voneinander unterscheiden, können unterschiedliche Führungen der Stromschienen 24 und der Sensorleitung 34 realisiert werden. Dadurch kann beispielsweise eine beliebige Kombination von Ausgangspunkt und Endpunkt der Leitungselemente realisiert werden, ohne hierbei die elektrische Maschine 10 insgesamt verändern zu müssen. Dadurch lässt sich eine hohe Flexibilität und Vielfältigkeit der Einsatzmöglichkeiten ohne sonstige Veränderungen oder Eingriffe an der elektrischen Maschine 10 realisieren.
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Die Sensorleitung 34 kann als biegeschlaffe beziehungsweise formlabile Leitung oder aber als eigensteife Leitung ausgebildet sein. Die Leitungselemente können zerstörungsfrei lösbar am Lagerschild 14 befestigt sein. Alternativ ist es möglich, die Leitungselemente direkt bei der Herstellung des Lagerschilds 14 zumindest teilweise in dieses einzubetten. Beispielsweise werden die Leitungselemente bei der Herstellung des Lagerschilds 14 mit einer Schmelze umgossen, wobei das Lagerelement beispielsweise durch ein Gießverfahren aus der Schmelze hergestellt wird. Wird beispielsweise das Lagerschild 14 aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem elektrisch nicht-leitenden Kunststoff, hergestellt, so können die Leitungselemente in den zunächst flüssigen Kunststoff eingegossen beziehungsweise mit diesem umgossen und/oder umspritzt und/oder angespritzt werden und somit gleich bei der Herstellung des Lagerschilds 14 zumindest teilweise in dieses eingebettet werden.
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Die Aufnahmevorrichtung (der Kanal 20) kann zudem als Hohlraum zum Druckausgleich und/oder zur Führung von Luft zu einem Verschlussstopfen beziehungsweise einem Druckausgleichselement genutzt werden, da der dem Inverter 30 gegenüberliegende, obere Bereich der elektrischen Maschine 10 stets ein Trockenbereich insbesondere des Kraftwagens ist. Der Kanal 20 erstreckt sich somit im Lagerschild 14 hin zu anderen Bauteilen, welche zur Entlüftung vom unteren Bereich und im unteren Bereich angeordneten Bauteilen der elektrischen Maschine 10 genutzt werden kann. Mit anderen Worten ist es möglich, Luft vom unteren Bereich in den oberen Bereich der elektrischen Maschine 10 über den Kanal 20 zu führen.
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Alternativ oder zusätzlich zum Inverter 30 kann auch eine andere Komponente vorgesehen sein, mit welcher die elektrische Maschine 10 über die Stromschienen 24 oder über zumindest eines der Leitungselemente elektrisch verbunden ist. Beispielsweise kann ein einfacher Steck- oder Schraubkontakt am äußeren Ende der elektrischen Maschine 10 vorgesehen sein, über welche die elektrische Maschine 10 mit einer weiteren Komponente elektrisch verbunden ist.
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Durch den Einsatz des Kanals 20 lässt sich ein sehr kurzer und direkter Weg realisieren, auf dem die Stromschienen 24 von der elektrischen Maschine 10 zum Inverter 30 geführt sind. Mit anderen Worten ist ein Abstand zwischen den Anschlusspunkten 36, 38 und den Anschlusspunkten 40, 42 besonders gering. Vorzugsweise ist es zur Nutzung der Stromschienen 24 vorgesehen, dass zumindest ein Teil, vorzugsweise zumindest ein überwiegender Teil des Kanals 20 gerade beziehungsweise gradlinig ausgeführt ist. Dabei sind Längenbereiche, die einen Winkel von 90 Grad miteinander einschließen, zu vermeiden. Vorzugsweise schließen jeweilige, winklig zueinander verlaufende Längenbereiche 44, 46 und 48 des Kanals 20 einen flachen Winkel, das heißt einen Winkel ein, welcher größer als 90 Grad ist. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass im Lagerschild 14 mehrere Wege zu unterschiedlichen Anschlussstellen ausgebildet sind, wobei nur einer der Wege beziehungsweise Kanäle insbesondere in Abhängigkeit von der Ausführungsform der elektrischen Maschine 10 genutzt wird. Dieses eine Lagerschild 14 mit den mehreren Wegen beziehungsweise Kanälen kann dann für unterschiedliche Ausführungsformen der elektrischen Maschine 10 genutzt werden, wobei sich diese unterschiedlichen Ausführungsformen in der Position der tatsächlich zum Einsatz kommenden Anschlusspunkte voneinander unterscheiden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Lagerschild 14 durch den Kanal 20 ausgesteift ist. Dies bedeutet, dass der Kanal 20, insbesondere seine Geometrie oder Kontur, gleichzeitig eine strukturelle Versteifung des Lagerschilds 14 darstellen kann, so dass sich der Kanal 20 beispielsweise aus bereits notwendigen Strukturen bilden lässt. Dadurch können ein Mehraufwand und ein Mehrgewicht vermieden und das Lagerschild 14 mit einem nur sehr geringen Materialbedarf hergestellt werden.
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Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass die Stromschienen 24 in axialer Richtung der elektrischen Maschine 10 hintereinander beziehungsweise übereinander angeordnet sind. Alternativ dazu ist eine Anordnung der Stromschienen 24 möglich, bei der die Stromschienen 24 in radialer Richtung nebeneinander, das heißt versetzt zueinander angeordnet sind.
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Vorzugsweise ist in radialer und/oder axialer Richtung zwischen den Stromschienen 24 eine elektrische Isolierung vorgesehen. Darüber hinaus ist aus 1 und 2 erkennbar, dass die Sensorleitung 34 in radialer Richtung versetzt beziehungsweise neben den Stromschienen 24 angeordnet ist. Ein etwaig vorgesehener Hohlraum zwischen den Leitungselementen kann zur Entlüftung und/oder zum Druckausgleich des unteren Bereichs der elektrischen Maschine 10 genutzt werden, so dass weitere Bauteile, beispielsweise ein Schlauch zur Entlüftung nicht vorgesehen und nicht erforderlich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrische Maschine
- 12
- Gehäuseelement
- 14
- Lagerschild
- 16
- Durchgangsöffnung
- 18
- Wandung
- 19
- Seite
- 20
- Kanal
- 22
- Wandungsbereich
- 24
- Stromschiene
- 26
- Oberfläche
- 28
- Außenseite
- 30
- Inverter
- 32
- Gehäuse
- 34
- Sensorleitung
- 36
- Anschlusspunkte
- 38
- Anschlusspunkt
- 40
- Anschlusspunkte
- 42
- Anschlusspunkt
- 44
- Längenbereich
- 46
- Längenbereich
- 48
- Längenbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010000710 A1 [0002, 0004]
- US 2003/0200761 A1 [0005]