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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zum Durchführen einer elektrischen Verbindung durch eine Wand eines Gehäuses für eine Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters. Die Dichtungsanordnung weist ein durch eine konische Durchgangsöffnung des Gehäuses hindurchgeführt angeordnetes elektrisch leitendes Verbindungselement auf, welches zumindest bereichsweise vollumfänglich von einem Dichtelement umschlossen ist. Das Dichtelement ist hohlkegelstumpfförmig ausgebildet und zwischen einer konischen Dichtfläche des Verbindungselements und einer Begrenzungsfläche der Durchgangsöffnung das Verbindungselement zum Gehäuse abdichtend angeordnet.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Montieren der Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters, insbesondere einen Elektromotor, zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids, speziell eines Kältemittels. Der Verdichter kann im Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Verdichter für mobile Anwendungen, insbesondere für Klimatisierungssysteme von Kraftfahrzeugen, zum Fördern von Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf, auch als Kältemittelverdichter bezeichnet, werden unabhängig vom Kältemittel oft als Kolbenverdichter mit variablem Hubvolumen oder als Scrollverdichter ausgebildet. Die Verdichter werden dabei entweder über eine Riemenscheibe oder elektrisch angetrieben.
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Ein elektrisch angetriebener Verdichter weist neben dem Elektromotor zum Antreiben des jeweiligen Verdichtungsmechanismus einen Wechselrichter zum Antreiben des Elektromotors auf. Der Wechselrichter dient zum Umwandeln von Gleichstrom einer Fahrzeugbatterie in Wechselstrom, welcher dem Elektromotor durch elektrische Verbindungen zugeführt wird.
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Herkömmliche Elektromotoren der elektrisch angetriebenen Verdichter sind mit einem ringförmigen Statorkern mit daran angeordneten Spulen und einem Rotor ausgebildet, wobei der Rotor innerhalb des Statorkerns angeordnet ist. Rotor und Stator sind auf einer gemeinsamen Symmetrieachse beziehungsweise Drehachse des Rotors ausgerichtet.
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Der Wechselrichter weist Steckeranschlüsse für als separate Komponenten und Stifte ausgebildete Steckverbinder zum elektrischen Verbinden mit Anschlüssen des Elektromotors auf, welche wiederum mit Anschlussleitungen von Leitungsdrähten der Spulen des Stators elektrisch verbunden sind. Die Anschlüsse des Elektromotors sind in einem Steckergehäuse ausgebildet, welches an einer in axialer Richtung des Stators ausgerichteten Stirnseite des Stators angeordnet ist.
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Die am Wechselrichter angeordneten und als Stifte ausgebildeten Steckverbinder werden bei der Montage des Verdichters jeweils in einen im Steckergehäuse vorgesehenen Verbindungsanschluss eingesteckt und jeweils mit einem mit einem entsprechenden Leitungsdraht, insbesondere einer Anschlussleitung des Leitungsdrahtes, verbundenen Endstück kontaktiert. Dabei ist das Endstück mit der Anschlussleitung des Leitungsdrahtes elektrisch und mechanisch verbunden, sodass jeweils lediglich ein geringer Übergangswiderstand zwischen dem Steckverbinder des Wechselrichters und dem Leitungsdraht gewährleistet ist. Um gleichzeitig jeweils eine elektrische Verbindung mit einem hohen Isolationswiderstand, beispielsweise zwischen den Anschlussleitungen der Leitungsdrähte, zu gewährleisten, sind die unisolierten Enden der Anschlussleitungen beziehungsweise Leitungsdrähte, auch als Phasenleiter bezeichnet, voneinander und von anderen elektrisch leitenden Komponenten des Stators sowie des Motorgehäuses elektrisch zu isolieren, speziell hermetisch abzudichten, da beispielsweise das durch den Verdichter strömende Fluid, ein Gemisch aus Kältemittel und Öl, den Isolationswiderstand zwischen den Steckverbindern und den Verbindungsanschlüssen beziehungsweise zwischen den Verbindungsanschlüssen und anderen, auch inaktiven Metallteilen des Elektromotors oder des Motorgehäuses verringern kann. Des Weiteren ist das Steckergehäuse zu den aus dem Motorgehäuse herausragenden und zum außerhalb des Motorgehäuses angeordneten Wechselrichter ausgerichteten Steckverbindern elektrisch zu isolieren und hermetisch abzudichten, um sicherzustellen, dass kein im Verdichter strömendes Kältemittel und/oder Öl in die Umwelt gelangt und dass im Wechselrichter keine Kurzschlüsse beziehungsweise Beschädigungen, insbesondere an auf einer Platine des Wechselrichters angeordneten Komponenten, auftreten.
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Aus der
WO 2015 146677 A1 geht ein elektrisch angetriebener Verdichter mit einer Verdichtungsanordnung, einem Elektromotor zum Antreiben der Verdichtungsanordnung und einem Wechselrichter zum Versorgen des Elektromotors mit Strom hervor. Der Elektromotor weist einen Rotor und einen Stator mit einem an einem Ende eines Statorkerns angeordneten, elektrisch isolierenden Spulenkörper, an dem Spulenkörper angeordnete Spulen und ein Steckergehäuse mit Verbindungsanschlüssen zum elektrischen Verbinden der Spulen mit dem Wechselrichter auf. Das Steckergehäuse ist am Spulenkörper stirnseitig mit dem Stator mechanisch verbunden.
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Die vorzugsweise kunststoffisolierten Anschlussleitungen der einzelnen Phasen des Elektromotors als Abschnitte der insbesondere aus lackiertem Kupferdraht ausgebildeten Leitungsdrähte der Spulen sind stets mit den im Steckergehäuse angeordneten Endstücken verbunden. Um das Innere des Steckergehäuses zum Motor abzudichten, wird am Durchgang jedes Endstücks einer Anschlussleitung eines Leitungsdrahtes in das Steckergehäuse ein separates Dichtelement, insbesondere ein Dichtring, vorgesehen. Zudem wird bei der Verwendung eines zweiteiligen Steckergehäuses zum Abdichten des Steckergehäuses eine zusätzliche Dichtung benötigt.
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Die jeweils in einen im Steckergehäuse vorgesehenen Verbindungsanschluss eingesteckten Steckverbinder sind bereichsweise mit ringartigen Isolatoren ummantelt, welche eine Verbindung zu einer hermetischen Platte herstellen. Zum einen ist zwischen der Platte und einer Trennwand des Motorgehäuses eine hermetische Dichtung angeordnet. Zum anderen sind zwischen jedem Isolator und dem Steckergehäuse, das heißt jeweils an den Außenumfängen der Isolatoren der Steckverbinder, elektrisch isolierende, ringartige Dichtungselemente vorgesehen. Die Steckverbinder werden zusammen mit den Isolatoren und den Dichtungselementen in im Steckergehäuse ausgebildete Öffnungen eingesetzt, sodass die Steckverbinder fluiddicht durch das Motorgehäuse hindurchgeführt angeordnet sind.
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Zum Sicherstellen einer ausreichenden Dichtfunktionalität, insbesondere einer ausreichenden Abdichtung des Verdichters gegenüber der Umwelt und einer ausreichenden Isolation gegenüber dem den Verdichter durchströmenden Kältemittel sowie benachbart angeordneter Gehäuseelemente, werden die Steckverbinder folglich mit einer Vielzahl verschiedener Dichtelemente zum Steckergehäuse montiert, was die Anordnung aus einer großen Anzahl an Komponenten sowie die Montage sehr komplex macht. Zudem sind aufgrund der Verwendung der Vielzahl an verschiedenen Komponenten das Ausfallrisiko sowie das Fehlerrisiko sehr hoch.
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In der
DE 10 2015 103 053 A1 ist eine Elektrodurchführungseinheit für eine Durchführung von elektrischen Kontakten durch eine Wand eines Gehäuses eines Elektromotors offenbart. Die Elektrodurchführungseinheit weist einen Stift aus einem elektrisch leitenden Material auf, welcher von einer elektrisch isolierenden Hülse umgeben ist. Der Stift ist mit einer kegelförmigen Auflagefläche für den Bereich eines Durchtritts durch die Wand des Gehäuses ausgebildet und ist mit der Hülse in einer durch die Wand des Gehäuses durchgehenden, zumindest teilweise kegelförmigen Bohrung anordenbar.
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In der
DE 11 2016 004 914 T5 ist ein Verdichter gezeigt, welcher einen zum Erzeugen einer Antriebskraft konfigurierten Motor, eine vom Motor zum Verdichten eines Kältemittels angetriebene Verdichtungsvorrichtung, einen zum Steuern des Motors konfigurierten Wechselrichter, einen zum elektrischen Verbinden des Motors und des Wechselrichters konfigurierten Verbindungsstecker und ein zum Abdichten eines mit dem Verbindungsstecker elektrisch verbundenen motorseitigen Anschlusses des Motors konfiguriertes Dichtelement aufweist.
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In der
US 2009 / 0 304 536 A1 ist motorangetriebener Verdichter mit einem Anschlussgehäuse aus elektrisch isolierendem Material beschrieben, in welchem eine elektrische Verbindung mit einem elektrischen Anschluss angeordnet ist. Der Verdichter weist Dichtungselemente zum Abdichten des Inneren des Anschlussgehäuses von der Außenseite des Gehäuses auf.
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Aus der
DE 10 2019 107 523 A1 geht eine Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters eines dampfförmigen Fluids mit einem Rotor und einem Stator hervor. Die Vorrichtung ist mit einem Steckergehäuse zur Aufnahme von Verbindungselementen ausgebildet. Am Stator ist ein Trägerelement mit einem Aufnahmeelement für das Steckergehäuse angeordnet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Dichtungsanordnung für eine Vorrichtung zum Antreiben eines elektrisch angetriebenen Verdichters eines dampfförmigen Fluids, insbesondere eines Elektromotors, welche sich auf einfache Weise und damit zeitsparend montieren lässt. Dabei sollen insbesondere die Komplexität des Aufbaus der Dichtungsanordnung und damit der Vorrichtung minimiert werden, wobei gleichzeitig die Abdichtung des hermetischen Systems zur Umwelt sowie die elektrische Isolation zum Inneren des Verdichters optimiert sind. Die Anordnung soll zudem derart ausgebildet sein, den Isolationswiderstand des Systems zu erhöhen. Zudem ist die Lebensdauer hinsichtlich der Alterung in Bezug auf den Isolationswiderstand zu maximieren. Dabei soll die Anordnung eine möglichst geringe Anzahl an Einzelkomponenten aufweisen sowie konstruktiv einfach realisierbar sein, auch um Kosten bei der Herstellung zu minimieren.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zum Durchführen einer elektrischen Verbindung durch eine Wand eines Gehäuses für eine Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters gelöst. Die Dichtungsanordnung weist das Gehäuse, ein Dichtelement, ein durch eine konische Durchgangsöffnung des Gehäuses hindurchgeführt angeordnetes sowie elektrisch leitend ausgebildetes Verbindungselement auf, welches zumindest bereichsweise vollumfänglich von dem Dichtelement umschlossen ist. Das Dichtelement weist die Form eines Hohlkegelstumpfes auf und ist zwischen einer konischen Dichtfläche des Verbindungselements und einer Begrenzungsfläche der Durchgangsöffnung, das Verbindungselement zum Gehäuse abdichtend, angeordnet.
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Nach der Konzeption der Erfindung weist die Dichtungsanordnung ein Steckergehäuse und ein Aufnahmeelement zur Aufnahme des Steckergehäuses auf. Das Aufnahmeelement ist mit einem Verbindungsdurchgang ausgebildet, welcher von einer Wandung umschlossen ist. Das Verbindungselement ist durch den Verbindungsdurchgang des Aufnahmeelements hindurch in das Steckergehäuse eingeführt angeordnet. Das Dichtelement weist erfindungsgemäß eine erste Dichtfläche sowie eine zweite Dichtfläche zum Abdichten des Verbindungselements zum Gehäuse und eine dritte Dichtfläche zum Abdichten des Verbindungselements zur Wandung des Aufnahmeelements auf.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verbindungselement als ein stiftförmiger Steckverbinder mit Bereichen unterschiedlicher Ausdehnungen ausgebildet, welche entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Das Verbindungselement weist vorzugsweise die Form eines geraden Stiftes auf.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbindungselement rotationssymmetrisch zur Achse mit einem ersten Bereich, einem zweiten Bereich und einem dritten Bereich ausgebildet. Dabei weisen der erste Bereich und der zweite Bereich jeweils einen konstanten Außendurchmesser auf. Der dritte Bereich ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Der erste Bereich und der zweite Bereich sind sich jeweils von einem jeweiligen Ende des Verbindungselements zum dritten Bereich hin erstreckend angeordnet, das heißt der erste Bereich und der zweite Bereich erstrecken sich jeweils von einer distal angeordneten Stirnseite des dritten Bereichs ausgehend in entgegengesetzte Richtungen.
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Der dritte Bereich des Verbindungselements ist bevorzugt in der Form eines geraden Kreiskegelstumpfes ausgebildet.
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Eine Mantelfläche des dritten Bereichs des Verbindungselements ist vorzugsweise als die konische Dichtfläche des Verbindungselements mit einem konstanten Winkel zwischen einer Mantellinie und der Achse des Verbindungselements ausgebildet.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Durchmesser einer Grundfläche und ein Durchmesser einer Deckfläche des kegelstumpfförmigen dritten Bereichs des Verbindungselements jeweils größer sind als der Durchmesser des ersten Bereichs und der Durchmesser des zweiten Bereichs des Verbindungselements. Die Durchmesser des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs können identisch sein.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Stirnseite des dritten Bereichs des Verbindungselements zu einem Inneren des Gehäuses hin ausgerichtet angeordnet, während eine zweite Stirnseite des dritten Bereichs des Verbindungselements zu einer Umgebung des Gehäuses ausgerichtet angeordnet ist. Dabei ist die erste Stirnseite des dritten Bereichs mit einem größeren Durchmesser als die zweite Stirnseite des dritten Bereichs ausgebildet.
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Das Verbindungselement ist vorzugsweise zumindest mit einem Abschnitt des ersten Bereichs innerhalb des Steckergehäuses, mit dem zweiten Bereich aus dem Gehäuse herausragend und zumindest mit einem Abschnitt des dritten Bereichs innerhalb der im Gehäuse ausgebildeten Durchgangsöffnung angeordnet.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtelement in der Form eines geraden Hohlkreiskegelstumpfes mit einer Achse ausgebildet.
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Das Dichtelement ist bevorzugt mit einer ersten Stirnseite zum Inneren des Gehäuses und mit einer zweiten Stirnseite zur Umgebung des Gehäuses hin ausgerichtet angeordnet. Dabei ist die erste Stirnseite mit einem größeren Durchmesser als die zweite Stirnseite ausgebildet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Dichtelement eine Außenfläche mit einer konischen Form auf, welche als die erste Dichtfläche mit einem konstanten Winkel zwischen einer Mantellinie und der Achse ausgebildet ist. Das Dichtelement ist vorzugsweise mit der ersten Dichtfläche am Gehäuse anliegend angeordnet.
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Das Dichtelement weist bevorzugt eine Innenfläche mit einer konischen Form auf, welche als die zweite Dichtfläche mit einem vorbestimmten Winkel zwischen einer Mantellinie und der Achse ausgebildet ist. Dabei kann der Winkel zwischen der Mantellinie und der Achse der zweiten Dichtfläche dem Winkel zwischen der Mantellinie und der Achse der ersten Dichtfläche entsprechen, sodass das Dichtelement zumindest in einem Abschnitt im Wesentlichen eine konstante Wandstärke aufweist. Das Dichtelement ist mit der zweiten Dichtfläche vorzugsweise an der Dichtfläche des dritten Bereichs des Verbindungselements anliegend angeordnet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die dritte Dichtfläche im Bereich einer Grundfläche des Hohlkreiskegelstumpfes in axialer Richtung an die zweite Dichtfläche anschließend angeordnet und weist einen geringeren Winkel zwischen einer Mantellinie und der Achse als die zweite Dichtfläche auf. Die dritte Dichtfläche des Dichtelements ragt vorteilhaft über den dritten Bereich des Verbindungselements in Richtung der Wandung des Aufnahmeelements hinaus. Das Dichtelement ist mit der dritten Dichtfläche vorzugsweise an einer Außenseite der Wandung des Aufnahmeelements anliegend angeordnet.
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Das Dichtelement kann aus einem Duromer ausgebildet sein, um an den Dichtflächen jeweils eine elektrisch isolierende und hermetisch abdichtende Verbindung zu gewährleisten.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die den Verbindungsdurchgang des Aufnahmeelements umschließende Wandung eine durch die Durchgangsöffnung verlaufende Achse auf und ragt von einem Bereich des Aufnahmeelements hervor.
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Die Wandung ist vorzugsweise hohlkreiszylinderförmig um die Achse ausgebildet und mit einem ersten Ende vollumfänglich mit dem Bereich des Aufnahmeelements verbunden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Wandung in einem Bereich eines zum ersten Ende distal ausgebildeten zweiten Endes auf einer Außenseite eine wulstartige Ausformung aufweist, welche sich vollumfänglich um die Achse der Wandung erstreckt. Dabei liegt das Dichtelement mit der dritten Dichtfläche vorzugsweise an der Außenseite der Wandung, die wulstartige Ausformung vollumfänglich umschließend an.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Wandung auf einer Innenseite Zentrierelemente zum zentrierten Einführen des Verbindungselements durch den Verbindungsdurchgang auf. Die Zentrierelemente sind sich in die Richtung erstreckend angeordnet, in welche die Achse der Wandung verläuft, und senkrecht zu dieser Richtung hervorstehend ausgebildet.
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Dabei sind an einer Wandung mindestens drei Zentrierelemente vorgesehen, welche gleichmäßig über einen Umfang der Wandung verteilt angeordnet sind.
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Zudem kann die Wandung am zweiten Ende auf einer Innenseite mit einer Einsteckführung zum Einführen des Verbindungselements, vorzugsweise in Form einer Fase, ausgebildet sein.
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Das Verbindungselement und Dichtelement können entweder einteilig oder zweiteilig, das heißt miteinander verbunden und damit als eine gemeinsame Komponente oder getrennt voneinander ausgebildet sein. Bei einer getrennten Ausbildung von Verbindungselement und Dichtelement werden die Komponenten während der Montage miteinander verbunden. Dabei wird das Dichtelement als separate Komponente über das elektrisch leitende Verbindungselement geschoben. Bei der einteiligen Ausgestaltungsform ist das Dichtelement aus Isolationsmaterial um das Verbindungselement herum, mit dem Verbindungselement verbunden, angespritzt.
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Die Aufgabe wird auch durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters eines dampfförmigen Fluids, insbesondere einen Elektromotor, gelöst. Die Vorrichtung weist einen Rotor und einen unbeweglichen Stator, welche sich entlang einer gemeinsamen Längsachse erstrecken, auf.
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Der Stator ist vorteilhaft in radialer Richtung an einer Außenseite des Rotors, den Rotor umschließend positioniert.
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Nach der Konzeption der Erfindung ist die Vorrichtung mit einer voranstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ausgebildet. An einer ersten in einer axialen Richtung ausgerichteten Stirnseite des Stators ist ein Trägerelement mit mindestens einem Aufnahmeelement für mindestens ein Steckergehäuse anliegend angeordnet. Dabei weist das Aufnahmeelement mindestens einen Verbindungsdurchgang mit einer Wandung zur Aufnahme mindestens eines Verbindungselements auf.
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Unter der axialen Richtung ist dabei die Richtung der Längsachse des Stators zu verstehen, welche auch der Längsachse und der Rotationsachse des Rotors entspricht. Eine in der axialen Richtung ausgerichtete Stirnseite ist in einer senkrecht zur Längsachse ausgerichteten Ebene angeordnet.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Trägerelement und das mindestens eine Aufnahmeelement für das mindestens eine Steckergehäuse als eine zusammenhängende Einheit und einteilige Komponente ausgebildet sind, sodass das Aufnahmeelement ein Bestandteil des Trägerelements ist. Das Trägerelement ist damit als eine multifunktionale Komponente, insbesondere des Stators, ausgebildet.
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Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Montieren der Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters eines dampfförmigen Fluids, insbesondere eines Elektromotors, gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- - Einpressen des Dichtelements und des Verbindungselements in die in dem Gehäuse ausgebildete kegelstumpfförmige Durchgangsöffnung sowie
- - Einführen des Verbindungselements von einer Oberseite des Aufnahmeelements ausgehend durch den Verbindungsdurchgang des Aufnahmeelements hindurch in den Anschluss des im Aufnahmeelement angeordneten Steckergehäuses während einer Montage eines Stators mit einem Trägerelement im Gehäuse, wobei die Wandung des Aufnahmeelements in das Dichtelement derart eingeschoben wird, dass das Dichtelement die Wandung vollumfänglich umschließt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Wandung des Aufnahmeelements mit einer an einer Außenseite ausgebildeten wulstartigen Ausformung in das Dichtelement derart eingeschoben, dass das Dichtelement mit der dritten Dichtfläche vollumfänglich an der Ausformung anliegt und die dritte Dichtfläche die Ausformung umschließt.
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Während des Montierens der Vorrichtung werden der Rotor und der Stator vorzugsweise auf der gemeinsamen Längsachse derart angeordnet, dass der Stator den Rotor in einer radialen Richtung umschließt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Trägerelement mit dem Aufnahmeelement an der ersten in einer axialen Richtung ausgerichteten Stirnseite des Stators angeordnet.
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Das Steckergehäuse wird bevorzugt in das am Trägerelement ausgebildete Aufnahmeelement eingeführt und derart am Trägerelement fixiert.
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Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters, insbesondere eines Elektromotors, zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids für einen Verdichter eines Kältemittels in einem Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs.
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Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters eines dampfförmigen Fluids mit der Dichtungsanordnung weisen zusammenfassend weitere diverse Vorteile auf:
- - minimale Anzahl an Komponenten, da beispielsweise durch das Verwenden des Verbindungselements in Kombination mit dem Dichtelement und der am Trägerelement ausgebildeten Wandung ein oder mehrere, je nach Anzahl der Verbindungselemente, separate Dichtelemente sowie zusätzliche Befestigungsmittel im Vergleich zu Anordnungen aus dem Stand der Technik entfallen, wobei zudem die Wandung in einem Spritzgussvorgang mit dem Trägerelement hergestellt wird,
- - einfache Montage, insbesondere beim Einfügen des Stators mit dem Rotor innerhalb des Gehäuses, da insbesondere keine zusätzlichen Dichtelemente zum Abdichten der Verbindungsdurchgänge als Öffnungen im Aufnahmeelement für das Durchführen der Verbindungselemente erforderlich sind und das Einschrumpfen des Stators in das Gehäuse sowie das Abdichten innerhalb eines Montageschritts erfolgen,
- - hermetisches und elektrisch isolierendes Abdichten, insbesondere von Verbindungsanschlüssen des Steckergehäuses innerhalb des Aufnahmeelements mit den Verbindungselementen, was den Isolationswiderstand erhöht.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 a: einen Stator eines Elektromotors als eine Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters eines dampfförmigen Fluids mit einem Statorkern, Spulen, einem Isolationselement und einem Trägerelement in einer perspektivischen Ansicht sowie
- 1b: einen Abschnitt des Trägerelements aus 1a mit einem Aufnahmeelement für ein Steckergehäuse in einer perspektivischen Detailansicht,
- 2: ein Verbindungselement zum elektrischen Verbinden von im Steckergehäuse angeordneten Anschlüssen mit Anschlüssen eines Wechselrichters,
- 3a und 3b: ein Dichtelement zum Abdichten des Verbindungselements zu einem Gehäuse des Elektromotors und zum Trägerelement in einer Seitenansicht sowie einer Draufsicht,
- 4a: ein Verbindungselement aus 2 mit einem Dichtelement aus 3a im montierten Zustand des Elektromotors in einem Querschnitt sowie
- 4b: einen Ausschnitt des Trägerelements in einer Schnittdarstellung durch eine einen Verbindungsdurchgang ausbildende Wandung und
- 5a: eine alternative Ausführungsform des Trägerelements mit Verbindungsdurchgängen zur Aufnahme von Verbindungselementen in einer Draufsicht sowie
- 5b: einen Abschnitt des Trägerelements aus 5a mit einem Verbindungsdurchgang zur Aufnahme eines Verbindungselements in einer Draufsicht.
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In 1a ist ein Stator 1 eines Elektromotors als eine Vorrichtung zum Antreiben eines Verdichters eines dampfförmigen Fluids, speziell für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs zum Fördern von Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf, in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Stator 1 ist mit einem Statorkern 2, Spulen 3, einem Isolationselement 4 sowie einem Trägerelement 6 mit einem Aufnahmeelement 7 für ein Steckergehäuse 7b ausgebildet. Aus 1b geht ein Abschnitt des Trägerelements 6 mit dem Aufnahmeelement 7 mit Verbindungsdurchgängen 7a für das Steckergehäuse 7b mit Verbindungsanschlüssen in einer perspektivischen Detailansicht hervor.
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Der Elektromotor, beispielsweise ein Wechselstrommotor mit drei Phasen, weist einen nicht dargestellten Rotor und den in radialer Richtung an einer Außenseite des Rotors und damit um den Rotor angeordneten Statorkern 2 auf. Der vorzugsweise als ein Blechpaket ausgebildete Statorkern 2 und das aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildete Isolationselement 4 erstrecken sich jeweils entlang einer Längsachse 5, welche auch der Längsachse des Stators 1 und der Rotationsachse des Rotors entspricht, von einer ersten Stirnseite zu einer zweiten Stirnseite des Stators 1.
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Die Spulen 3 sind jeweils aus einem um einen sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden Bereich des Statorkerns 2 gewickelten Draht als elektrischer Leiter, auch als Leitungsdraht 9 bezeichnet, ausgebildet. Die nicht gewickelten Enden der Leitungsdrähte 9 sind als Anschlussleitungen aus der jeweiligen Wicklung herausgeführt. Die Leitungsdrähte 9 sind im Bereich der Spulen 3 vorteilhaft aus lackiertem und gewickeltem Kupferdraht ausgebildet, wobei die nicht gewickelten Enden der Leitungsdrähte 9 als Anschlussleitungen vorzugsweise mit einem Kunststoff ummantelt isoliert sind.
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Die sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden Bereiche des Statorkerns 2 weisen jeweils die Form eines Steges auf und sind gleichmäßig über den Umfang einer Außenwandung des Statorkerns 2 verteilt positioniert. Zwischen den Leitungsdrähten 9 der Spulen 3 und den jeweiligen Bereichen des Statorkerns 2 ist das Isolationselement 4, welches den Statorkern 2 und die Leitungsdrähte 9 der Spulen 3 zueinander elektrisch isoliert, angeordnet. Das Isolationselement 4 ist jeweils an den nach innen und in axialer Richtung ausgerichteten Enden der Stege in axialer Richtung erweitert ausgebildet. Die derart hervorragenden Endabschnitte des Isolationselements 4 dienen dem Fixieren der um die Stege des Statorkerns 2 gewickelten Leitungsdrähte 9 der Spulen 3.
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Der Statorkern 2, das Isolationselement 4 und die Spulen 3 bilden die Statoreinheit des Elektromotors.
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An der ersten Stirnseite des Stators 1 ist das Trägerelement 6 mit dem Aufnahmeelement 7 mit Verbindungsdurchgängen 7a für das Steckergehäuse 7b mit Verbindungsanschlüssen angeordnet. Die Verbindungsanschlüsse des Steckergehäuses 7b dienen jeweils als Komponente einer elektrischen Verbindung zwischen den Spulen 3 des Elektromotors und dem Wechselrichter, insbesondere elektrisch leitenden, stiftförmigen Verbindungselementen, auch als Steckverbinder bezeichnet, welche durch die Verbindungsdurchgänge 7a des Aufnahmeelements 7 des Trägerelements 6 hindurchgeführt in die Verbindungsanschlüsse des Steckergehäuses 7b eingesteckt angeordnet sind. Die Anschlussleitungen der Leitungsdrähte 9 der Spulen 3 und die Verbindungsanschlüsse des im Aufnahmeelement 7 angeordneten Steckergehäuses 7b sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Das Trägerelement 6 mit dem Aufnahmeelement 7 sowie dem im Aufnahmeelement 7 angeordneten Steckergehäuse 7b liegt im montierten Zustand des Stators 1 in axialer Richtung einerseits am Stator 1, insbesondere am Statorkern 2, an und ist, speziell in der axialen Richtung, am Stator 1 angeordnet. Dabei ist der Außendurchmesser des Trägerelements 6 geringer als der Außendurchmesser des Statorkerns 2.
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Das Trägerelement 6 weist zudem eine radial ausgerichtete kreisringförmige Ringfläche 6a, insbesondere einen Abschnitt einer kreisringförmigen Ringfläche, sowie eine axial ausgerichtete zylinderförmige, insbesondere hohlzylinderförmige Ringfläche 6b auf, welche an äußeren Seitenkanten aneinanderanstoßend und miteinander verbunden angeordnet sind. Das Aufnahmeelement 7 für das Steckergehäuse 7b ist als ein Teilbereich der radial ausgerichteten Ringfläche 6a und damit als ein Bestandteil des Trägerelements 6 ausgebildet.
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Die hohlzylindrische Wandung der axial ausgerichteten Ringfläche 6b des Trägerelements 6 weist eine derartige Form auf, dass ein Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Außenwandung des Statorkerns 2 und dass ein Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Außenwandung des Statorkerns 2.
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Das Aufnahmeelement 7 für das Steckergehäuse 7b ist als ein Bestandteil des Trägerelements 6 ausgebildet. Das Trägerelement 6 mit der radialen Ringfläche 6a, der axialen Ringfläche 6b und dem Aufnahmeelement 7 mit den Verbindungsdurchgängen 7a für das Steckergehäuse 7b mit den Verbindungsanschlüssen ist als eine Einheit, insbesondere als ein einteiliges Spritzgusselement, ausgebildet. Die einteilige Ausbildung wird innerhalb eines Formgebungsprozesses realisiert.
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Das Steckergehäuse 7b ist, ähnlich dem System einer Schublade, in das Aufnahmeelement 7 durch eine Stirnseite hindurch eingeschoben angeordnet und wird folglich vollumfänglich vom Aufnahmeelement 7 umschlossen. Lediglich mindestens die eine der Stirnseiten der Umhausung ist unverschlossen. Zum Einführen der Verbindungselemente als elektrische Verbinder zum Wechselrichter durch die Umhausung des Aufnahmeelements 7 hindurch in das Steckergehäuse 7b sind innerhalb der Umhausung des Aufnahmeelements 7 die Verbindungsdurchgänge 7a vorgesehen. Die Verbindungsdurchgänge 7a sind in axialer Richtung ausgerichtet.
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Jeder Verbindungsdurchgang 7a des Aufnahmeelements 7 zur Aufnahme eines Steckverbinders ist mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Wandung 8 ausgebildet. Die Wandung 8 weist jeweils die Form eines Hohlkreiszylinders auf, welcher im Bereich des Verbindungsdurchgangs 7a von der das Steckergehäuse 7b umgebenden Umhausung des Aufnahmeelements 7 hervorsteht. Die Wandung 8 ist jeweils im Bereich des Verbindungsdurchgangs 7a um den kreisförmigen Verbindungsdurchgang 7a herum als ein Teil des Aufnahmeelements 7, insbesondere der das Steckergehäuse 7b umgebenden Umhausung des Aufnahmeelements 7, ausgebildet. Die Wandung 8 des Verbindungsdurchgangs 7a ist folglich mit einem ersten in axialer Richtung ausgerichteten Ende beziehungsweise einer ersten Stirnseite um den Verbindungsdurchgang 7a herum mit der Umhausung des Aufnahmeelements 7 verbunden.
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Am distal zum ersten Ende ausgebildeten zweiten Ende weist die Wandung 8 auf der Innenseite vollumfänglich eine Fase auf, welche ein Einführen des Verbindungselements in die Wandung 8 und damit in den Verbindungsdurchgang 7a erleichtert. Auf der Außenseite der Wandung 8 ist im Bereich des zweiten Endes eine wulstartige Ausformung vorgesehen, welche sich vollumfänglich um die Wandung 8 erstreckt. Die Ausformung und die Fase sind vorzugsweise in einer zur axialen Richtung senkrecht ausgerichteten Ebene ausgebildet.
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In 2 ist ein Verbindungselement 10, insbesondere ein Steckverbinder 10, zum elektrischen Verbinden von im Steckergehäuse 7b ausgebildeten Verbindungsanschlüssen als Komponenten des Stators 1 mit Anschlüssen eines Wechselrichters dargestellt.
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Der die Form eines geraden Stiftes aufweisende Steckverbinder 10 ist aus drei unterschiedlichen Bereichen 10a, 10b, 10c ausgebildet, welche entlang einer gemeinsamen Achse 11, insbesondere einer Rotationsachse, angeordnet sind. Dabei sind ein erster Bereich 10a und ein zweiter Bereich 10b mit im Wesentlichen gleichen und konstanten Außendurchmessern sowie sich jeweils von einem Ende des Stiftes zur Mitte hin erstreckend ausgebildet. Ein dritter Bereich 10c weist die Form eines Kegelstumpfes, insbesondere eines geraden Kreiskegelstumpfes, auf, wobei sowohl der Durchmesser der Grundfläche des Kegelstumpfes als auch der Durchmesser der Deckfläche des Kegelstumpfes größer sind als der Durchmesser des ersten Bereichs 10a oder der Durchmesser des zweiten Bereichs 10b.
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Eine erste Stirnseite 12 des dritten Bereichs 10c des Steckverbinders 10, welche der Grundfläche des Kegelstumpfes entspricht, ist in Richtung des ersten Bereichs 10a ausgerichtet, welcher sich folglich von einem ersten Ende des Stiftes bis zur ersten Stirnseite des dritten Bereichs 10c erstreckt. Der erste Bereich 10a des Steckverbinders 10 ist im montierten Zustand der Vorrichtung dem Trägerelement 6 und damit dem Elektromotor zugewandt.
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Eine zweite Stirnseite 13 des dritten Bereichs 10c des Steckverbinders 10, welche der Deckfläche des Kegelstumpfes entspricht, ist in Richtung des zweiten Bereichs 10b ausgerichtet, welcher sich folglich von einem zweiten Ende des Stiftes bis zur zweiten Stirnseite des dritten Bereichs 10c erstreckt. Der zweite Bereich 10b des Steckverbinders ist im montierten Zustand der Vorrichtung dem Wechselrichter zugewandt.
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Die Mantelfläche des kegelstumpfförmigen dritten Bereichs 10c ist mit einer konischen Form als eine Dichtfläche 14 mit einem vorbestimmten und konstanten Winkel zwischen Mantellinie und Kegelachse ausgebildet. Dabei ist die erste Stirnseite 12 mit dem größeren Durchmesser, das heißt die Konusunterseite, zum Trägerelement 6 hin ausgerichtet, während die Konusoberseite als zweite Stirnseite 13 mit dem geringeren Durchmesser zum Wechselrichter hin ausgerichtet ist.
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Der Steckverbinder 10 ist mit dem dritten Bereich 10c und der Dichtfläche 14 zum Abdichten des Steckverbinders 10 zu einem nicht dargestellten Gehäuse des Elektromotors in Verbindung mit einem Dichtelement vorgesehen.
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In den 3a und 3b ist ein Dichtelement 15 zum Abdichten des Verbindungselements 10 zum nicht dargestellten Gehäuse des Elektromotors und zum Trägerelement 6, insbesondere zur Wandung 8 des Verbindungsdurchgangs 7a, als Komponente einer Dichtungsanordnung in einer Seitenansicht sowie einer Draufsicht gezeigt.
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Das Dichtelement 15 weist die Form eines Hohlkegelstumpfes, insbesondere eines geraden Kreiskegelstumpfes, beziehungsweise einer geraden Kegelstumpfhülse, mit einer im Wesentlichen konstanten Wandstärke auf. Eine erste Stirnseite 16 des Dichtelements 15, welche der Grundfläche des Hohlkegelstumpfes entspricht, ist im montierten Zustand der Dichtungsanordnung der Vorrichtung dem Trägerelement 6 und damit dem Elektromotor zugewandt, während eine zweite Stirnseite 17 des Dichtelements 15, welche der Deckfläche des Hohlkegelstumpfes entspricht, im montierten Zustand der Dichtungsanordnung der Vorrichtung dem Wechselrichter zugewandt ist.
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Die äußere Mantelfläche beziehungsweise die Außenfläche 18 des hohlkegelstumpfförmigen Dichtelements 15 ist mit einer konischen Form als eine erste Dichtfläche 18 mit einem vorbestimmten und konstanten Winkel zwischen Mantellinie und Kegelachse ausgebildet. Dabei ist, wie bei der Anordnung des Steckverbinders 10, insbesondere des dritten Bereichs 10c des Steckverbinders 10, der Konus mit dem größeren Durchmesser, das heißt die Konusunterseite, zum Trägerelement 6 hin ausgerichtet, während die Konusoberseite mit dem geringeren Durchmesser zum Wechselrichter hin ausgerichtet ist. Zudem ist die Innenfläche 19 des hohlkegelstumpfförmigen Dichtelements 15 mit einer konischen Form als eine zweite Dichtfläche 19 mit einem vorbestimmten Winkel zwischen Mantellinie und Kegelachse ausgebildet. Die Winkel zwischen der jeweiligen Mantellinie der Außenfläche 18 sowie der Innenfläche 19 und der Kegelachse sind im Wesentlichen identisch.
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Allerdings weist die Innenfläche 19 an der Konusunterseite beziehungsweise an der Grundfläche des Hohlkegelstumpfes einen Teilbereich als eine dritte Dichtfläche 19a mit einem geringeren Winkel zwischen Mantellinie und Kegelachse, auch als Konuswinkel oder Öffnungswinkel bezeichnet, als die sonstige Innenfläche 19 auf.
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Das elektrisch isolierende und fluidtechnisch, insbesondere hermetisch abdichtende Dichtelement 15 ist mit der ersten Dichtfläche 18 zum abdichtenden Anliegen am Gehäuse des Elektromotors, mit der zweiten Dichtfläche 19 zum abdichtenden Anliegen an der Dichtfläche 14 des dritten Bereichs 10c des Verbindungselements 10 und mit der dritten Dichtfläche 19a zum abdichtenden Anliegen an einer Wandung 8 eines Verbindungsdurchgangs 7a des Trägerelements 6 vorgesehen. Dabei entspricht der Konuswinkel der ersten Dichtfläche 18 des Dichtelements 15 einem Öffnungswinkel einer Durchgangsöffnung durch das Gehäuse des Elektromotors, während der Konuswinkel der zweiten Dichtfläche 19 des Dichtelements 15 dem Konuswinkel der Dichtfläche 14 des dritten Bereichs 10c des Verbindungselements 10 entspricht.
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Das Dichtelement 15 ist vorzugsweise aus einem Duromer zur elektrischen Isolation zwischen dem Steckverbinder 10 und dem Gehäuse des Elektromotors ausgebildet. Zudem werden damit, beispielsweise durch Innendruck sowie thermische Ausdehnungen hervorgerufene Deformationen des Gehäuses des Elektromotors ausgeglichen.
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Aus 4a geht ein Verbindungselement 10 aus 2 mit einem Dichtelement 15 aus 3a im montierten Zustand der Dichtungsanordnung der Vorrichtung, insbesondere des Elektromotors, in einem Querschnitt hervor. Dabei ist der Stator mit dem Trägerelement 6 innerhalb des Gehäuses 20 des Elektromotors angeordnet. Zudem ist das Steckergehäuse 7b in das Aufnahmeelement 7 des Trägerelements 6 eingeschoben. 4b zeigt einen Ausschnitt des Trägerelements 6 in einer Schnittdarstellung durch eine einen Verbindungsdurchgang 7a ausbildende Wandung.
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Die Wandung 8 des Verbindungsdurchgangs 7a ragt in axialer Richtung zum Gehäuse 20 hin ausgerichtet vom Aufnahmeelement 7 hervor. Der Steckverbinder 10 ist mit dem ersten Bereich 10a innerhalb des Steckergehäuses 7b angeordnet, während der zweite Bereich 10b des Steckverbinders 10 aus dem Gehäuse 20 herausragt. Der dritte Bereich 10c des Steckverbinders 10 ist innerhalb einer im Gehäuse 20 ausgebildeten Durchgangsbohrung fixiert. Zwischen der Dichtfläche 14 des dritten Bereichs 10c des Steckverbinders 10 und der Innenfläche der Durchgangsbohrung des Gehäuses 20 ist das Dichtelement 15 angeordnet, welches mit der Außenfläche 18 als erster Dichtfläche 18 am Gehäuse 20 und mit der Innenfläche 19 als zweiter Dichtfläche 19 an der Dichtfläche 14 des dritten Bereichs 10c des Steckverbinders 10 anliegt. Damit ist die Fläche zwischen dem Steckverbinder 10 und dem Gehäuse 20 abgedichtet.
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Zudem liegt das Dichtelement 15 mit der dritten Dichtfläche 19a, welche über den dritten Bereich 10c des Steckverbinders in Richtung des Trägerelements 6 hinausragt und mit einem geringeren Konuswinkel als die Innenfläche 19 selbst ausgebildet ist, an der Außenseite der Wandung 8 des Trägerelements 6 am Trägerelement 6 an. Dabei umschließt das Dichtelement 15 die an der Außenseite der Wandung 8 ausgebildete wulstartige Ausformung (8a) vollumfänglich, sodass das Dichtelement 15 auch den Verbindungsdurchgang 7a des Aufnahmeelements 7 und damit das innerhalb des Aufnahmeelements 7 angeordnete Steckergehäuse 7b abdichtet. Die Dichtungsanordnung mit Dichtelement 15 und Steckverbinder 10 dient folglich in Verbindung mit dem Aufnahmeelement 7 beziehungsweise dem Trägerelement 6 und dem Gehäuse 20 zum einen zum Abdichten des Inneren des Elektromotors mit dem Stator und dem Rotor, das heißt des Inneren des Gehäuses 20, zur Umwelt sowie zum anderen zum Abdichten und Isolieren der innerhalb des Steckergehäuses 7b angeordneten Steckverbinder beziehungsweise Anschlüsse zum Inneren des Gehäuses 20 und damit gegen das im Gehäuse 20 strömende Fluid.
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Die am Trägerelement 6 in Richtung des Wechselrichters um die Verbindungsdurchgänge 7a für die Steckverbinder 10 hervorragend angeordneten Wandungen 8 sind derart ausgebildet, dass der Außendurchmesser geringer ist als der innere Durchmesser des Dichtelements 15 im Bereich der dritten Dichtfläche 19a und größer als der äußere Durchmesser des kegelstumpfförmigen dritten Bereichs 10c der Steckverbinder 10 im Bereich der ersten Stirnseite 12. Am freien zweiten Ende der auch als Dichtungskanal bezeichneten Wandung 8 ist zudem eine Einsteckführung, vorzugsweise in Form einer Fase, vorgesehen, sodass das Einschieben der Wandung 8 mit der wulstartigen Ausformung (8a) in das Dichtelement 15 erleichtert ist.
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Vor der Montage des Stators 1 im Gehäuse 20 des Motors werden die Dichtelemente 15 und die Steckverbinder 10 in die jeweils mit einem Öffnungswinkel im Gehäuse 20 ausgebildeten kegelstumpfförmigen Durchgangsöffnungen eingepresst. In der Endposition des Steckverbinders 10 ist der konisch zulaufende Durchmesser des dritten Bereichs 10c des Steckverbinders 10 derart gering, dass ein ausreichend großer, vollumfänglich anliegender Pressdruck auf das Gehäuse 20 ausgeübt und die Dichtfunktion erzeugt werden. Die Dichtigkeit der Anordnung ergibt sich folglich durch das Pressen des Steckverbinders 10 mit dem kegelstumpfförmigen dritten Bereich 10c in die konisch ausgebildete Durchgangsöffnung des Gehäuses 20, wobei zwischen den beteiligten Komponenten Steckverbinder 10, Dichtelement 15 und Gehäuse 20 eine hohe Flächenpressung bewirkt wird. Die Öffnungswinkel der aneinander anliegenden Komponenten sind derart dimensioniert, einen selbsthemmenden Pressverband auszubilden, welcher die erforderlichen Anpresskräfte erzeugt. Der aufgrund der im Betrieb der Vorrichtung auftretenden Druckdifferenz zwischen dem vom Gehäuse 20 umschlossen Volumen und der Umgebung des Gehäuses 20 erzeugte Druck wirkt in Richtung der im Pressverband vorherrschenden Kraft.
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Während der Montage des Stators 1 im Gehäuse 20 des Motors werden die Steckverbinder 10 von der Oberseite des Trägerelements 6 ausgehend durch die Verbindungsdurchgänge 7a hindurch in die Anschlüsse des Steckergehäuses 7b eingeführt. Beim Einführen des Steckverbinders 10 durch die Verbindungsdurchgänge 7a in das Aufnahmeelement 7 wird jeweils die Wandung 8 des Trägerelements 6 mit der wulstartigen Ausformung (8a) durch die erste Stirnseite 16, speziell im Bereich der dritten Dichtfläche 19a, in das Dichtelement 15 in die Endposition eingeschoben. Mittels der an der Wandung 8 ausgebildeten Einsteckführung wird eine einfache Ausrichtung und Montage der Wandung 8 in Bezug zum Dichtelement 15 ermöglicht. Im montierten Zustand der Dichtungsanordnung ist der Bereich der dritten Dichtfläche 19a des Dichtelements 15 die wulstartige Ausformung (8a) der Wandung 8 überlappend angeordnet. Dabei wird der äußere Durchmesser der Ausformung (8a) reduziert und die Wandung 8 komprimiert, sodass eine dauerhafte Dichtfunktion zwischen der Wandung 8 und dem Dichtelement 15 gewährleistet ist.
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Mit der Ausbildung des Dichtelements 15 wird neben einem Presssitz des Steckverbinders 10 in der Durchgangsöffnung des Gehäuses 20 in Kombination mit der Wandung 8 des Trägerelements 6 somit auch ein Presssitz zum Abdichten des Steckergehäuses 7b, beispielsweise zum Verhindern des Eindringens von Kältemittel und Öl, ohne den Einsatz separater Dichtungen ermöglicht. Mit der Wandung 8 und dem konischen Dichtelement 15 wird folglich eine hermetische Abdichtung der Schnittstelle zwischen dem Steckverbinder 10 und dem Trägerelement 6 und damit dem Steckergehäuse 7b beziehungsweise den Verbindungsanschlüssen im Steckergehäuse 7b realisiert, was auch den Isolationswiderstand erheblich erhöht und elektrische Verbindungen zwischen den Leitungsdrähten 9 als Motorphasen untereinander und/oder anderen metallischen Gehäuseelementen verhindert.
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Damit wird ausschließlich durch die Verwendung des Trägerelements 6 mit der als Dichtungskanal ausgebildeten Wandung 8 und der speziellen Form des Steckverbinders 10 in Verbindung mit lediglich einem Dichtelement 15 die vollständige beziehungsweise hermetische Abdichtung sowie eine elektrische Isolation der Schnittstelle zwischen dem Steckverbinder 10 und dem Steckergehäuse 7b beziehungsweise der Wandung 8 des Verbindungsdurchgangs 7a des Trägerelements 6 sichergestellt.
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In den 5a und 5b ist eine alternative Ausführungsform des Trägerelements 6 mit Verbindungsdurchgängen 7a zur Aufnahme von Verbindungselementen 10 in einer Draufsicht gezeigt. Das Trägerelement 6 weist beispielhaft drei beabstandet voneinander angeordnete Aufnahmeelemente zur Aufnahme jeweils eines Steckergehäuses zur Aufnahme lediglich eines Verbindungselements 10, anstatt eines Steckergehäuses 7b zur Aufnahme von drei Verbindungselementen 10, gemäß der 1a und 1b, auf. Dabei wird jeweils eine Anschlussleitung eines Leitungsdrahtes in jedem Steckergehäuse aufgenommen. Aus 5b geht speziell ein Abschnitt des Trägerelements 6 aus 5a mit einem Verbindungsdurchgang 7a zur Aufnahme eines Verbindungselements in einer Draufsicht hervor.
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Zum Erleichtern der Montage der Dichtungsanordnung weist die jeweils um den Verbindungsdurchgang 7a angeordnete Wandung 8 auf der Innenseite neben der vollumfänglich ausgebildeten Fase Zentrierelemente 21 auf, welche in der Gesamtheit das Einführen des Verbindungselements 10 in die Wandung 8 beziehungsweise in den Verbindungsdurchgang 7a sowie das Aufstecken des Dichtelements 15 über die Stirnseite der Wandung 8 auf die Wandung 8 erleichtern. Die sich in axialer Richtung erstreckend und in Richtung der Mittelachse der Wandung 8 des Verbindungsdurchgangs 7a hervorstehend ausgebildeten Stege ermöglichen als Zentrierelemente 21 ein geradliniges Einführen des Steckverbinders 10 in das Trägerelement 6. Dabei sind mindestens drei Zentrierelemente 21 vorgesehen, welche gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Statorkern
- 3
- Spule
- 4
- Isolationselement
- 5
- Längsachse
- 6
- Trägerelement
- 6a
- radiale Ringfläche
- 6b
- axiale Ringfläche
- 7
- Aufnahmeelement
- 7a
- Verbindungsdurchgang
- 7b
- Steckergehäuse
- 8
- Wandung Verbindungsdurchgang 7a
- 8a
- Ausformung
- 9
- Leitungsdraht
- 10
- Verbindungselement, Steckverbinder
- 10a
- erster Bereich
- 10b
- zweiter Bereich
- 10c
- dritter Bereich
- 11
- Achse
- 12
- erste Stirnseite dritter Bereich 10c Verbindungselement 10
- 13
- zweite Stirnseite dritter Bereich 10c Verbindungselement 10
- 14
- Dichtfläche dritter Bereich 10c Verbindungselement 10
- 15
- Dichtelement
- 16
- erste Stirnseite Dichtelement 15
- 17
- zweite Stirnseite Dichtelement 15
- 18
- Außenfläche, erste Dichtfläche Dichtelement 15
- 19
- Innenfläche, zweite Dichtfläche Dichtelement 15
- 19a
- dritte Dichtfläche Dichtelement 15
- 20
- Gehäuse
- 21
- Zentrierelement Wandung 8 Verbindungsdurchgang 7a