DE102010041589A1

DE102010041589A1 - Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik einer Elektromaschine, Gehäuse für eine Elektromaschine, Werkzeug zur Herstellung eines Gehäuseelementes sowie Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine Elektromaschine

Info

Publication number: DE102010041589A1
Application number: DE102010041589A
Authority: DE
Inventors: Arndt Wagner; Alexander Becker; Denis Kern
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-03-29
Also published as: WO2012041584A1

Abstract

Gehäuse 2 für eine Elektromaschine, aufweisend ein erstes Gehäuseelement 4a zur Aufnahme einer Leistungselektronik 6 einer Elektromaschine, ein zweites Gehäuseelement 4b und ein drittes Gehäuseelement 4c, wobei das zweite Gehäuseelement 4b und das dritte Gehäuseelement 4c zur gemeinsamen Aufnahme eines elektrischen Maschinenelementes 8 verbindbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuseelement des zweiten Gehäuseelementes 4b und des dritten Gehäuseelementes 4c einen zweiten Gehäusebereich aufweist, welcher mit dem ersten Gehäusebereich des ersten Gehäuseelementes 4a abdichtend koppelbar ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik einer Elektromaschine, einem Gehäuse für eine Elektromaschine, einem Werkzeug zur Herstellung eines Gehäuseelementes sowie einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine Elektromaschine nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Herkömmliche Elektromaschinen von Hybrid- bzw. Elektrofahrzeugen weisen meist eine elektrische Maschinenkomponente auf, welche eine extern angeordnete Leistungselektronik aufweist, die über Hochspannungsleitungen mit der elektrischen Maschinenkomponente verbunden ist sowie separate Kühlmittelleitungen für die elektrische Maschinenkomponente und/oder die Leistungselektronik.
Aufgrund der vorbekannten Anordnung der Leistungselektronik als externes Bauelement sind zur Verbindung der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine kostenintensive Hochspannungsleitungen erforderlich, um eine elektrische Kontaktierung zu realisieren. Hierbei ergeben sich erhöhte Kosten für das Leitungssystem bei gleichzeitiger Reduzierung der nutzbaren Leistung eines Gesamtsystems aufgrund des Leitungswiderstandes, welche abhängig ist von der Leitungslänge.
Weiterhin sind leistungsstarke Kühlmittelpumpen erforderlich, um die elektrische Maschine und die Leistungselektronik über Kühlmittelleitungen mit ausreichend Kühlfluid zur Ableitung der Verlustwärme zu versorgen.
Im Falle, dass die Leistungselektronik separat und somit getrennt von der elektrischen Maschine verbaut wird, werden meist spezialisierte Konstruktionen eingesetzt, welche nur für einen bestimmten Anwendungsfall, beispielsweise für einen individuellen Fahrzeugtyp, anwendbar sind.
Offenbarung der Erfindung
Demgemäß werden ein Gehäuseelement, ein Gehäuse, ein Werkzeug zur Herstellung eines Gehäuseelementes sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt.
Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine kompaktere Bauweise eines erfindungsgemäßen Systems, beispielsweise einer Elektromaschine. Hierbei findet eine Reduzierung der Leitungslänge zwischen Leistungselektronik und elektrischer Maschine aufgrund der integralen Anordnung von Leistungselektronik und elektrischer Maschine in einem Gehäuse statt, wodurch neben der Reduzierung der Hochspannungsleitungslänge auch eine Direktkontaktierung von elektrischer Maschine und Leistungselektronik möglich ist. Im Falle der Direktkontaktierung lassen sich Übergangswiderstände weiter reduzieren und ermöglichen somit eine verbesserte Ausnutzung eines zur Verfügung stehenden Stromes. Dies mag in der Erhöhung des Wirkungsgrades der Elektromaschine resultieren, was gleichzeitig eine Reduzierung einer Batteriekapazität erlauben mag. Die Direktkontaktierung und integrative Lösung ermöglichen es zudem, dass funktionskritische Dichtelemente, die einer besonderen Überprüfung bedürfen entfallen können. Der Entfall wird dadurch realisiert, dass die elektrische Kontaktierung innerhalb des abgeschlossenen Gehäuses erfolgt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht zudem eine modulare Bauweise, welche durch partielle Veränderungen auf Basis des gleichen Grundprinzips eine Elektromaschine an ein jeweiliges Anwendungsgebiet anzupassen bzw. eine Veränderung der elektrischen Maschinengröße erlauben mag.
Insbesondere bevorzugt wird hierbei das Lost Foam Gießverfahren verwendet. Das erfindungsgemäße Gehäuse mag hierbei durch einzelne Scheibenelemente bzw. Gehäuseelemente aufgebaut sein. Die einzelnen Gehäuseelemente mögen insbesondere einen im Wesentlichen zylindrischen Aufbau haben, wobei die Höhe eines solchen Zylinderelementes im Weiteren auch als dessen Länge bezeichnet wird. Diese Bezeichnung mag auch deshalb gewählt werden, da die Leistung einer elektrischen Maschine sowohl generatorisch als auch motorisch von der sogenannten Eisenlänge von Stator und Rotor abhängig ist.
Zur Herstellung eines Gehäuses unter Verwendung des Lost Foam Gießverfahrens werden einzelne Gehäuseelemente aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Polystyrol, unter Verwendung von Schaumwerkzeugen hergestellt. Die einzelnen Gehäuseelemente werden nachfolgend miteinander verbunden, beispielsweise verklebt, und ergeben hierdurch die Form des späteren Gusselementes. Um nun die einzelnen Gehäuseelemente modular bezüglich Anwendungsgebiet und/oder elektrischer Maschinengröße zu verändern, ist meist die Länge, somit die Höhe, des zylindrischen Einzelelementes auf das Anwendungsgebiet bzw. die Maschinengröße zu adaptieren. Hierzu werden Schaumwerkzeuge verwendet, welche die einzelnen Scheibenelemente längenänderbar erzeugen. Eine Längenänderung wird insbesondere durch die Verwendung von Inserts bzw. aufschraubbaren Modulelementen am Schäumwerkzeug ermöglicht.
Durch die Verwendung eines Gießverfahrens wird zudem ermöglicht, dass der Gehäuseunterbau, somit das Gehäuseelement zur Aufnahme der Leistungselektronik, direkt auf das weitere Gehäuse der Elektromaschine aufgesetzt werden kann bzw. durch den nachfolgenden Gießherstellungsprozess integraler Bestandteil des Gehäuses wird. Das Gehäuseelement zur Aufnahme der Leistungselektronik sowie die Gehäuseelemente der elektrischen Maschine mögen mittels Lost Foam Verfahren hergestellt werden und miteinander verklebt werden. Anschließend wird die Gesamteinheit gußtechnisch hergestellt, was einer vollintegrierten Lösung entspricht.
Beim Aufsetzen des Gehäuseelementes zur Aufnahme der Leistungselektronik auf das Gehäuse der elektrischen Maschine mag insbesondere ein Dichtelement vorgesehen sein, beispielsweise eine Außenkontur des Gehäuseelementes eine Dichtkontur aufweisen, welche mit einer Öffnung im restlichen Elektromaschinengehäuse abdichtend gekoppelt wird.
Durch die direkte Verbindung des Gehäuseelementes zur Aufnahme der Leistungselektronik mit dem Restgehäuse mag sich eine direkte Kühlkanalverbindung zwischen dem Kühlkanal bzw. Kühlbereich der Leistungselektronik und dem Kühlkanal bzw. Kühlbereich der elektrischen Maschine erzielen lassen. In anderen Worten mag sich auch erst der Kühlkanal selbst auf einer Seitenbegrenzung durch das Gehäuseelement zur Aufnahme der Leistungselektronik und auf einer weiteren Seitenbegrenzung durch das weitere Gehäuse der elektrischen Maschine ausbilden. Anders ausgedrückt wird der Kühlkanal durch verkleben der einzelnen Gehäuseelemente automatisch ausgebildet und wird somit im nachfolgenden Gehäuse direkt ausgebildet bzw. mitgegossen.
Somit kann durch die direkte Verbindung der beiden Gehäuseelemente eine direkte Kühlkanalverbindung bzw. Kühlkavität zwischen dem Kühlkanalbereich der Leistungselektronik und dem Kühlkanalbereich der elektrischen Maschine erzielt werden. Weiterhin mag die elektrische Maschine einen Kühlmantel aufweisen eingreift, wobei die Leistungselektronik hierbei Wärme leitend unter Verwendung des Gehäuseelementes zur Aufnahme der Leistungselektronik an den Kühlmantel angebunden ist bzw. Kühlrippen bzw. Kühlelemente aufweist, welche gleichfalls auch durch das Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik in den Kühlmantel bzw. die Kühlkavität bzw. den gemeinsamen Kühlkanal hineinragen bzw. eingreifen mögen.
Die Abmaße des Gehäuseelementes zur Aufnahme der Leistungselektronik, die Außenkontur des Gehäuseelementes in einem ersten Gehäusebereich bzw. die Dichtkontur in einem ersten Gehäusebereich mag sehr einfach konstruiert, insbesondere auch standardisiert sein, so dass nicht für jede neue Elektromaschine ein neues Gehäuseelement bzw. eine neue Leistungselektronik konstruiert werden muss.
Die Hochspannungsverkabelung sowie Stecksysteme zwischen elektrischer Maschine und Leistungselektronik mögen wiederum intern im Gehäuse geführt werden, wodurch keine Gefahr besteht, hochspannungsführende Verbindungen zwischen Leistungselektronik und elektrischer Maschine kontaktieren zu können. Eine Elektromaschine mag somit bevorzugt sein für einen Einsatz in belebten, unbeaufsichtigten Umgebungen oder aber besonderen, z. B. explosionsgeführten Umgebungen. Ein versehentliches Berühren von hochspannungsführenden Teilen mag durch eine vollständig gekapselte bzw. im Gehäuse geführte Hochspannungsverbindung wirksam vermieten werden.
Auch mögen mehrphasige Maschinen einfach und kostengünstig angesteuert werden. Z. B. mag eine elektrische Maschine nicht nur mit 3 Phasen sondern exemplarisch auch mit 6 oder 9 Phasen angesteuert werden Die Elektromaschine eines Hybrid- oder Elektroantriebs in einem Fahrzeug weist unter anderem eine aktive Komponente auf, welche den Magnetkreis bildet und auch die Wicklungen trägt. Dies mag beispielsweise die elektrische Maschine der Elektromaschine sein. Diese aktive Komponente ist regelmäßig ein Gehäuse angeordnet, welches zur Kühlung der aktiven Komponente eingerichtet ist und gleichzeitig die mechanischen Schnittstellen, beispielsweise zur Abgabe der Antriebskraft an die Umgebung, aufweist.
Das Gehäuse ist meist applikationsspezifisch konstruiert. Beispielsweise mag die Elektromaschine weiterhin ein Planetengetriebe im Falle eines elektrischen Radnabenmotors aufweisen, Teile eines Differentialgetriebes im Falle eines elektrischen Achsantriebs oder aber einen Rotationskolbenmotor aufweisen zum Beispiel bei Einsatz als Charger. Hierbei sind die einzelnen Gehäuseelemente auf das jeweilige Anwendungsgebiet derart zu adaptieren, dass die einzelnen Komponenten im Gesamtgehäuse angeordnet werden können.
Im Falle eines zylindrischen Gehäuses mag sich eine solche Adaption auf unterschiedliche Anwendungsgebiete durch längenangepasste Zylinderelemente realisieren lassen, wobei die Länge des jeweiligen Gehäuseelementes auf die für ein Anwendungsgebiet verwendeten Komponenten angepasst ist.
Unter Verwendung eines Gießverfahrens, beispielsweise des Lost Foam Gießverfahrens, mag sich in der Herstellung des Gehäuses durch Verwendung passend zum Anwendungsgebiet ausgestalteter Kunststoffelemente somit eine Adaption an das Anwendungsgebiet realisieren lassen. Die Kunststoffelemente, zum Beispiel Polystyrolelemente, werden in ihrer Länge adaptiert auf das geforderte Anwendungsgebiet hergestellt, wodurch gleichzeitig das später zu erhaltende Gehäuse dieselbe Anpassung aufweist. Durch das erfindungsgemäße Werkzeug, welche längenänderbare bzw. längenindividuelle Gehäuseelemente herzustellen vermag, lässt sich somit eine individuelle Gehäuseform einfach realisieren.
Durch die Adaption des Gehäuses auf einen gewünschten Anwendungsfall lassen sich im Weiteren Toleranzketten zwischen den einzelnen Funktionselementen reduzieren. Hierdurch lässt sich zum Beispiel der Luftspalt der elektrischen Maschine zwischen Rotor und Stator reduzieren, was in einer Leistungssteigerung der Maschine oder aber zu einer Aufweitung von engen Toleranzfeldern resultieren mag, was wiederum eine Reduzierung von Bauteilkosten ergeben mag.
Beim Lost Foam Gießverfahren werden einzelne Kunststoffelemente, ausgebildet als Gehäuseelemente, zum Beispiel aus Polystyrol, miteinander verklebt, um das Gesamtmodell des Gehäuses zu erhalten, welches nachfolgend durch das Gießverfahren hergestellt wird. Nach dem Verkleben der Gehäuseelemente erfolgt ein Clustern (Gießtraube), ein Schlichten, ein Einsanden und das Gießen.
Insbesondere besteht das Gehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung aus zumindest zwei Elementen, welche miteinander verklebt werden, um im Inneren der Gehäuseelemente einen Kühlkanal auszubilden. Weiter insbesondere werden bevorzugt zumindest zwei zylinderförmige Scheibenelemente, im Weiteren bezeichnet als zweites und drittes Gehäuseelement, miteinander verklebt und um ein Aufsatzelement, im Weiteren bezeichnet als erstes Gehäuseelement, zur Aufnahme einer Leistungselektronik einer elektrischen Maschine, ergänzt. Zusätzlich mag ein drittes zylinderförmiges Scheibenelement, im Weiteren bezeichnet als viertes Gehäuseelement, zur Adaption des erfindungsgemäßen Gehäuses auf ein gewünschtes Anwendungsgebiet verwendet werden. Die Gehäuseelemente, insbesondere die zweiten, dritten und vierten Gehäuseelemente, ausgebildet als zylinderförmige Scheibenelemente, sind mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug längenänderbar bzw. längenindividuell herstellbar.
Die Konstruktion einer Leistungselektronik sowie des zugehörigen Gehäuseelementes mag sich auch in unterschiedlichen Anwendungsgebieten im Wesentlichen nicht unterscheiden. Hier mag bevorzugt die Konstruktion der Leistungselektronik möglichst unabhängig von einer bestimmten Applikation erfolgen, woraus auch ein applikationsunabhängiges Gehäuse bzw. Gehäuseelement für die Leistungselektronik resultieren mag.
Die Ausgestaltung der zweiten, dritten und vierten Gehäuseelemente, somit des Restgehäuses der Elektromaschine, mag eine für möglichst viele denkbare Anwendungen einheitliche Schnittstelle aufweisen, um das Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik an das Restgehäuse anzukoppeln. Dies mag im einfachsten Fall eine rechteckige Öffnung zum Kühlmedium des Kühlkanals sein. Die Kühlung der Leistungselektronik mag hierbei durch Kühlrippen bzw. Kühlfinnen realisiert werden oder aber auch durch eine doppelseitige Kühlung der Leistungshalbleiter. Die Kühlelemente mögen hierbei insbesondere in den Kühlkanal und damit das Kühlmedium ragen und in dieses eingreifen. Die Kühlelemente mögen dazu beispielsweise das Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik durchragen.
Bei einer vollintegrativen Lösung mag das Gehäuseelement der Leistungselektronik und die Gehäuseelemente der elektrischen Maschine ein gemeinsames Grundgehäuse ergeben. Die Gehäuseelemente werden miteinander verklebt und ergeben anschließend das Gehäusemodell mit integriertem Kühlkanal. Das Gehäusemodell mag nun unter Verwendung einer Gießverfahrens, beispielsweise des Lost Foam Gießverfahrens einstückig verbunden werden. Evtl. an den einzelnen Gehäuseelementen, insbesondere am Gehäuseelement zur Aufnahme der Leistungselektronik, vorhandenen Konturen bzw. Dichtkonturen, mögen durch die integrale Ausbildung des Gehäuses nach dem Gießverfahren nicht mehr als unterscheidbare Elemente im oder am Gehäuse vorfinden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 den schematischen Aufbau eines exemplarischen Ausführungsbeispiels des Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung;
2a, b den schematischen Aufbau im Schnitt des Gehäuses gemäß 1;
3 einen exemplarischen Aufbau aus Einzelgehäuseelementen des Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 das zusammengesetzte Gehäuse gemäß 3;
5, 6 exemplarische Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gehäuses.
1 zeigt schematisch eine Elektromaschine mit Gehäuse 2 mit einer zylinderförmig ausgebildeten Gehäusestruktur. Im Gehäuse angeordnet ist Kühlkanal 10 mit Kühlfluid sowie elektrische Maschine 8. Aufgesetzt auf die Außenkontur des Gehäuses ist Gehäuseelement 4a, welches die Leistungselektronik 6 beinhaltet.
In 2a, b dargestellt zeigt sich ein Schnitt durch das Gehäuse gemäß 1.
Das erste Gehäuseelement 4a weist Leistungselektronik 6 auf, welche auf der Außenkontur des zylinderförmigen Gehäuses der Elektromaschine angeordnet ist. Das zylinderförmige Gehäuse beinhaltet elektrische Maschine 8, dargestellt als Zylinderelement, mit einer außen liegenden Kühlkavität 10 welche die elektrische Maschine 8 umgibt. Das erste Gehäuseelement 4a, das Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik, ist auf die Außenkontur des Kühlkanals 10 aufgebracht. Dichtelement 12, z. B. eine Dichtkontur, dichtet das erste Gehäuseelement 4a gegenüber der Außenkontur des Kühlkanals 10 ab. Das erste Gehäuseelement 4a und der Kühlkanal 10 mögen hierbei wie nachfolgend dargestellt einstückig ausgeführt sein oder aber die beiden Gehäusekomponenten werden als separate Elemente zusammengebracht und über die Dichtkontur 12 dichtend verbunden.
Die Leistungselektronik 6 weist Kühlelemente 16 sowie Hochspannungsleitung 14 auf. Hochspannungsleitung 14 verbindet hierbei Leistungselektronik 6 mit elektrischer Maschine 8, während Kühlelemente 16 z. B. von den zu kühlenden Leistungselementen der Leistungselektronik 6 in die Kühlkavität und somit in das dort befindliche Kühlmittel bzw. Kühlfluid ragen.
Somit teilt sich elektrische Maschine 8 und Leistungselektronik 6 einen gemeinsamen Kühlkanal 10 mit darin befindlichem Kühlmittel.
In 3 dargestellt ist der schematische Aufbau eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 aus insgesamt 4 Gehäuseelementen 4a, b, c, d. Das erste Gehäuseelement 4a ist hierbei eingerichtet, die Leistungselektronik 6 aufzunehmen. Die Unterseite des Gehäuseelementes 4a stellt eine Öffnung zum Kühlkanal 10 bereit sowie eine Öffnung 14a für Hochspannungsleitung 14. Die Gehäuseelemente 4b, c, d sind in Draufsicht dargestellt und bilden im Wesentlichen zylinderförmige Gehäuseteile aus. Sie werden deshalb auch als Scheibenelement bezeichnet.
Gehäuseelement 4a ist vergleichbar den 1 bis 2b an die zylinderförmige Außenkontur der Gehäuseelemente 4b, c, d angepasst und kann in 3 insbesondere in die Öffnung 22 der Gehäuseelemente 4b, c dichtend eingebracht werden. Die Gehäuseelemente, insbesondere die Scheibenelemente 4b, c, d sind längenänderbar bzw. längenindividuell herstellbar, um auf eine gewünschte Anwendung adaptierbar zu sein. So lassen sich die Längen l₁ bis l₄, insbesondere die Längen l₂ bis l₄ unter Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeuges längenindividuell fertigen, z. B. durch die Verwendung von Inserts bzw. aufschraubbaren Modulelementen am Schaumwerkzeug. Zur Herstellung des Kunststoffmodells für den nachfolgenden Gießprozess werden nun die einzelnen Gehäuseelemente, ausgebildet aus Kunststoff, beispielsweise Polystyrol, miteinander verbunden.
So wird das vierte Gehäuseelement 4d mit der in 3 links dargestellten Seite des zweiten Gehäuseelementes 4b verklebt. Weiterhin wird das dritte Gehäuseelement 4c an der in 3 rechts dargestellten Seite des zweiten Gehäuseelementes 4b angebracht. Die entsprechenden Klebelinien sind mit Pfeilen in 3 markiert. Das Aufsatzelement bzw. das erste Gehäuseelement 4a wird ebenfalls, in 3 exemplarisch, auf das zweite Gehäuseelement 4b sowie das dritte Gehäuseelement 4c aufgebracht, beispielsweise verklebt. Die konstruktionsbedingten Klebelinien der einzelnen Gehäuseelemente mögen nach dem Gießprozess eindeutig an dem Gussteil erkennbar sein. Durch die Verklebung und Modulbauweise bleiben im resultierenden Gussgehäuse Hohlräume mit entsprechender Funktionalität bestehen.
4 zeigt fertig aufgebaut das Gehäusemodell 2, wie es für den Gießprozess verwendet werden mag, welches sich gleichzeitig jedoch ebenso als fertiges Gehäuse 2 darstellt. Im Gehäuse 2 vorgesehen ist Kühlkanal 10 mit einem entsprechenden Durchgang zur Leistungselektronik sowie ein Durchgang für die Hochspannungsleitung 14. Kühlkanal 10 ist hierbei radial an der Außenseite umlaufend des im Wesentlichen zylinderförmigen Gehäuses 2. Weiterhin vorgesehen sind Gehäuseabschlusselemente 18a, b, c.
In der Öffnung für Hochspannungsleitung 14 mag sich auch eine Direktkontaktierung von Leistungselektronik 6 und elektrischer Maschine 8 realisieren lassen.
Bei der Gestaltung der einzelnen Gehäuseelemente mögen auch Schmierkanäle oder Ölversorgungskanäle bei Ölsprühung eingebracht werden, welche jedoch aufgrund der Übersichtlichkeit in 4 nicht dargestellt sind.
Weiter Bezug nehmend auf 5 und 6 sind exemplarische Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gehäuses dargestellt.
5 weist eine Gehäusekonstruktion für eine erste Anwendung auf. Die Gehäuseabschlusselemente 18a, b, c sind am Gehäuse 2 angebracht, beispielsweise durch nicht näher dargestellte Schraubverbindungen. Leistungselektronik 6 ist im Bereich des früheren ersten Gehäuseelementes 4a angeordnet. Kühlkanal 10 umläuft Gehäuse 2 radial und besitzt gleichfalls eine Öffnung zu Leistungselektronik 6. Elektrische Maschine 8 ist angeordnet zwischen früheren zweiten und dritten Gehäuseelementen 4b, c, wohingegen eine Komponente 20a angeordnet ist im Bereich der früheren zweiten und vierten Gehäuseelemente 4b, d. Hochspannungsleitung 14 ist angeordnet zwischen Leistungselektronik 6 und elektrischer Maschine 8.
6 entspricht im Wesentlichen der Darstellung der 5, mit dem Unterschied, dass eine unterschiedliche Komponente 20b für einen weiteren Applikationsfall vorgesehen ist. Komponente 20b ist hierbei kleiner ausgestaltet als Komponente 20a, so dass das ursprüngliche vierte Gehäuseelement 4d in 6 mit einer geringeren Länge l₄ durch das erfindungsgemäße Werkzeug hergestellt wurde. Somit ließ sich das resultierende Gehäuse 2 individuell auf die Anwendung und damit somit auf eine Komponente 20a bzw. Komponente 20b individuell adaptieren. Das ursprüngliche Gehäuseelement 4d wurde somit längenindividuell bzw. längenänderbar produziert.
Weiters entspricht 6 5 mit Ausnahme der Kühlelemente 16, welche ausgehend von Leistungselektronik 6 durch die Öffnung in den Kühlkanal 10 ragen.
Gleichfalls ist jedoch denkbar, auch die ursprünglichen Gehäuseelemente 4a, b, c längenindividuell bzw. längenänderbar auszugestalten, um somit unterschiedliche elektrische Maschinen 8 bzw. unterschiedliche Leistungselektroniken 6 im Gehäuse 2 unterzubringen.

Claims

Gehäuseelement (4a) zur Aufnahme einer Leistungselektronik (6) einer Elektromaschine, aufweisend einen ersten Gehäusebereich, welcher zur Aufnahme einer Leistungselektronik (6) eingerichtet ist, wobei der erste Gehäusebereich einen Kühlbereich aufweist, welcher eingerichtet ist, mit einen Kühlbereich einer elektrischen Maschine (8) zur gemeinsamen Kühlung von Leistungselektronik (6) und elektrischer Maschine (8) gekoppelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäusebereich ein Dichtelement (12) aufweist, welches eingerichtet ist, mit zumindest einem weiteren Gehäuseelement einer elektrischen Maschine (8) abdichtend gekoppelt zu werden.
Gehäuseelement gemäß Anspruch 1, wobei der Kühlbereich zumindest ein mechanisches Kühlelement (16) aufweist, welches mit dem Kühlbereich der elektrischen Maschine (8) koppelbar und in diesen eingreifbar ausgebildet ist.
Gehäuse (2) für eine elektrische Maschine, aufweisend ein erstes Gehäuseelement (4a) zur Aufnahme einer Leistungselektronik (6) einer Elektromaschine gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche; ein zweites Gehäuseelement (4b); und ein drittes Gehäuseelement (4c); wobei das zweites Gehäuseelement (4b) und das dritte Gehäuseelement (4c) zur gemeinsamen Aufnahme eines elektrischen Maschinenelementes (8) verbindbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuseelement des zweiten Gehäuseelementes (4b) und des drittes Gehäuseelementes (4c) einen zweiten Gehäusebereich aufweist, welcher mit dem ersten Gehäusebereich des ersten Gehäuseelementes (4a) abdichtend koppelbar ist.
Gehäuse gemäß Anspruch 3, weiterhin aufweisend wobei zumindest ein Gehäuseelement des zweiten Gehäuseelementes (4b) und des drittes Gehäuseelementes (4c) einen Kühlbereich aufweist, welcher Kühlbereich koppelbar ist mit dem Kühlbereich des ersten Gehäuseelementes (4a) ist zur gemeinsamen Kühlung von Leistungselektronik (6) und elektrischer Maschine (8).
Gehäuse gemäß zumindest einem der Ansprüche 3 und 4, wobei das erste Gehäuseelement (4a) eine erste Kontaktierungsöffnung (14a) aufweist; wobei zumindest ein Gehäuseelement des zweiten Gehäuseelementes (4b) und des drittes Gehäuseelementes (4c) eine zweite Kontaktierungsöffnung (14b) aufweist; und wobei die erste Kontaktierungsöffnung (14a) und die zweite Kontaktierungsöffnung (14b) angeordnet und eingerichtet sind eine Leitungsführung (14) zwischen Leistungselektronik (6) und elektrischer Maschine (8) im inneren des Gehäuses (2) bereitzustellen.
Gehäuse gemäß zumindest einem der Ansprüche 3 bis 5, weiterhin aufweisend ein viertes Gehäuseelement (4d); wobei das zweite Gehäuseelement (4b) und das vierte Gehäuseelement (4d) zur gemeinsamen Aufnahme einer Komponente (20a, b) der Elektromaschine verbindbar ausgebildet sind; wobei die Komponente (20a, b) unter Verwendung des elektrischen Maschinenelementes (8) antreibbar ist; und wobei zumindest ein Gehäuseelement des zweiten Gehäuseelementes (4b), des drittes Gehäuseelementes (4c) und des vierten Gehäuseelementes (4d) einen Kühlbereich aufweist, welcher Kühlbereich koppelbar ist mit dem Kühlbereich des ersten Gehäuseelementes (4a) ist zur gemeinsamen Kühlung von Leistungselektronik (6) und elektrischer Maschine (8), insbesondere und Komponente (20a, b).
Gehäuse gemäß zumindest einem der Ansprüche 3 bis 6; wobei das Gehäuse einstückig aus miteinander verbundenen Gehäuseelementen hergestellt wird unter Verwendung eines Gießverfahrens, insbesondere des Lost Foam Gießverfahren.
Werkzeug zur Herstellung eines Gehäuseelementes gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eingerichtet ist, ein Gehäuseelement (4a, b, c, d) längenindividuell herzustellen.
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses gemäß zumindest einem der Ansprüche 3 bis 7, aufweisend die Schritte Bereitstellen je eines Kunststoffmodels des ersten Gehäuseelementes (4a), des zweiten Gehäuseelementes (4b) und des dritten Gehäuseelementes (4c) oder des ersten Gehäuseelementes (4a), des zweiten Gehäuseelementes (4b), des dritten Gehäuseelementes (4c) und des vierten Gehäuseelementes (4d) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest eines der Gehäuseelemente unter Verwendung eines Werkzeuges gemäß dem vorhergehenden Anspruch hergestellt wurde; und Verbinden der Gehäuseelemente zu einem Gehäusemodell.
Verfahren gemäß Anspruch 9, weiterhin aufweisend den Schritt Herstellen des Gehäuses (2) aus dem Gehäusemodell unter Verwendung eines Gießverfahrens, insbesondere des Lost Foam Gießverfahrens.