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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem.
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Es ist allgemein bekannt, dass ein Antriebssystem einen Elektromotor aufweist, der allerdings bei Betrieb eine hohe Temperatur erreichen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem weiterzubilden, wobei möglichst viel mechanische Antriebsleistung bei möglichst kleinem Bauraum erreichbar sein soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antriebssystem nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antriebssystem sind, dass das Antriebssystem eine Antriebskomponente, insbesondere Elektromotor, Getriebe oder Getriebemotor, aufweist, die ein Gehäuseteil aufweist, das zumindest einen Kanal aufweist, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist, insbesondere durchströmt wird,
wobei ein Kühlmittel-Leitungssystem den Kanal umfasst, insbesondere aufweist,
wobei das Antriebssystem einen Lüfter, einen Radiator, eine Pumpe und einen Ausgleichsbehälter aufweist,
wobei der vom Lüfter geförderte Luftstrom den Radiator durchströmt und am Ausgleichsbehälter und/oder an der Pumpe vorbeiströmt, insbesondere so dass Wärme vom Ausgleichsbehälter an den Luftstrom abgeführt wird, und danach an dem den Kanal aufweisenden Gehäuseteil der Antriebskomponente vorbeiströmt,
wobei der Radiator, die Pumpe und der Ausgleichsbehälter am Kühlmittel-Leitungssystem angeschlossen sind, insbesondere so dass das Kühlmittel nach Durchströmen des Kanals den Radiator durchströmt und danach dem Ausgleichsbehälter zugeführt wird, insbesondere und danach der Pumpe, insbesondere welche Kühlmittel zum Kanal fördert.
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Von Vorteil ist dabei, dass das im Ausgleichsbehälter und/oder in der Pumpe sich befindende Kühlmittel entwärmt wird. Somit dient nicht nur der Radiator der Entwärmung sondern auch der Ausgleichsbehälter oder die Pumpe. Außerdem wird auch das den Kanal umfassende Gehäuseteil der Antriebskomponente vom Luftstrom umströmt und entwärmt. Hierzu ist ein Haubenteil vorgesehen, das das Gehäuse der Antriebskomponente entsprechend überdeckt aber davon auch beabstandet ist, so dass ein vom Luftstrom durchströmbarer Luftspalt vorgesehen ist, dessen Mündung derart angeordnet ist, dass der austretende Luftstrom entlang des Gehäuses austritt, also zumindest anfänglich parallel zur Gehäuseoberfläche.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kanal in einem Gehäuseteil, insbesondere Flanschteil, der Antriebskomponente angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine effektive Entwärmung ausführbar ist, da der Kanal möglichst nahe an einem thermischen Hotspot, wie Statorwicklung oder dergleichen, anordenbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mittels des Kühlmittels im Kühlmittel-Leitungssystem im Betrieb Wärme vom Motor zum Radiator transportiert und wird dort dem Kühlmittel entzogen, wobei ein dem Kühlmittel entzogener Wärmestrom dem vom Lüfter geförderten Luftstrom zugeführt wird,
insbesondere wobei ein aus dem Radiator austretender Kühlmittelstrom dem Ausgleichsbehälter zugeführt wird, wobei über dem Kühlmittelpegel im Ausgleichsbehälter ein mit Luft gefüllter Raumbereich angeordnet ist,
insbesondere wobei der Kühlmittelpegel im Ausgleichbehälter der höchste Pegel des Kühlmittels, im Kühlmittel-Leitungssystem ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Pumpe stets unterhalb dem Pegel sich befindet, so dass sie beim Anlaufen nicht ansaugen muss. Außerdem ist ein Luftraumberiech im Ausgleichsbehälter, so dass thermisch bedingte Volumenänderungen vom Ausgleichsbehälter abpufferbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung durchströmt der Kühlmittelstrom den Radiator. Von Vorteil ist dabei, dass eine effektive Entwärmung ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ausgleichbehälter an seiner Außenseite Kühlrippen oder Kühlfinger auf, insbesondere zur Lenkung des Luftstroms und zur Verringerung des Wärmeübergangswiderstands vom Kühlmediums zur vom Lüfter geförderten Luftstrom vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine weiter verbesserte Entwärmung durch die Vergrößerung der Oberfläche des Ausgleichsbehälters erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Radiator mittels Streben am Gehäuse gehalten,
insbesondere wobei die Pumpe und der Ausgleichsbehälter axial zwischen dem Radiator und dem Motor angeordnet sind,
insbesondere wobei der Lüfter auf der vom Gehäuse abgewandten Seite des Radiators angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Befestigung ausführbar ist, wobei der Radiator vom Gehäuse beabstandet ist und weitere Komponenten, wie Pumpe und Ausgleichsbehälter, im Beabstandungsbereich anordenbar sind und somit vom geförderten Luftstrom umströmbar und daher entwärmbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist
der Lüfter
- – am Radiator befestigt oder
- – am Haubenteil befestigt,
insbesondere indem der Lüfter mit einem Abdeckteil, insbesondere ein als Blechteil ausgeführtes Abdeckteil, verbunden ist, wobei das Abdeckteil mit dem Haubenteil verbunden ist,
insbesondere wobei das Abdeckteil einstückig mit dem Haubenteil ausgeführt ist und/oder wobei das Abdeckteil ein Lüftergitter aufweist, insbesondere durch welches der vom Lüfter geförderte Luftstrom einströmt.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Befestigung ausführbar ist. Außerdem ist die Sicherheit gewährleistbar durch ein beziehungsweise das Abdeckgitter.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Pumpe und/oder der Ausgleichsbehälter am Radiator oder am Gehäuse, insbesondere am Flanschteil, befestigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Befestigung ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Haubenteil und dem den Kanal aufweisenden Gehäuseteil der Antriebskomponente ein Luftspalt angeordnet, der von dem vom Lüfter geförderten Luftstrom durchströmt wird,
insbesondere wobei der vom Lüfter geförderte Luftstrom den Luftspalt in axialer Richtung verlässt, insbesondere also parallel zur Rotorwelle des von der Antriebskomponente umfassten Elektromotors. Von Vorteil ist dabei, dass das Haubenteil als Luftleitteil einerseits und andererseits als ein Schutzteil wirksam ist. Dabei umgibt das Schutzteil den Radiator, die Pumpe, den Ausgleichsbehälter und/oder den Lüfter.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung durchströmt der vom Lüfter geförderte Luftstrom den Radiator in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Rotorwelle des von der Antriebskomponente umfassten Elektromotors. Von Vorteil ist dabei, dass ein am Gehäuse Entlangströmen des Luftstroms ausbildbar ist und somit eine effektive Entwärmung des den Kanal aufweisenden Teils erreichbar ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Antriebssystem mit einem Haubenteil 2 in Schrägansicht gezeigt.
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In der 2 ist die zugehörige Draufsicht gezeigt.
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In der 3 ist das erfindungsgemäße Antriebssystem ohne das Haubenteil 2 in Schrägansicht gezeigt.
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Wie in den Figuren gezeigt, weist das Antriebssystem einen Elektromotor auf, dessen Rotorwelle 6 von einem ersten und zweiten Lager drehbar gelagert ist.
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Dabei ist das erste Lager in einem ersten Flanschteil 8 aufgenommen und das zweite Lager in einem vom ersten Flanschteil 8 beabstandeten Flanschteil 34.
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Das Gehäuse des Motors ist aus den beiden Flanschteilen (8 und 34) sowie aus einem zwischengeordneten Gehäuseteil 1 gebildet. Die Flanschteile (8, 34) sind dabei mittels Schraubteilen, insbesondere Schrauben, verbunden mit dem Gehäuseteil 1.
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Zumindest ein Teil des Gehäuses, insbesondere das Flanschteil 34 und/oder das Gehäuseteil 1, weist Kanäle auf, die von einem Kühlmedium durchströmbar sind und somit entwärmbar sind.
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Das Kühlmedium wird über eine Rohrleitung von einem Ausgleichsbehälter 35 an einen Einlass am Gehäuse des Motors geführt, insbesondere an einen am Flanschteil 34 angeordneten Einlass, geführt.
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Ein am Gehäuse des Motors angeordneter Auslass, insbesondere ein am Flanschteil 34 angeordneter Auslass, ist mittels einer weiteren Rohrleitung mit dem Ausgleichsbehälter 35 verbunden.
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Der Ausgleichsbehälter 35 ist mittels Rohrleitung 35 mit einer Pumpe 32 verbunden. Des Weiteren ist ein vom Kühlmedium durchströmbarer Radiator 31 mittels Rohrleitungen angeschlossen.
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Eine Lüfterhaube 2 umschließt den Radiator 31, die Pumpe 32 und den Ausgleichsbehälter 35. Außerdem umfasst und/oder umgibt sie auch zumindest teilweise das Flanschteil 34, wobei sie auch hiervon beabstandet ist, so dass ein von einem Lüfter 30 geförderter, austretender Luftstrom zumindest auch axial am Motor entlang strömt. Der Lüfter 30 ist dabei ebenfalls von der Lüfterhaube 2 umgeben und/oder umfasst.
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An ihrem vom Motor axial abgewandten Endbereich ist die Lüfterhaube von einem Abdeckteil 9 verschlossen, das beispielsweise als Blechteil oder Kunststoffteil ausführbar ist. An diesem Abdeckteil 9 ist ein Lufteinlassgitter 3 vorgesehen. Vorzugsweise ist dieses Lufteinlassgitter schraubverbunden mit dem Abdeckteil 9. Statt der Schraubverbindung ist aber auch eine Klebeverbindung oder eine mit dem Abdeckteil 9 einstückige einteilige Ausführung ausführbar.
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Ebenso ist das Abdeckteil 9 mit der Lüfterhaube 2 schraubverbunden. Statt dieser Schraubverbindung ist aber auch eine Klebeverbindung oder eine einstückige einteilige Ausführung der Lüfterhaube 2 samt Abdeckteil 9 vorteilhaft ausführbar.
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Der Lüfter 30 ist vorzugsweise am Abdeckteil 9 angeschraubt. Auf der vom Abdeckteil 9 abgewandten Seite des Lüfters 30 ist der Radiator 31 angeordnet, welcher Kanäle aufweist, die vom Kühlmedium durchströmt werden, und derartige axial durchgehende Ausnehmungen, dass der vom Lüfter 30 geförderte Luftstrom hindurchführbar ist durch den Radiator 31 und die vom Kühlmedium an den Radiator abgegebene Wärme abtransportierbar ist im Luftstrom.
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Alternativ ist der Lüfter 30 und/oder das Abdeckteil 9 schraubverbunden mit dem Radiator 31.
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Der Radiator 31 ist mittels Streben 33 mit dem Gehäuse des Motors, insbesondere mit dem dem Radiator zugewandten Flanschteil 34, verbunden, insbesondere schraubverbunden. Vorzugsweise sind die Streben 33 am Gehäuse des Motors schraubverbunden und der Radiator 31 mit den Streben 33 ebenfalls schraubverbunden.
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Zwischen Radiator 31 und Gehäuse des Motors ist die Pumpe 32 und der Ausgleichsbehälter 35 angeordnet.
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Somit werden die Pumpe 32 und der Ausgleichsbehälter 35 im vom Lüfter 30 geförderten Luftstrom gekühlt.
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Am Flanschteil 34 ist ein Steckverbinderteil 4 für elektrische Versorgung und ein Steckverbinderteil 5 für Sensorsignale angeordnet.
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Am Flanschteil 8, insbesondere also am A-seitigen Flanschteil, ist ein Transporthaken 7 angeordnet.
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Der Ausgleichsbehälter 35 weist an seiner Außenseite Kühlrippen auf, so dass der Wärmeübergangswiderstand reduziert ist. Vorzugsweise erstrecken sich die Kühlrippen in axialer Richtung.
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Das Kühlmedium ist vorzugsweise als Flüssigkeit, wie Wasser oder Öl, ausgeführt.
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Im Ausgleichsbehälter 35 ist ein Innenraum angeordnet, der nur teilweise vom Kühlmittel befüllt ist. Das restliche Volumen des Innenraums ist mit Luft gefüllt. Vorzugsweise steht dieser mit Luft gefüllte Bereich zum Luftdruckausgleich mit der Umgebungsluft in Verbindung. Dafür weist das Gehäuse einen Durchlass auf, der den Innenraum mit der Umgebungsluft verbindet, insbesondere wobei der Durchlass an der Oberseite des Innenraums beziehungsweise des Ausgleichsbehälters 35 angeordnet ist. Vorzugsweise ist im Durchlass eine semipermeable Membran angeordnet, welche zwar Luft durchlässt, nicht aber das Kühlmedium. Auf diese Weise ist der Durchtritt von Kühlmittel-haltigem Schaum verhindert.
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Mittels des Ausgleichsbehälters 35 ist somit die thermisch bedingte Volumenänderung des Kühlmediums kompensiert. Außerdem muss die nachgeschaltete Pumpe 32 keine Luft ansaugen sondern ist mit Kühlmedium beaufschlagt. Somit ist beim Starten der Pumpe 32 keine Luft im Saugbereich sondern Kühlmittel.
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Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt des Elektromotors ein Getriebe oder ein Getriebemotor eingesetzt. Dabei ist statt der Flanschteile jeweils ein anderes Gehäuseteil verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuseteil
- 2
- Haubenteil
- 3
- Lufteinlassgitter
- 4
- Steckverbinderteil für elektrische Versorgung
- 5
- Steckverbinderteil für Sensorsignale
- 6
- Rotorwelle
- 7
- Transporthaken
- 8
- Flanschteil, insbesondere A-seitiges Flanschteil
- 9
- Abdeckteil
- 30
- Lüfter
- 31
- Radiator
- 32
- Pumpe
- 33
- Strebe
- 34
- Flanschteil, insbesondere B-seitiges Flanschteil
- 35
- Ausgleichsbehälter
