DE102022129216A1 - Electric machine with associated pulse inverter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine mit zugeordnetem Pulswechselrichter (19), wobei die Elektromaschine ein Statorgehäuse (1) aufweist und der Pulswechselrichter (19) in einem am Statorgehäuse (1) angebauten PWR-Gehäuse (3) angeordnet ist. Erfindungsgemäß wirkt das PWR-Gehäuse (3) in Doppelfunktion zusätzlich als eine Statorgehäuseabdeckung, mit der eine Gehäuseöffnung (37) des Statorgehäuses (1) schließbar ist.The invention relates to an electric machine with an associated pulse inverter (19), wherein the electric machine has a stator housing (1) and the pulse inverter (19) is arranged in a PWR housing (3) attached to the stator housing (1). According to the invention, the PWR housing (3) additionally acts in a dual function as a stator housing cover, with which a housing opening (37) of the stator housing (1) can be closed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine mit zugeordnetem Pulswechselrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electric machine with an associated pulse inverter according to the preamble of
In einer gattungsgemäßen Elektromaschine ist deren Statorgehäuse sowie deren PWR-Gehäuse (nachfolgend PWR-Gehäuse) zu einer Gehäuseeinheit zusammengefasst, in der das PWR-Gehäuse am Außenumfang des hohlzylindrischen ausgebildeten Statorgehäuses angebaut ist. Hierzu ragen vom hohlzylindrisch ausgebildeten Statorgehäuse nach radial außen Schraubdome ab, an denen das PWR-Gehäuse angeschraubt ist. Zwischen den Schraubdomen ist das PWR-Gehäuse über einen Freiraum vom Statorgehäuse beabstandet. In den Freiraum hinein kann sich das Statorgehäuse bzw. das PWR-Gehäuse geringfügig verformen, um zum Beispiel aufgrund von Bauteil-/Fertigungstoleranzen entstehende Bauteilspannungen auszugleichen.In a generic electric machine, its stator housing and its PWR housing (hereinafter referred to as PWR housing) are combined to form a housing unit in which the PWR housing is attached to the outer circumference of the hollow-cylindrical stator housing. For this purpose, screw domes protrude radially outwards from the hollow-cylindrical stator housing, to which the PWR housing is screwed. Between the screw domes, the PWR housing is spaced from the stator housing by a free space. The stator housing or the PWR housing can deform slightly in the free space, for example to compensate for component stresses arising due to component/manufacturing tolerances.
Vor diesem Hintergrund ist die Gehäuseeinheit, bestehend aus Statorgehäuse und PWR-Gehäuse bauraumintensiv aufgebaut sowie mit hohem Bauteilgewicht versehen.Against this background, the housing unit, consisting of the stator housing and PWR housing, is designed to be space-intensive and has a high component weight.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektromaschine mit zugeordnetem Pulswechselrichter bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik einen reduzierten Bauraum beansprucht und/oder ein reduziertes Bauteilgewicht aufweist.The object of the invention is to provide an electric machine with an associated pulse inverter which, compared to the prior art, requires a reduced installation space and/or has a reduced component weight.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of
Die Erfindung geht von einer Gehäuseeinheit, bestehend aus einem mit einem Stator bestückten Statorgehäuse und einem mit einem Pulswechselrichter bestückten PWR-Gehäuse, aufgebaut. Das PWR-Gehäuse ist seitlich am Statorgehäuse angebaut. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 wirkt das PWR-Gehäuse in Doppelfunktion zusätzlich auch als eine Statorgehäuseabdeckung, mit der eine Gehäuseöffnung des Statorgehäuses schließbar ist. Auf diese Weise kann ein separates Statorgehäuse-Deckelelement wegfallen, wodurch sich das Bauteilgewicht der Gehäuseeinheit reduziert. Aufgrund des weggefallenen Statorgehäuse-Deckelelements wird zudem ein Bauraum frei. Dieser kann entweder zur Anordnung von Elektromaschinen-Komponenten genutzt werden. Alternativ dazu können die Außenmaße der Gehäuseeinheit um den frei werdenden Bauraum reduziert werden.The invention is based on a housing unit consisting of a stator housing equipped with a stator and a PWR housing equipped with a pulse inverter. The PWR housing is attached to the side of the stator housing. According to the characterizing part of
In einer technischen Umsetzung kann die Gehäuseöffnung des Statorgehäuses einen Werkzeugzugang in das Gehäuseinnere des Statorgehäuses bereitstellen. In einem Montagefall oder einem Reparaturfall kann das PWR-Gehäuse vom Statorgehäuse demontiert werden, wodurch die den Werkzeugzugang bildende Gehäuseöffnung freigelegt ist.In a technical implementation, the housing opening of the stator housing can provide tool access to the interior of the stator housing. In an assembly or repair case, the PWR housing can be dismantled from the stator housing, exposing the housing opening that forms the tool access.
Bevorzugt kann das PWR-Gehäuse zumindest aus zwei Gehäuseteilen aufgebaut sein, etwa einem PWR-Gehäuseunterteil und einem PWR-Gehäusedeckel. Die beiden Gehäuseteile dichten den Pulswechselrichter nach gehäuseaußen hermetisch ab. Im Zusammenbauzustand kann das PWR-Gehäuseunterteil an einem Öffnungsrandbereich der Statorgehäuseöffnung lösbar angebunden sein. In diesem Fall bildet speziell das PWR-Gehäuseunterteil die Statorgehäuseabdeckung. Das PWR-Gehäuseunterteil wirkt nämlich als ein Deckelelement, mit dem die Statorgehäuseöffnung schließbar ist. Im Unterschied dazu kann der PWR-Gehäusedeckel außer Kontakt mit dem Statorgehäuse bleiben und lediglich am PWR-Gehäuseunterteil angebunden sein. In diesem Fall kann beispielhaft der PWR-Gehäusedeckel vom PWR-Gehäuseunterteil gelöst werden, um zum Beispiel eine Reparaturmaßnahme am Pulswechselrichter vorzunehmen. Das Gehäuseunterteil ist dagegen nach wie vor am Statorgehäuse montiert, um seine Funktion als Statorgehäuseabdeckung wahrzunehmen.The PWR housing can preferably be constructed from at least two housing parts, such as a PWR housing base and a PWR housing cover. The two housing parts hermetically seal the pulse inverter from the outside of the housing. In the assembled state, the PWR housing base can be detachably connected to an opening edge area of the stator housing opening. In this case, the PWR housing base in particular forms the stator housing cover. The PWR housing base acts as a cover element with which the stator housing opening can be closed. In contrast, the PWR housing cover can remain out of contact with the stator housing and only be connected to the PWR housing base. In this case, for example, the PWR housing cover can be detached from the PWR housing base in order to carry out repairs on the pulse inverter, for example. The housing base, on the other hand, is still mounted on the stator housing in order to perform its function as a stator housing cover.
In einer ersten Ausführungsform kann die Gehäuseöffnung am Außenumfang des hohlzylindrisch ausgebildeten Statorgehäuses ausgebildet sein. In diesem Fall ist auch das PWR-Gehäuse am Außenumfang des Statorgehäuses angebaut, damit es die Deckelfunktion für die Statorgehäuseöffnung erfüllen kann. Alternativ dazu kann die Gehäuseöffnung auch an einer axialen Stirnseite des hohlzylindrisch ausgebildeten Statorgehäuses angeordnet sein. In diesem Fall kann das PWR-Gehäuse ebenfalls an der Statorgehäuse-Stirnseite angebaut sein. In a first embodiment, the housing opening can be formed on the outer circumference of the hollow-cylindrical stator housing. In this case, the PWR housing is also attached to the outer circumference of the stator housing so that it can fulfill the cover function for the stator housing opening. Alternatively, the housing opening can also be arranged on an axial end face of the hollow-cylindrical stator housing. In this case, the PWR housing can also be attached to the stator housing end face.
In einer konkreten Ausführungsform kann die Elektromaschine eine nasslaufende Elektromaschine sein, in der Statorgehäuse-Innenraum in einem Kühlmittelkreislauf eingebunden ist, um den Stator aktiv zu kühlen. In diesem Fall kann das PWR-Gehäuseunterteil den als Nassraum ausgebildeten Statorgehäuse-Innenraum von dem als Trockenraum ausgebildeten PWR-Gehäuseinnenraum betriebssicher abtrennen.In a specific embodiment, the electric machine can be a wet-running electric machine in which the stator housing interior is integrated into a coolant circuit in order to actively cool the stator. In this case, the PWR housing lower part can reliably separate the stator housing interior designed as a wet space from the PWR housing interior designed as a dry space.
Wie oben erwähnt, besteht ein Kerngedanke der Erfindung darin, den Bauraum der Gehäuseeinheit aus Statorgehäuse und PWR-Gehäuse zu reduzieren. Zur Bauraumreduzierung können das Statorgehäuse und das PWR-Gehäuse zueinander verschachtelt angeordnet sein. In diesem Fall kann das PWR-Gehäuseunterteil einen Wandabschnitt aufweisen, der mit einem bevorzugt axialen Überstand in die an der axialen Statorgehäuse-Stirnseite angeordnete Gehäuseöffnung einragt. Auf diese Weise kann die Axiallänge der Gehäuseeinheit um den axialen Überstand reduziert werden.As mentioned above, a core idea of the invention is to reduce the installation space of the housing unit consisting of the stator housing and the PWR housing. To reduce the installation space, the stator housing and the PWR housing can be arranged in a nested manner. In this case, the PWR housing lower part can have a wall section that projects with a preferably axial projection into the housing opening arranged on the axial stator housing front side. In this way, the axial length of the housing unit can be reduced by the axial projection.
Der Stator wirkt mit einem Rotor zusammen, dessen zumindest ein Rotorwellenende in einer Lageranordnung einer Statorgehäusewand drehgelagert ist. Speziell bei einer nasslaufenden Elektromaschine ist die Lageranordnung nach axial außen von einem deckelförmigen Dichtelement abgedichtet. Bevorzugt kann das Dichtelement unmittelbarer Bestandteil des PWR-Gehäuses sein. Konkret kann das deckelförmige Dichtelement Bestandteil des mit dem Überstand in die Statorgehäuseöffnung einragenden Wandabschnittes des PWR-Gehäuseunterteils sein.The stator works together with a rotor, at least one rotor shaft end of which is rotatably mounted in a bearing arrangement of a stator housing wall. Especially in the case of a wet-running electric machine, the bearing arrangement is sealed axially outward by a cover-shaped sealing element. The sealing element can preferably be a direct component of the PWR housing. Specifically, the cover-shaped sealing element can be a component of the wall section of the PWR housing base that protrudes into the stator housing opening with the projection.
In der oben erwähnten Lageranordnung kann das Rotorwellenende durch einen Nabenabschnitt der Statorgehäusewand geführt sein, und zwar unter Zwischenordnung eines Drehlagers. Eine vom Nabenabschnitt begrenzte Lageröffnung, in der das Drehlager sitzt, wird vom deckelförmigen Dichtelement nach außen abgedichtet.In the above-mentioned bearing arrangement, the rotor shaft end can be guided through a hub section of the stator housing wall, with a rotary bearing arranged in between. A bearing opening delimited by the hub section, in which the rotary bearing is seated, is sealed off from the outside by the cover-shaped sealing element.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:
-
1 bis 8 jeweils unterschiedliche schematische Darstellungen einer Gehäuseeinheit aus Statorgehäuse und PWR-Gehäuse.
-
1 to 8 Different schematic representations of a housing unit consisting of a stator housing and a PWR housing.
Für ein einfacheres Verständnis der Erfindung wird zunächst Bezug auf die in der
Der Stator 5 weist in der
Wie aus der
In Abkehr davon wird nachfolgend ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der
Durch den Entfall von Statorgehäuse-Material im Bereich der Gehäuseöffnung 37 wird Bauteilgewicht eingespart. Zudem kann die Gehäuseöffnung 37 des Statorgehäuses 1 in einem Montagefall einen Werkzeugzugang in das Statorgehäuseinnere bereitstellen, sofern das PWR-Gehäuseunterteil 33 des PWR-Gehäuses 3 vom Statorgehäuse 1 demontiert ist.By eliminating stator housing material in the area of the
In den
Der PWR-Gehäusedeckel 34 ist gemäß den
In den
In Abkehr dazu wird in der
Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann in der
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- StatorgehäuseStator housing
- 33
- PWR-GehäusePWR housing
- 55
- Statorstator
- 77
- Rotorrotor
- 99
- StatorgehäusewandStator housing wall
- 1010
- LageranordnungBearing arrangement
- 1111
- StatorgehäusewandStator housing wall
- 1212
- AussparungRecess
- 1313
- elektrisches Anschlusselementelectrical connection element
- 1515
- elektrische Schnittstelleelectrical interface
- 1717
- elektrisches Anschlusselementelectrical connection element
- 1919
- PulswechselrichterPulse inverter
- 23, 2523, 25
- AussparungenRecesses
- 2727
- AbdichtungenSealing
- 2929
- AnschlussraumConnection room
- 3131
- AußenwandExterior wall
- 3232
- SchraubverbindungScrew connection
- 3333
- GehäuseunterteilHousing base
- 3535
- SchraubdomeScrew domes
- 3737
- GehäuseöffnungHousing opening
- 3939
- Füge-/DichtzoneJoining/sealing zone
- 4141
- O-RingdichtungO-ring seal
- 4343
- RandflanschEdge flange
- 4545
- axial seitliche Gehäusewandaxial side housing wall
- 4747
- WandabschnittWall section
- 4949
- DichtelementSealing element
- 5151
- O-RingdichtungO-ring seal
- fe
- Freiraumfree space
- ΔaΔa
- ÜberstandGot over
- ΔbΔb
- frei werdender Bauraumfreed up construction space
- agesamtatotal
- Gesamtlänge der GehäuseeinheitTotal length of the housing unit
- aSGaSG
- Länge des StatorgehäusesLength of stator housing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102012016208 A1 [0004]DE 102012016208 A1 [0004]
- DE 102010048131 A1 [0004]DE 102010048131 A1 [0004]
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