ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Настоящее изобретение относится к электрической машине с корпусом машины для установки статора и ротора с обмотками статора и/или ротора, которые соединены с соединительными проводами для осуществления электрического соединения контактов. В настоящем документе электрическую машину следует понимать в значении, в частности, двигателя или генератора с жидкостным охлаждением, предпочтительно со встроенным преобразователем, как привод на основе электродвигателя или генератора для агрегата или вспомогательного узла грузового транспортного средства.

В частности, в зависимости от области применения и от выходной мощности, электрическая машина зачастую имеет жидкостное охлаждение статора. Обычно охлаждающая среда, предпочтительно масло, подается с помощью насоса, который приводится в действие непосредственно электрической машиной или с помощью отдельного привода. Электрическая машина, как правило, приводится в действие с помощью силовой электроники (преобразователей, в частности преобразователей частоты, преобразователей постоянного тока в переменный или переменного тока в постоянный и т.п.) Эта силовая электроника, соответственно, имеет мостовую схему, содержащую полупроводниковые ключи, число которых, как и количество плеч моста, зависит от количества фаз электрической машины, обычно являющейся трехфазным или многофазным двигателем или генератором.

В зависимости от того, работает ли электрическая машина как двигатель или как генератор, на машину либо подается электрическая мощность для обеспечения желаемой скорости вращения и крутящего момента, или же из электрической машины извлекается электрическая энергия и подается на последующие узлы, например, грузового транспортного средства. В режиме работы в качестве генератора многофазный переменный ток, создаваемый генератором, преобразуется посредством силовой электроники (преобразователей) в постоянный ток, который затем подается к соответствующему узлу или потребителю, например, по промежуточной цепи.

В частности, из-за часто встречающихся условий ограниченного пространства и малого общего объема, желательным является компактный тип конструкции, в которую включен узел управление мощностью либо силовая электроника, насколько это возможно в электрической машине.

В случае электрической машины с жидкостным охлаждением, например, с непосредственным масляным охлаждением обмотки статора, для того, чтобы иметь возможность электрического подключения машины к преобразователю или к узлу управления мощностью, требуются герметичные вводы электрических соединений машины. Электрические сигналы, например, от датчиков температуры, также часто должны быть выведены из той части машины, которая подвержена воздействию масла.

В основу изобретения положена задача предоставления электрической машины, которая является как можно более компактной. В частности, предполагается сделать возможной надлежащую разводку проводов и надежный, несложно реализуемый метод выполнения соединений машины.

Эта задача решается согласно изобретению с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные технические решения, усовершенствования и варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

С этой целью в случае электрической машины, в частности, генератора, охлаждаемого со стороны статора, корпус машины, который служит для установки статора и ротора с обмотками статора и/или ротора, снабжен кабельным каналом для размещения соединительных проводов, подключенных к этим обмоткам. Этот кабельный канал, который предпочтительно проходит в продольном направлении машины на внешней стороне корпуса машины, с помощью разделительной пластины покрыт рядом изолирующих втулок, в которые позиционно-кодированным образом вставлены соединительные штифты, которые могут быть приведены в электрический контакт с соединительными проводами. Разделительная пластина предназначена для обеспечения кабельного канала особенно герметичной оболочкой.

Соединительные провода на практике являются концами обмотки машины или катушек; свободные концы которых подведены к соединительными штифтам, образуя соединения машины или фазы и создают там винтовой контакт, предпочтительно посредством кабельных наконечников. Соединительные провода с помощью сквозного отверстия в стенке корпуса соответствующим образом проводят от внутренних обмоток машины и изгибают в сторону кабельного канала. Поскольку соединительные провода, которые должны быть размещены в кабельном канале, который целесообразно проложить в продольном направлении корпуса, являются достаточно протяженными для такого изгиба в области сквозного отверстия в сторону кабельного канала, и в тоже время объем необходимого пространства практически сведен к минимуму, создано соответствующее достаточное расстояние для упругого отклонения или изгиба для того, чтобы при сборке осуществить требуемый контакт с соединениями машины, без того, чтобы впоследствии возвращать соединительные провода в прежнее положение для их размещения в корпусе машины. Это создает возможность построения особенно компактного типа машины, тем более, что в корпусе машины не нужно обеспечивать никакое дополнительное пространство для соединительных проводов. Сквозное отверстие в стенке корпуса, открывающееся в кабельный канал, проходит по существу перпендикулярно по отношению к этому кабельному каналу и удобно расположенный на торце или узкой стороне кабельного канала, который в противном случае предпочтительно проходит в осевом направлении вдоль корпуса машины.

В то время как соединительные штифты по отношению к изолирующим втулкам соответствующим образом оснащены кодом с несколькими возможностями, изолирующие втулки обеспечены предпочтительно уникальным кодом по отношению к разделительной пластине, и, таким образом, установлены в ней кодированным по углу образом. Угловой шаг в этом случае соответствует 45°. Специальную изоляционную втулку, предназначенную для подключения или для провода соединения с машиной, служащего для выравнивания потенциала, целесообразно ориентировать за пределами шага 45°.

Кодированное по углу положение изолирующий втулки по отношению к разделительной пластине относится здесь к сквозному отверстию в корпусе машины, которое является общим для соединительных проводов, открывается к кабельному каналу и, соответственно, направлено от центра по отношению к продольной протяженности указанного канала. Со сформированной таким образом системой кодирования равномерное выравнивание поверхности контакта по отношению к разделительной пластине и, следовательно, по отношению к машине, которая обеспечивается соединительными штифтами и, соответствующим образом, является плоской, может быть реализовано с различным требуемым выравниванием изолирующей втулки по отношению к разделительной пластине.

На конце втулки, который выступает из разделительной пластины на верхней стороне пластины (внешней стороне пластины), предусмотрены обращенные в сторону от кабельного канала контактные поверхности одной головки штифта и прилегающего к ней соединительного штифта и содержащего контактный штифт. Для этой цели соединительные штифты вставлены в изолирующие втулки таким кодированным образом, что контактные поверхности размещены подходящим образом по отношению друг к друг и равномерно расположены параллельно продольной стороне пластины.

Для уникальных углов кодирования изолирующих втулок они, соответственно, имеют в той же позиции кодирующий элемент, который предпочтительно выполнен в виде осевого паза. Это соответствует кодирующему элементу, предоставленному на нижней стороне, который предусмотрен на нижней стороне разделительной пластины и предпочтительно выполнен в виде кодирующего штифта. Кодирующие элементы, выполненные в виде осевого паза практически идентичных изолирующих втулок, предоставлены на головке втулки на внешней окружности изолирующей втулки и проходят там вдоль части длины головки втулки. Таким образом, осевые пазы также проходят сквозь упорное кольцо, с помощью которых изолирующая втулка опирается на верхнюю часть разделительной пластины.

Головка изолирующих втулок прилегает к полому хвостовику втулки, который образует упорное кольцо и, для предохранения его от перекашивания, содержит по меньшей мере одну кольцевую канавку, но предпочтительно две разнесенные друг от друга в осевом направлении кольцевые канавки с размещенными в них уплотнительными кольцами (кольцевыми уплотнениями). Поскольку осевая канавка предоставлена в подобным образом полой головке изолирующей втулки и проходит лишь до упорного кольца, кодирующий штифт, установленный в выравнивающее отверстие для штифта разделительной пластины, не сталкивается с уплотнительными кольцами, окружающими изолирующую втулку на стороне хвостовика, когда хвостовик изолирующих втулок расположен в соответствующих сквозных отверстиях разделительной пластины, предоставляя уплотнение и защиту от перекашивания.

Аналогично, соответствующий соединительный штифт также уплотнен по отношению соответствующей изолирующей втулке. С данной целью, соединительный штифт в свою очередь предпочтительно содержит два разнесенных друг от друга в осевом направлении уплотнительных кольца, подобным образом в форме кольцевых уплотнений, лежащих в соответствующих кольцевых канавках хвостовика штифта, прилегающего к головке штифта. Для повышения надежности уплотнительного эффекта, уплотнения изолирующих втулок относительно разделительной пластины и соединительных штифтов относительно изолирующих втулок соответственно реализованы двумя неподвижными кольцевыми уплотнениями, обеспечивающее уплотнение в радиальном направлении. По сравнению с решением, в основе которого лежат кольцевые уплотнения, обеспечивающее уплотнение в радиальном направлении, таким образом возможно простым образом реализовать неподвижный осевой стопор, обеспечивающий невозможность работы соединительных штифтов в осевом направлении в условиях изменяющегося давления. Если бы соединительный штифты должны были передавать осевые усилия, зависимые от давления, возникающие из-за уплотнительных элементов, деформируемых в осевом направлении, или если бы это привело к осевым перемещениям соединительных штифтов, то это могло бы привести к изменению механических напряжений на и в проводящих пластинах на стороне преобразователя, которые приводятся в электрический контакт с контактными поверхностями соединительных штифтов. В свою очередь, это может привести к повреждению полупроводниковых модулей, которые подобным образом соединены с проводящими пластинами, что необходимо избегать.

На стороне головки, т.е. в области осевого выступа в форме головки втулки, расположенного на внутренней стороне разделительной пластины в собранном состоянии, изолирующие втулки содержат кольцевой зазор в форме радиального отверстия. В собранном состоянии в данных кольцевых зазорах лежат соединительные элементы, которые предпочтительно имеют форму кабельных наконечников и посредством которых соединительные штифты приведены в электрический контакт на внутренней стороне разделительной пластины соединительными проводами, лежащими в там в кабельном канале. В собранном состоянии, кольцевые зазоры ориентированы таким образом, чтобы соответствовать угловому кодированию по отношению к разделительной пластине в направлении сквозного отверстия для соединительных проводов, которое предусмотрено в корпусе машины и открыто к кабельному каналу.

Подобным образом, на стороне головки, в изолирующей втулке выполнена периферическая радиальная бороздка и, как следствие, кольцевая канавка, посредством которой предоставляют необходимые воздушные каналы и каналы утечки до разделительной пластины даже в области кольцевых зазоров изолирующих втулок. Кроме этого, изолирующие втулки на торцевой поверхности, на головке втулки, выступающей в радиальном направлении за разделительную пластину на внутренней стороне в собранном состоянии и там на внутренней стороне, содержат выбранные кодирующие выемки, в краевые участки которых входят в зацепление соединительные штифты, предусмотренные со стороны головки втулки, таким образом, чтобы соответствовать угловой ориентации.

Для контакта кабельных наконечников, присоединенных к концам соединительных проводов относительно соединительных штифтов, последние имеют на торцевой поверхности головки штифта, расположенной на внутренней стороне разделительной пластины в собранном состоянии несквозное резьбовое отверстие (отверстие с внутренней резьбой) для крепежного винта винтового соединения соответствующих соединительных проводов или кабельных наконечников, присоединенных к концам указанных проводов.

Изолирующее кольцо, которое прерывается в точке, где соответствующий кабельный наконечник выходит в радиальном направлении из кольцевого зазора, служит для обеспечения необходимых воздушных каналов и каналов утечки от соединительного штифта, кабельного наконечника и крепежным винтом до стенки корпуса двигателя, расположенного в данной области в непосредственной близости от изолирующих втулок. Кодирование и соответствующая уникальная ориентация данных кольцевых зазоров изолирующих втулок относительно разделительной пластины надежно предотвращает неправильный поворот изолирующих втулок при сборке, препятствующий надлежащему предоставлению необходимых изоляционных зазоров относительно стенки корпуса.

В предпочтительном варианте осуществления, кодирование соединительных штифтов относительно изолирующих втулок реализовано изолирующими втулками, содержащими на торцевой поверхности, на уступе на стороне головки фрезерованный рельеф, соответствующий двум квадратам, повернутым относительно друг друга на 45°. Соединительные штифты содержат на стороне головки четырехгранный участок, который приспособлен к квадратным зазорам или фрезерованным рельефам. Это делает возможным кодирование соединительных штифтов относительно изолирующих втулок с общим количеством 8 вариантов, и следовательно, со многими вариантами. Для изготовления подобных кодирующих выемок, в частности, путем фрезерования, в углах соответствующим образом предоставлены закругленные части. Соединительные штифты входят в сцепление своими квадратными четырехгранными участками с данными фрезерованными рельефами. Необходимые закругленные угловые части фрезерованных рельефов предоставлены на соответствующем соединительном штифте квадратным четырехгранным участком, ограниченном снаружи в радиальном направлении цилиндрической огибающей поверхностью. Это позволяет использовать заготовку со сравнительно малым диаметром.

В то время как хвостовик соединительного штифта можно вставить в изолирующую втулку в любой желаемой угловой ориентации относительно втулки, расположенный на стороне головки четырехгранный участок соединительного штифта может быть помещен во фрезерованные кодирующие выемки изолирующей втулки лишь в восьми угловых положениях. В результате возможно расположить саму изолирующую втулку относительно разделительной пластины в восьми отдельных угловых положениях, для достижения равномерного выравнивания расположенных на стороне хвостовика контактных поверхностей соединительных штифтов относительно разделительной пластины.

Изолирующие втулки и соединительные штифты сконфигурированы таким образом, что их можно соответствующим образом вставить с внутренней стороны разделительной пластины, на которую воздействует давление в собранном состоянии. Соответствующие фланцы втулок или фланцы штифтов таким образом упираются друг в друга в осевом направлении, так что с одной стороны изолирующие втулки имеют уникальное осевое положение относительно разделительной пластины и с другой стороны соединительные штифты имеют уникальное осевое положение относительно изолирующих втулок. На наружной стороне или верхней стороне изоляционной пластины, расположенной напротив кабельного канала для размещения соединительных проводов, соединительные штифты и изолирующие втулки прикреплены лишь внешними стопорными кольцами. Следовательно, изолирующие втулки не могут быть сдвинуты назад относительно разделительной пластины и соединительные штифты не могут быть сдвинуты назад относительно изолирующих втулок в направлении кабельного канала. Для размещения данных внешних стопорных колец кольцевая канавка соответствующим образом выполнена в хвостовике изолирующих втулок, выступающем за разделительную пластину на внешней стороне пластины, и в хвостовике соединительных штифтов, выступающих, в свою очередь, из нее. При работе электрической машины данные внешние стопорные кольца свободны в осевом направлении от сил, вызванных разницей давления на внутренней стороне и на внешней стороне разделительной пластины.

Уплотнение соединительных штифтов относительно изолирующих втулок и их уплотнение относительно разделительной пластины соответствующим образом обеспечивается двумя кольцевыми уплотнениями, обеспечивающими уплотнение в радиальном направлении. Для легкого производства и сборки необходимые радиальные кольцевые канавки всегда изготавливают в виде наружных бороздок в соединительных штифтах с одной стороны и в изолирующих втулках с другой стороны. В случае двойной конфигурации кольцевых уплотнений, помимо большей устойчивости к утечкам в результате радиально направленной упругой силы в двух различных осевых положениях в каждом случае, соосное самовыравнивание боковых цилиндрических поверхностей уплотнительных областей на штифте и на втулке относительно друг друга достигается независимо от допусков подгонки, изменяющихся в зависимости от температуры.

В преимущественной конфигурации корпус электрической машины содержит монтажную платформу. Монтажная платформа подходящим образом закрыта корпусом, подобным капоту, который наподобие распределительной коробки размещает соединительные элементы или другую сравнительно сложную электронику, например, компоненты преобразователя. Корпус закрывает монтажную платформу (в качестве сухого интерфейса) от внешней среды. С данной целью, монтажная платформа, которая расположена по касательной в случае цилиндрического корпуса машины, образует периферическую и например по существу прямоугольную, поверхность уплотнения. Внутри монтажной платформы соответствующим образом расположены впускные и выпускные отверстия для охлаждающей среды. Они могут быть сконфигурированы в виде патрубков или труб, которые соединены с жидкостными камерами или каналами внутри корпуса машины.

Следовательно, монтажная платформа соответствующим образом представляет собой практически цельную часть корпуса машины и, в частности, в случае цилиндрического корпуса машины, сформирована каркасом платформы, который, например, имеет прямоугольную форму присоединен снаружи к стенке корпуса машины посредством материальной связи, в частности, сварки, или же выполненной в виде цельной детали. Монтажная платформа, сформированная таким образом на цилиндрическом корпусе машины, образует промежуток корпуса соответственно на противоположных продольных сторонах корпуса. Данный промежуток корпуса преимущественно используют как пространство, образующее кабельный канал, для прокладки в нем соединительных проводов или соединений машины.

Преимущества, полученные благодаря настоящему изобретению, в частности, заключаются в том, что кодирование, согласно изобретению, соединительных штифтов относительно изолирующих втулок, принимающих их, позволяет обеспечить равномерное выравнивание соединительных штифтов. Поскольку изолирующие втулки предпочтительно также закодированы относительно разделительных пластин, они могут быть помещены в разделительные пластины с уникальными, но отличающимися угловыми кодированиями, и одновременно может быть обеспечено равномерное выравнивание соединительных штифтов, расположенных в них.

Разделительная пластина, состоящая из металла, со вставленными в нее изолирующими втулками, предпочтительно состоящими из пластика, и соединительными штифтами, выполненными из металла, подходит для использования в качестве ввода соединений, в частности, для электрического двигателя или генератора с непосредственным масляным охлаждением обмотки статора, и герметичного ввода электрических соединений, для того, чтобы иметь возможность электрического подключения двигателя или генератора к преобразователю. Система кодирования между изолирующими втулками и разделительной пластиной с одной стороны и соединительными штифтами и изолирующими втулками с другой стороны делает возможной одинаковую ориентацию контактных поверхностей соединительных штифтов под предопределенным углом относительно разделительной пластины и, как следствие, относительно электрической машины.

Угловое кодирование изолирующих втулок относительно разделительной пластины, которое является предопределенным, но предполагает другие, дискретные значения, в случае отдельных изолирующих втулок, служит не только для обеспечения воздушных каналов и каналов утечки. Кроме этого, данное угловое кодирование изолирующих втулок также служит для облегчения сборки, путем специфически ориентированной прокладки соединительных проводов внутри кабельного канала и создания контактов в форме кабельных наконечников на концах соединительных проводов, проложенных в соответствующем отверстии изолирующих втулок, направленном наружу, к соединительным штифтам.

Под воздействием сильного радиального уплотняющего воздействия уплотнительных элементов между разделительной пластиной и изолирующими втулками с одной стороны и между ними и соединительными штифтами с другой стороны, внутренняя область машины с одной стороны разделительной пластины надежно закрыта герметичным образом от внешней области машины с другой стороны разделительной пластины. В данном случае, как область уплотнения, так и область кодирования разделительной пластины с подогнанными изолирующими втулками и соединительными штифтами, которые в свою очередь вставлены в них, сконструированы особенно компактным образом относительно их осевых и радиальных размеров. По причинам, связанным с затратами и занимаемым пространством, толщина разделительной пластины в данном случае уже приспособлена к требованиям, необходимым для сжимающего напряжения и элементарного размещения уплотнения. Более того, геометрия и конфигурация изолирующих втулок с одной стороны и соединительных штифтов с другой стороны спроектированы для производства с минимальными возможными затратами.

Система кодирования с уникальным кодированием изолирующих втулок относительно разделительной пластины и с многочисленными вариантами угловой ориентации соединительных штифтов относительно изолирующих втулок делает возможным расположение, при котором эффективные области пространства углового кодирования изолирующих втулок относительно разделительной пластины и уплотнение изолирующих втулок относительно разделительной пластины могут частично пересекаться в осевом направлении, будучи расположенными в радиальном направлении с различными диаметрами. Это позволяет изготовить разделительную пластину, обладающую сравнительно тонкой стенкой, для того, чтобы таким образом сэкономить занимаемое пространство в осевом направлении. Занимаемые пространства кодирования соединительных штифтов относительно изолирующих втулок и изолирующих втулок относительно разделительной пластины подобным образом частично пересекаются в осевом направлении для минимизации общей длины в целом и, в свою очередь, разделены эффективными областями, лежащими на различных начальных окружностях.

С целью уменьшить диаметр конструкции, и таким образом обеспечить достаточное сечение материала для проведения тока по всей длине штифта, уплотнение соединительных штифтов по отношению к изолирующим втулкам располагается с осевым смещением по отношению к резьбе внутренней или в глухих отверстиях на торцевой стороне соединительного штифта. Нарезка в глухих отверстиях требуется для крепления соединительных проводов машины с внутренней стороны разделительной пластины. С этой целью, область уплотнения выполнена таким способом, что это не требует какого либо большого осевого пространства вне аксиальной проекции изолирующих втулок по отношению к разделительной пластине во внешней области, которое в любом случае требуется для удержания необходимых воздушных каналов и каналов утечки. Пространственное размещение кодирующей и области уплотнения также делает возможной особенно компактную структуру.

Уникальное угловое кодирование изолирующих втулок обеспечивает то, что необходимый воздушный канал и канал утечки на внутренней стороне разделительной пластины по отношению к корпусу машины не могут быть установлены неправильно в результате ошибки сборки. В тоже время, единое угловое выравнивание боковых контактных областей соединительных штифтов в форме их контактных поверхностей по отношению к разделительной пластине становится возможным, даже при том, что изолирующие втулки в которые соединительные штифты заходят имеют разную обособленную угловую ориентацию в их конечном собранном состоянии на разделительной пластине.

Электрической машине в соответствии с изобретением, с корпусом машины в соответствии с изобретением подходит двигатель или генератор с выходной мощностью в пределах от 1 кВт до 1000 кВт, в частности от 2 кВт до 500 кВт, предпочтительно от 3 кВт до 200 кВт, например от 100 кВт до 140 кВт, которые целесообразно использовать в качестве привода, функционирующего на базе двигателя или генератор для агрегата, в особенности мобильного грузовое транспортное средство.

Примеры вариантов исполнения изобретения объяснены ниже на основании чертежей, на которых:

на фиг.1 показана электрическая машина в продольном сечении, с корпусом машины с кабельным каналом и соединениями и соединительными проводами расположенными в ней,

на фиг.2 показана электрическая машина в соответствии с фиг.1 в плане перспективы,

на фиг.3 показана электрическая машина в соответствии с фиг.1 в перспективном отображении, с разделительной пластиной, поднятой над узкой стороной,

на фиг.4 показана разделительная пластина в горизонтальной проекции, с установленными в ней в различных угловых позициях изолирующими втулками с вставленными соединительными штифтами,

на фиг.5 показана разделительная пластина в перспективном отображении, с видом верхней стороны пластины (внешней стороны пластины),

на фиг.6 показана разделительная пластина без изолирующих штифтов, с видом нижней стороны пластины (внутренняя сторона пластины),

на фиг.7 показано изображение в разрезе, частично в перспективе, вдоль изолирующей втулки с вставленными соединительные штифтами, которая установлена в разделительной пластине,

на фиг.8 и 9 показана изолирующая втулка в перспективе бокового вида и прямого вида соответственно,

на фиг.10 и 11 показан соединительный штифт в перспективном отображении, вместе с и без винтового контактного наконечника кабеля и внешнего стопорного кольца,

на фиг.12 показана электрическая машина в перспективном отображении, с встроенной силовой электроникой, и

на фиг.13 показана электрическая машина в соответствии с фиг.12 в перспективном отображении, корпусом электроники снятым с корпуса машины.

Части, согласовывающееся друг с другом, представлены на всех фигурах с одной и той же целью.

На фиг.1-3 показана электрическая машина, например шестифазная электрическая машина 1, с корпусом машины 2, в которой расположены статор 3 и ротор 4. Статор 3 поддерживает катушку обмотки (обмотку статора) 5 и герметично уплотнен по отношению к ротору 4 внутри корпуса машины 2, например, при помощи трубы с разрезом 6 для охлаждения данного статора подходящей жидкостью, в частности маслом. Ротор 4, снабженный постоянным магнитом самым обычным способом, расположен на хвостовике 7 который прикреплен к корпусу машины 2 и выводится из последнего на конце. Обмотки статора 5 соединены при помощи соединительных проводов 8 с соединительными штифтами 9, в качестве соединительных деталей машины(подключения фазы), для осуществления электрического контакта с обмоткой 5. Следующий соединительный штифт 10, который аналогично соединяется с помощью соединительного провода 8 со статором 3, служит для выравнивания потенциала.

Кабельный канал 12 находится на внешней стороне стенки корпуса 11 корпуса машины 2. В соответствии с представленной системой декартовых координат - кабельный канал 12 продолжается в продольном направлении корпус осевое направление) х. В данном кабельном канале 12 лежат соединительные провода 8. На одном из его продольных концов 13, в кабельном канале 12 открывается сквозное отверстие 14, которое встроено в стенку корпуса 11 корпуса машины 12 в соответствующем месте. В области данного сквозного отверстия 14, соединительные провода 8 отводятся приблизительно или в основном под прямым углом. Сквозное отверстие 14 и кабельный канал 12 идут, в основном, перпендикулярно друг другу. Соединительные провода 8 последовательно идут из внутреннего пространства (внутренне пространство машины) 15 корпуса машины 2 внутри корпуса и с помощью сквозного отверстия 14 загибаются в кабельный канал 12.

Кабельный канал 12 покрыт с внешней стороны, противолежа стенке корпуса 11, с помощью разделительной или монтажной пластины 16 состоящей из металла, в частности из алюминия или качественной стали. К разделительной пластине 16 прикреплены изолирующие втулки 17, которые производятся, в частности из пластика. В них в свою очередь устанавливаются соединительные штифты 9, 10. Данные соединительные штифты соединены с концами соединительных проводов 8, так что они идут под прямыми углами и проводят электрический ток, и с этой целью соединены с соединительными проводами 8 в частности при помощи кабельных наконечников (на фиг.4 и 10), обжимающими кольцами и т.п. Соединительные штифты 9, 10 выступают на верхней или внешней стороне 16а разделительной пластины 16 которая направлена от кабельного канал 12 из данной пластины, и формируют на ней контактные поверхности 18. Разделительная пластина 16, нижняя сторона 16b которой направлена к кабельному канал 12 и внутреннему пространству машины 15, закрывает кабельный канал 12 герметично образует электрический и/или механический интерфейс в зависимости от силовой или преобразовательной электроники, которая не представлена.

Как это может быть достаточно ясно видно на фиг.3, кабельный канал 12 является (встроенной) составной частью монтажной платформы 19. В варианте исполнения с цилиндрическим корпусом машины 2, данная платформа ориентирована тангенциально и, в соответствии с представленной системой координат, лежит в плоскости xz. Монтажная платформа 19 в основном составлена каркасом корпуса 20, который закрыт по окружности и прикрепляется с помощью креплений или как одна часть на цилиндрическом корпусе машины 2 или стенка корпуса 11 соответственно, например при помощи сварки.

Машинная платформа 19 или каркас корпуса 20 соответственно формируют закрытую по окружности уплотнительную поверхность или уплотнительный край 21. В пределах монтажной платформы 19 закрытой уплотнительной поверхностью 21 находится кабельный канал 12 и - снаружи кабельного канала 12 - входящие и исходящие отверстия для охлаждения (охлаждающие патрубки или трубы) 22, 23. Они открываются во внутренне машинное пространство 15 или открываются из последнего на монтажная платформа 19. За счет такого композиционного решения, соответственно каркас корпуса 20 и монтажная платформа 19, как и кабельный канал 12 являются фактически встроенными компонентами корпуса машины 2.

За счет способа, с помощью которого монтажная платформа 19 с ее каркасом корпуса 20 структурно соединена с цилиндрической стенкой корпуса 11 корпуса машины 2, зазор корпуса 24 образуется между стенкой корпуса 20 и монтажной платформой 19. Этот зазор подобным образом является составным компонентом корпуса машины 2. В данном зазоре корпуса 24, предусмотрен достаточно большой общий объем для кабельного канала 12, так что, даже в случае применения трехфазной электрической машина 1, требуемое количество соединительных проводов 8, в результате, может помещаться там компактным способом. Это делает в общем возможным особенно компактный тип конструкции корпуса машины 2, и, следовательно, электрической машины 1, и, в тоже время, большую гибкость.

Разделительная пластина 16, выступающая (поворачивающаяся) над узкой стороной способом, как показано на примере на фиг.3, делает возможной удобную процедуру установки соединительных проводов 8 внутри кабельного канала 12 и легкую и надежную установку изолирующих втулок 17 соединительных штифтов 9, 10 через прилегающие сквозные отверстия (На фиг.6) в разделительная пластина 16. Соединительные провода (машинные соединительные кабели или провода) 8 расположены как скрученные провода которые оплетены оболочкой для изоляции и имеют, в частности в случае высокой выходной мощности машины, большое поперечное сечение жилы от 10 мм² до 70 мм².

На фиг.4-6 показана разделительная пластина 16, состоящая из металла, с наличием и без изолирующих втулок 17 установленных на нее и соединительными штифтами 9, 10 в свою очередь вставленных в них. На фиг.4-6 таким образом показана разделительная пластина 16 с видом нижней стороны 16b соответственно, которая в собранном виде направлена на кабельный канал 12. На фиг.5 с другой стороны показана разделительная пластина 16 с видом внешней стороны или наружной стороны 16а соответственно. Разделительная пластина 16 имеет ряд монтажных отверстий 25, 25', соответствующих ряду изолирующих втулок 17 и соединительным штифтам 9, 10 предназначенных для последних, и что касается этих отверстий, монтажное отверстие 25' предназначенное для изолирующей втулки 17, получающей соединительный штифт 10 для выравнивания потенциала слегка отступает от линии выравнивания других монтажных отверстий 25.

В объяснениях, приведенных ниже, для большей простоты ссылки сделаны только для соединительного штифта 9 и монтажного отверстия 25, в то время как идентичное соединение штифта 10 и идентичного монтажного отверстия 25' лишь прямо подразумеваются при различии деталей.

Очевидно, что каждому монтажному отверстию 25, и соответственно каждой изолирующей втулке 17 установленной в ней в соответствии с фиг.4 и 5, соответствует кодирующее отверстие 26 в форме несквозного отверстия. Кодирующие отверстия 26, служащие кодирующими элементами со стороны пластины, соотносятся по окружности с соответствующим монтажным отверстием 25 частично в тех же позициях и частично в других позициях. Кодирующие отверстия 2 6 притом подогнаны так плотно, как это возможно к краю соответствующего монтажного отверстия 25.

Очевидно, что, в целом семь монтажных отверстий 25, 25', первые четыре отверстия 25 слева на фиг.6 расположены под углом в (-)45° по отношению к представленной продольной оси А пластины, в то время как кодирующие отверстия 25 последующего монтажного отверстия 26 расположены в этом отношении на позиции в 0°. Позиция кодирующего отверстия 26 монтажное отверстие 25 граничащего с монтажным отверстием 25' расположено с учетом продольной оси А пластины на позиции (+)45°. Для кодирующего отверстия 26 данных шести монтажных отверстий 25, это производит шаг в 45°. Только кодирующее отверстие 2 6 предназначенное для монтажного отверстия 25' отклоняется от данного размера, его угол лежит за пределами шага в 45°.

Как можно увидеть на фиг.7, кодирующие отверстия стороны пластины 26 соответственно получают кодирующий штифт 27, и данные штифты выступают из разделительной пластины 16 на нижней стороне 16b. В том случае когда изолирующая втулка 17 вставляется в соответствующее монтажное отверстие 26, 26', соответствующий кодирующий штифт 27 втягивается в кодирующий элемент 28 со стороны втулок, который расположен извне в продольном направлении изолирующей втулки 17 через часть головки 17а соответственно.

Как указано в частности на фиг.8, кодирующий элемент 28 расположен как кодирующий элемент со стороны втулки на внешней стороне окружности 5 головки втулки 17а, с которым изолирующая втулка 17 выступает из разделительной пластины 16 со внутренней стороны 16b пластины и вытягивается в кабельный канал 12. Со стороны головки, изолирующая втулка 17 формирует втулочное кольцо или изолирующее кольцо 29. Включенным сюда является приблизительно U-образный кольцевой зазор 30 который открывается на торцевой поверхности. Во вставленной сборочной позиции, кодирующий штифт 27 со стороны пластинки входит в кодирующий элемент со стороны втулки 28. В зависимости от отдельного монтажного отверстия 25, 25' в которые вставляются идентичные изолирующие втулки 17, определяется ориентация кольцевого зазора 30, и его угловая позиция, с учетом разделительная пластина 16 или ее продольного направления А.

Соответственно, в конечном состоянии сборки в соответствии с фиг.4, изолирующие втулки 17 вставлены в разделительную пластину 16 кодированным по углу образом в отношении вышеизложенного. С одной стороны, угловая ориентация кольцевого зазора 30 изолирующих втулок 17 выровнена в этом случае настолько оптимально, насколько возможно с позицией Р₁₄, показанной на фиг.4, сквозного отверстия 14 расположенного ниже разделительной пластины 16 в кабельном канале 12 корпус машины 2. В результате только изгиб, настолько малый, насколько возможно отдельных соединительных проводов 8 который ведет через сквозное отверстие 14 в кабельный канал 12 требуется для того, чтобы привести их в соединительные штифты 9, 10. С другой стороны, данное угловое позиционирование или ориентация изолирующих втулок 17 и кольцевых зазоров 30 обеспечивают наличие требуемого воздушного канала и канала протечки.

Как сравнительно четко видно на фиг.4 и 7, кабельные наконечники 31, находящиеся в электрическом контакте с соединительными штифтами 9, проходят сквозь соответствующее отверстие 30 кольца изолирующих втулок 17. На фиг.2, на которой разделительная пластина 16 представлена прозрачной, можно видно, что кабельные наконечники 31 соединены с концами соединительных проводов 8 механически и с возможностью проведения электричества. Также видно, в частности на фиг.4, приращение в 45° кодирования или ориентации отверстия 30 кольца, и, следовательно, кабельных наконечников 31, проведенных сквозь них. Только та изолирующая втулка 17, которая выделена под соединительный штифт 10, предназначенный для эквипотенциального соединения, отклоняется от этого приращения в 45° в примерном варианте осуществления.

В то время как кодирование по углу изолирующих втулок 17 по отношению к разделительной пластине 16 определяется единственным образом с помощью предварительно определенного положения соответствующего кодирующего штифта 27 на окружности монтажных отверстий 25 разделительной пластины 16, соединительные штифты 9 могут вставляться в соответствующую изолирующую втулку 17 в общей сложности в восьми различных угловых положениях и кодироваться таким образом. Следовательно, приращение в 45° также получается в случае кодирования соединительных штифтов 9, 10 с многочисленными вариантами по отношению к соответствующей изолирующей втулке 17.

Как показано на фиг.9, с этой целью каждая из выполненных в виде полых цилиндров изолирующих втулок 17 содержит со стороны головки выбранный переход 32, в который встроено в общей сложности восемь примерно V-образных, например фрезерованных, кодирующих контура 33, которые совместно образуют звездообразную кодирующую выемку 34. Этот звездообразный контур кодирующей выемки 34 состоит из двух в основном квадратных фрезерованных выемок, повернутых по отношению к друг другу на 45°. В этом случае углы этих квадратных фрезерованных выемок закруглены для образования примерно V-образных кодирующих контуров 33.

Вход в зацепление с этой кодирующей выемкой 34 изоляционный штифт 17 представляет собой выполненную соответственной квадратной формы головку штифта 9а соединительного штифта 9. В этом случае квадратный четырехугольный участок головки штифта 9а скошен или закруглен в своих угловых участках 35 таким образом, что требуемые закругленные угловые положения кодирующих контуров (фрезерованных выемок) 33 выполняются на соединительных штифтах 9. С этой целью квадратный четырехугольный участок соединительных штифтов 9 со стороны головки ограничен в радиальном направлении снаружи цилиндрической вогнутой поверхностью. Из-за этой в основном квадратной конфигурации соединительных штифтов 9 со стороны головки и звездообразной кодирующей выемки 34 изолирующей втулки 17 соединительный штифт 9 может вставляться в изолирующую втулку 17 в общей сложности в восьми угловых положениях по отношению к ним. В этом случае соответствующий соединительный штифт 9, 10 занимает по отношению к изолирующей втулке 17 в собранном состоянии такое угловое положение, в котором плоская контактная поверхность 18, выполненная на концевой стороне хвостовика на соединительном штифте 9, 10, выровнена параллельно к продольной кромке 36 разделительной пластины 16 таким образом, что контактные поверхности 18 всех соединительных штифтов 9, 10 находятся на линии друг с другом, как видно, в частности, на фиг.5.

С возможностью доступа со стороны головки и, следовательно, со стороны торцевой поверхности соединительного штифта 9 в последнем выполнено отверстие 37 с внутренней резьбой или глухое отверстие с резьбой. Согласно фиг.10 фиксирующий винт 38 для зажимного контактирования кабельного наконечника 31 и, следовательно, для подсоединения с проведением электричества соединительных проводов 8 к соединительным штифтам 9, 10, ввинчивается в это отверстие 37 с резьбой. Ориентация в радиальном направлении кабельного наконечника 31 по отношению к соответствующему соединительному штифту 9, 10 в этом случае определяется положением кольцевого зазора 30 соответствующей изолирующей втулки 17 и, следовательно, ее кодированием по углу по отношению к разделительной пластине 16. В собранном состоянии соединительные провода 8 и кабельные наконечники 31 проходят в основном под прямыми углами к соединительным штифтам 9, 10.

Согласно фигурам 7, 10 и 11 головка штифта 9а соединительных штифтов 9 примыкают к телу штифта 9b, на конце тела которого предусмотрена плоская контактная поверхность 18. Здесь выполнено отверстие с резьбой или винтовое отверстие 39. Оно служит для приведение в контакт соединительных штифтов 9 с, например, токоведущей шиной электроники, далее не представленной отдельно, например преобразователя. На участке между головкой штифта 9а и контактной поверхностью 18 две разнесенных в осевом направлении кольцевых канавки 40 для размещения уплотнительных колец 41 (кольцевых уплотнений) выполнены в теле штифта 9b. Дополнительная кольцевая канавка 42, выполненная под этими кольцевыми канавками 40 в направлении контактной поверхности 18, служит для размещения внешнего стопорного кольца 43. С помощью этого внешнего стопорного кольца 43 соединительный штифт 9, 10, в изолирующей втулки 17 герметично и со стабилизацией от перекашивания за счет двух уплотнительных колец (кольцевых уплотнений) 41, расположенных в осевом направлении друг над другом, защищен в осевом направлении от осевого смещения по отношению к изолирующей втулки 17. Между кольцевой канавкой 42 для внешнего стопорного кольца 43 и контактной поверхностью 18 в теле штифта 9b соединительного штифта 9 выполнена двухсторонняя выточка 44 под ключ для подсобного инструмента в виде простого гаечного ключа в качестве контропоры при затяжки фиксирующего винта 38.

Аналогично, согласно фигурам 7-10 изолирующая втулка 17 также вставлена в соответствующее монтажное отверстие 25 разделительной пластины 16 с уплотнением в радиальном направлении и стабилизацией при перекашивании. С этой целью изолирующая втулка 17, в свою очередь, на своем хвостовике 17b втулки, примыкающем к головке 17а втулки, разнесенные в радиальном направлении кольцевые канавки 45, в которых, в свою очередь, размещаются уплотнительные кольца или элементы 46 в виде кольцевых уплотнений. В направлении конца хвостовика изолирующей втулки 17 дополнительная кольцевая канавка 47 выполнена в ее хвостовике 17b. В окончательном собранном состоянии, показанном на фиг.7, в этой канавке также размещается внешнее стопорное кольцо 4 8 для осевого закрепления изолирующей втулки 17 по отношению к разделительной пластине 16.

За счет сравнительно большого наружного диаметра головки втулки 17b по сравнению с хвостовиком втулки 17b изолирующей втулки 17, выполненном в виде пластиковой формованной детали, на указанной головке сформировано упорное кольцо 49, с помощью которого изолирующая втулка 17 опирается на край соответствующего монтажного отверстия 25 на нижней стороне 16b разделительной пластины (фигура 7). Дополнительная кольцевая канавка 50 выполнена в изолирующей втулке 17 над упорным кольцом 49 и под кольцевым зазором 30 со стороны головки. Эта канавка служит для увеличения воздушного канала и канала утечки.

Изобретение, следовательно, относится к электрической машине 1 с корпусом машины 2 для размещения статора 3 и ротора 4 с обмотками 5 статора и/или ротора, которые соединены с соединительными проводами 8 для образования контакта электрического соединения. Разделительная пластина 16, покрывающая кабельный канал 12 для размещения соединительных проводов 8, содержит ряд изолирующих втулок 17, в которые вставлены соединительные штифты 9, 10, которые можно привести в электрический контакт с соединительными проводами 8. В этом случае соединительные штифты 9, 10 вставляются изолирующие втулки 17 позиционно-кодированным образом или с кодированием по углу по отношению к ним, и, предпочтительно, изолирующие втулки 17 вставляются в разделительную пластину 16 позиционно-кодированным образом или с кодированием по углу по отношению к ней.

На фиг.12 и 13 показана электрическая машина 1 со встроенной силовой электроникой 51. Силовая электроника 51 эксплуатируется, например, в качестве преобразователей и преобразует переменный ток (АС) со стороны машины в постоянный ток (DC) со стороны выхода электроники. С этой целью полупроводниковые ключи, например IGBT, могут взаимно соединяться со схемой моста известным самим по себе способом и активироваться, как определено, со стороны входа управления (со стороны шлюза). Электрическая машина 1 может в этом случае эксплуатироваться в качестве генератора или в качестве двигателя. В режиме ее эксплуатации в качестве двигателя в электронику 51 подается напряжение постоянного тока или постоянный ток посредством расположенных на стороне корпуса, комбинированных соединительных деталей (соединительные детали для подачи масла) 52 для подачи питания и подачи охладителя, тогда как во время эксплуатации в качестве генератора постоянный ток, который, соответственно, вырабатывается по принципу генератора, отводиться в этих комбинированных соединительных деталях для подачи питания и подачи охладителя 52 и, например, и подаваться промежуточную цепь.

Во время эксплуатации в качестве генератора электрическая машина 1 служит, например, для подачи питания обратно в бортовую систему, в частности, также грузового транспортного средства или для приведения в действие элемента транспортного средства. В режим эксплуатации в качестве двигателя электроника 51 эксплуатируется с напряжением постоянного тока от общепринятой боратовой системы на постоянном токе грузового транспортного средства для активации элемента грузового транспортного средства.

В то время как комбинированные соединительные детали 52 для подачи питания и подачи охладителя расположены преимущественно на узкой стороне или торцевой поверхности 53 электроники или корпуса 54 преобразователя, продольная сторона 55 электроники или корпуса 54 преобразователя, которая обращена к кабельному каналу 12 и, следовательно, к разделительной пластине 16, служит для размещения соединительных деталей 56, которые соответствующим образом сконфигурированы в качестве винтовых контактов или втычных контактов. Они служат для электрического контактирования и механической фиксации соединительных штифтов 9 с силовой электроникой 51 для осуществления электрического соединения (передачи) с электроникой 51.

С этой целью, в соответствии с прокладкой соединительных проводов 8 в кабельном канале 12 и их последующего герметичного закрытия посредством разделительной пластины 16 корпус 54, содержащий электронику 51 или только соединительные детали типа распределительной коробки, размещается на монтажной платформе 19 и привинчивается к ней. В этом случае соединительные детали 9 на продольной стороне корпуса 2 машины, проходящей в направлении х, переносятся к электронике 51 посредством разделительной пластины 16 (монтажной платформы или на монтажной платформе 19).

Следовательно, таким образом предоставляется особенно компактная и в то же время высоко функциональная электрическая машина 1, сборка которой - в том числе и с целью эксплуатации - может осуществляться с особой легкостью и надежностью и поэтому особенно проста с точки зрения установки. Разделительная пластина 16 при этом образует в некотором роде герметичный и/или непроницаемый для текучих сред стык между соединительными штифтами 9, служащими в качестве соединительных деталей или контактов машины, и электроникой 51 (электроникой в виде преобразователя или трансформатора).

Настоящее изобретение не ограничивается описанным вариантом осуществления. Наоборот, другие варианты изобретения также могут быть получены из него специалистом в данной области техники без отклонения от сути изобретения. В частности, кроме того, все описанные отдельные признаки могут также быть скомбинированы друг с другом другим способом без отклонения от сути изобретения.

Перечень ссылочных позиций