DE112011103349B4

DE112011103349B4 - Kühlmittel-Ablasssystem und Verfahren für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE112011103349B4
Application number: DE112011103349.4T
Authority: DE
Inventors: Michael D. Bradfield
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2031-09-17
Also published as: DE112011103349T5; US8593021B2; KR20130117777A; CN103155375A; US20120080117A1; WO2012047481A2; WO2012047481A3; CN103155375B

Abstract

Kühlmittel-Ablasssystem, umfassend:- ein Modulgehäuse (12), welches eine Innenwand (42) und wenigstens eine Endkappe (16, 18) aufweist, wobei das Modulgehäuse (12) einen Maschinenhohlraum (22) zumindest teilweise umgrenzt;- eine elektrische Maschine (20), welche innerhalb des Maschinenhohlraums (22) angeordnet und zumindest teilweise durch das Modulgehäuse (12) umschlossen ist, wobei die elektrische Maschine (20) einen Stator (26) beinhaltet, welcher im Wesentlichen einen Rotor (24) umgrenzt und zwischen dem Rotor (24) und dem Stator (26) zumindest teilweise ein Luftspalt (32) festgelegt ist;- eine Ablaufwanne (48), welche mit dem Modulgehäuse (12) gekoppelt ist, wobei die Ablaufwanne (48) einen Ablauf (50) besitzt;- eine Vielzahl an Ablauföffnungen (46) in dem Modulgehäuse (12), welche sich in Angrenzung an die Ablaufwanne (48) durch das Modulgehäuse (12) hindurch erstrecken, wobei die vielen Ablauföffnungen (46) Fluid-Leitungen von dem Maschinenhohlraum (22) zu der Ablaufwanne (48) hin bilden.

Description

HINTERGRUND
Konventionelle Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Maschine beinhalten das Durchlaufen eines äußeren Umfanges der elektrischen Maschine mit einem Kühlmittel innerhalb eines Kühlmantels. Das Kühlmittel entzieht dabei einem Stator der elektrischen Maschine Wärme. Bei einigen Maschinenkonstruktionen ist der Grad des Wärmeentzuges erhöht, indem das Kühlmittel von dem Kühlmantel aus direkt auf Wicklungsköpfe des Stators gesprüht wird. Das so versprühte Kühlmittel fließt aufgrund der Schwerkraft in Richtung der Unterseite des Gehäuses der elektrischen Maschine, wobei sich häufig ein Ablaufloch in der Nähe zum Tiefpunkt des Gehäuses befindet, um das Kühlmittel abzulassen, wie in 1A gezeigt. Wenn die elektrische Maschine allerdings nach hinten gekippt ist, wie in den 1 B und 1C dargestellt, können sich innerhalb des Gehäuses übermäßige Mengen an Kühlmittel um die elektrische Maschine herum ansammeln. Während des Kippens kann die Höhe des angesammelten Kühlmittels so weit ansteigen, dass ein Luftspalt zwischen dem Stator der elektrischen Maschine und dem Rotor der elektrischen Maschine überschwemmt wird, wodurch Nebenwirkungen wie ein relativ großer Drehverlust und/oder thermische Fehler der elektrischen Maschine entstehen.
Vorrichtungen und/oder Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Maschine sind aus den Dokumenten US 7 211 913 B2 , DE 10 2008 001 622 A1 und US 2010 / 0 033 040 A1 bekannt. Die darin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen kühlen zwar die Maschinen, allerdings lösen sie das oben beschriebene Problem nicht.
INHALTSÜBERSICHT
Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Kühlmittel-Ablasssystem bereit, welches ein Modulgehäuse mit einer Innenwand und mindestens eine Endkappe beinhaltet. Das Modulgehäuse umgrenzt wenigstens teilweise einen Maschinenhohlraum, wobei das Kühlmittel-Ablasssystem zudem eine in dem Maschinenhohlraum angeordnete elektrische Maschine beinhaltet, welche zumindest teilweise von dem Modulgehäuse umschlossen ist. Die elektrische Maschine umfasst einen im Wesentlichen einen Rotor umgrenzenden Stator sowie einen zumindest teilweise zwischen dem Stator und dem Rotor definierten Luftspalt. Darüber hinaus weist das Kühlmittel-Ablasssystem eine mit dem Modulgehäuse verbundene Ablaufwanne auf, welche einen Ablauf besitzt, wobei eine Vielzahl an Ablauföffnungen sich durch das Modulgehäuse hindurch erstrecken und an die Ablaufwanne angrenzen. Die vielen Ablauflöcher bilden Fluid-Leitungen von dem Maschinenhohlraum zu der Ablaufwanne hin.
Einige Ausführungsformen der Erfindung zeigen ein Verfahren zum Ablassen eines Kühlmittels auf, wobei das Verfahren ein Elektromaschinen-Modul umfassen kann, welches ein Modulgehäuse mit wenigstens einer Endkappe sowie einer Vielzahl an Ablauföffnungen aufweist und zumindest teilweise eine elektrische Maschine innerhalb eines Maschinenhohlraums des Modulgehäuses umschließt. Die elektrische Maschine kann einen Stator beinhalten, welcher im Wesentlichen einen Rotor umgrenzt, wobei zwischen dem Rotor und dem Stator ein Luftspalt festgelegt ist. Das Verfahren kann zudem neben dem Ankoppeln einer Ablaufwanne mit einem Ablauf an das Elektromaschinen-Modul und dem Positionieren der Ablaufwanne gegenüber den vielen Ablauföffnungen derart, dass der Maschinenhohlraum über die Vielzahl an Ablauföffnungen in einer Fluid-Verbindung mit der Ablaufwanne steht auch das Einleiten eines Kühlmittels in den Maschinehohlraum beinhalten. Das Verfahren kann ferner beinhalten, dass es dem Kühlmittel im Wesentlichen ermöglicht ist durch den gesamten Maschinenhohlraum hindurch in Richtung zu den vielen Ablauföffnungen und durch diese hindurch zu der Ablaufwanne hin zu strömen, so dass sich während der Rotation des Elektromaschinen-Moduls das Kühlmittel unterhalb des Luftspalts ansammelt.
Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen ein nach dem Schwerkraft-Prinzip arbeitendes Kühlmittel-Ablasssystem bereit. Das Kühlmittel-Ablasssystem kann eine elektrische Maschine mit einem Rotor beinhalten, welcher im Wesentlichen durch einen Stator umgrenzt ist, wobei zwischen dem Rotor und dem Stator ein Luftspalt festgelegt ist. Das Kühlmittel-Ablasssystem kann ferner ein Modulgehäuse mit einer Innenwand und wenigstens einer Endkappe aufweisen. Das Modulgehäuse umgrenzt zumindest teilweise einen Maschinenhohlraum, innerhalb dem es die elektrische Maschine zumindest teilweise umschließt. Das Kühlmittel-Ablasssystem kann zudem eine mit dem Modulgehäuse gekoppelte Ablaufwanne mit einem Ablauf umfassen sowie einen ersten Satz an Ablauföffnungen und einen zweiten Satz an Ablauföffnungen. Der erste Satz an Ablauföffnungen ist in der Nähe eines ersten axialen Endes des Modulgehäuses angeordnet und steht in einer Fluid-Verbindung mit dem Maschinenhohlraum und der Ablaufwanne, wobei die Ablauföffnungen des ersten Satzes an Ablauföffnungen entlang des ersten axialen Endes des Modulgehäuses winkelig voneinander beabstandet sind. Der zweite Satz an Ablauföffnungen ist in der Nähe eines zweiten axialen Endes des Modulgehäuses angeordnet und steht in einer Fluid-Verbindung mit dem Maschinenhohlraum und der Ablaufwanne, wobei die Ablauföffnungen des zweiten Satzes an Ablauföffnungen entlang des zweiten axialen Endes des Modulgehäuses winkelig voneinander beabstandet sind. Der erste Satz an Ablauföffnungen und der zweite Satz an Ablauföffnungen sind entlang eines Winkelbereiches des Modulgehäuse winkelig voneinander beabstandet, um aus dem Maschinenhohlraum heraus über einen Drehbereich des Modulgehäuses hinweg nach dem Schwerkraft-Prinzip arbeitende Fluid-Leitungen zu bilden, so dass innerhalb des Maschinenhohlraums ein Kühlmittel-Pegel unterhalb des Luftspalts verbleibt.
Figurenliste

1A - 1 C sind perspektivische Ansichten eines konventionellen Elektromaschinen-Modulgehäuses in verschiedenen Winkelstellungen.
2 ist eine vordere Querschnittsansicht eines Elektromaschinen-Moduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Seitenansicht eines Modulgehäuses eines Elektromaschinen-Moduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Unteransicht des Modulgehäuses aus 3.
5 ist eine perspektivische Innenansicht des Modulgehäuses aus 3.
6A - 6C sind perspektivische Ansichten eines Modulgehäuses des Elektromaschinen-Moduls aus 2 in verschiedenen Winkelstellungen.
7 ist ein Diagramm, welches die Tiefe der Ansammlung eines Kühlmittels innerhalb eines Modulgehäuses in verschiedenen Winkelstellungen darstellt.
8A - 8D sind Vorder-, Seiten-, Unter- und perspektivische Ansichten einer Kühlmittelströmung durch eine Ablaufwanne des Elektromaschinen-Moduls aus 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, ist diese dahingehend zu verstehen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion und die in der folgenden Beschreibung sowie in den folgenden Zeichnungen dargelegte Anordnung von Komponenten beschränkt ist. Die Erfindung eignet sich auch für andere Ausgestaltungen sowie Nutzungen oder Umsetzungen in unterschiedlicher Weise. Auch versteht es sich, dass Ausdrucksweise und Terminologie hierin dem Zwecke der Beschreibung dienen und somit nicht als einschränkend angesehen werden. Die Verwendung von „enthaltend“, „umfassend“ oder „aufweisend“ sowie Variationen hiervon ist dazu bestimmt, die danach aufgeführten Gegenstände und Äquivalente davon genauso wie zusätzliche Elemente mit zu umfassen. Sofern nicht anders angegeben oder sonst irgendwie beschränkt sind die Begriffe „montiert“, „verbunden“, „unterstützt“ und „gekoppelt“ sowie Variationen hiervon sind weit gefasst und erfassen sowohl direkte als auch indirekte Befestigungen, Anschlüsse, Unterstützungen und Kupplungen. Weiterhin sind „verbunden“ und „gekoppelt“ nicht auf physikalische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
Die nachfolgenden Erörterungen sind dazu da, um einem Fachmann die Herstellung sowie die Verwendung der Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Verschiedene Modifikationen an den dargestellten Ausführungsformen werden für den Fachmann leicht ersichtlich sein und die allgemeinen Prinzipien hierin können ohne von den Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen auch auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden. Somit sind Ausführungen der Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern entsprechen dem weitesten, mit den hierin offenbarten Prinzipien und Merkmalen übereinstimmenden Umfang. Die folgende detaillierte Beschreibung ist unter Bezugnahme auf die Figuren zu lesen, worin gleiche Elemente in unterschiedlichen Figuren gleiche Bezugszeichen haben. Die Figuren, welche nicht zwangsläufig maßstabsgetreu sind, zeigen ausgewählte Ausführungsformen und sollen den Umfang der Ausführungsformen der Erfindung nicht begrenzen. Der Fachmann wird erkennen, dass die hierin bereitgestellten Beispiele viele nützliche Alternativen haben, welche in den Umfang der Ausführungsformen der Erfindung fallen.
2 veranschaulicht ein Elektromaschinen-Modul 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das Elektromaschinen-Modul 10 kann ein Modulgehäuse 12 beinhalten, welches ein Hülsenelement 14 sowie eine erste Endkappe 16 und eine zweite Endkappe 18 umfasst. Gemäß einer Ausgestaltung kann das Modulgehäuse 12 aus Aluminiumguss gefertigt sein. Eine elektrische Maschine 20 kann innerhalb eines Maschinenhohlraums 22 untergebracht sein, welcher zumindest teilweise durch das Hülsenelement 14 und die Endkappen 16, 18 begrenzt ist. Das Hülsenelement 14 und die Endkappen 16, 18 können beispielsweise über (nicht dargestellte) Befestigungsmittel oder eine andere geeignete Kopplungsart miteinander verbunden sein, um wenigstens einen Teil der elektrischen Maschine 20 innerhalb des Maschinenhohlraums 22 zu umschließen. In einigen Ausgestaltungsformen können die Endkappen 16, 18 identische Teile sein. Bei anderen Ausgestaltungsformen können die Endkappen 16, 18 einzelne unterschiedliche Funktionen aufweisen. Ebenso kann das Modulgehäuse 12 in einigen Ausgestaltungen einen im Wesentlichen geschlossenen sowie im Wesentlichen zylindrischen Behälter 15 und eine einzelne Endkappe 16 umfassen, wie in den 3 bis 5 gezeigt.
Die elektrische Maschine 20 kann einen Rotor 24, einen Stator 26, Stator Wicklungsköpfe 28 sowie Lager 30 umfassen und um eine Haupt-Abtriebswelle 31 herum angeordnet sein. Wie in 2 gezeigt, kann der Stator 26 den Rotor 24 umgrenzen, wobei ein radialer Luftspalt 32 zwischen dem Rotor 24 und dem Stator 26 festgelegt ist. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die elektrische Maschine 20 auch eine Rotornabe 34 oder eine (nicht dargestelltes) „nabenlose“ Ausgestaltung aufweisen. Bei der elektrischen Maschine 20 kann es sich, ohne Beschränkung, um einen Elektromotor, wie beispielsweise ein Hybrid-Elektromotor, einen elektrischen Generator oder eine Fahrzeug-Lichtmaschine handeln. In einer Ausführungsform kann die elektrische Maschine 20 ein Hochspannungs Haarnadel (HVH) Elektromotor für die Verwendung in einem Hybrid-Fahrzeug sein.
Einige Komponenten der elektrischen Maschine 20 können während des Betriebs der elektrischen Maschine 20 Wäre erzeugen, wie beispielsweise - aber nicht darauf beschränkt - der Rotor 24, der Stator 26 und die Stator Wicklungsköpfe 28. Um die Leistung zu verbessern und um die Lebensdauer der elektrischen Maschine 20 zu erhöhen, können diese Komponenten gekühlt werden.
In einigen Ausführungsformen, wie in 2 gezeigt, kann das Modulgehäuse 12 einen Kühlmittelmantel 36 beinhalten. Der Kühlmittelmantel 36 kann den Stator 26 im Wesentlichen umgrenzen oder zumindest teilweise umgeben sowie ein Kühlmittel wie Öl (beispielsweise Motoröl, Getriebeöl, etc.) oder ein ähnliches flüssiges Kühlfluid enthalten. Der Kühlmittelmantel 36 kann in Fluid-Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Fluidquelle stehen, welche das Kühlmittel beinhaltet. Das Kühlmittel kann bei seinem Eintritt in den Kühlmantel 36 mit Druck beaufschlagt werden, so dass es durch den Kühlmittelmantel 36 zirkuliert. Die von der elektrischen Maschine 20 erzeugte Wärmeenergie kann während der Zirkulation des Kühlmittels in dem Kühlmantel 36 auf dieses übertragen werden, wodurch die elektrische Maschine 20 gekühlt wird. In einigen Ausführungsformen kann das Kühlmittel über einen Kühlmitteleinlass 38 in den Kühlmittelmantel 36 eingeleitet werden. In einer wie in 3 gezeigten Ausführungsform kann der Kühlmitteleinlass 38 in der Nähe eines weitestgehend unteren Abschnittes des Modulgehäuses 12 angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen kann der Kühlmittelmantel 36 innerhalb des Hülsenelements 14 oder des Behälters 15 des Modulgehäuses 12 ausgebildet sein, wobei der Kühlmittelmantel 36 und der Maschinenhohlraum 22 im Wesentlichen durch ein radial innerste Wand 42 des Hülsenelements 14 oder des Behälters 15 voneinander abgetrennt sein können. In anderen Ausführungsformen kann das Modulgehäuse 12 ein (nicht dargestelltes) inneres Hülsenelement beinhalten, wobei der Kühlmantel 36 zwischen diesem inneren Hülsenelement und dem Hülsenelement 14 oder dem Behälter 15 festgelegt sein kann (das heißt so, dass dieses innere Hülsenelement die Innenwand 42 bildet, welche im Wesentlichen den Kühlmantel 36 und den Maschinenhohlraum 22 voneinander trennt). In solchen Ausführungsformen kann beispielsweise dieses innere Hülsenelement beispielsweise ein rostfreier Stahlring sein, in welchen der Stator 26 hineingepresst ist.
Das durch den Kühlmantel 36 zirkulierende Kühlmittel kann über sich durch die Innenwand 42 des Modulgehäuses 12 hindurch erstreckende Kühlmittelöffnungen 40 in den Maschinenhohlraum 22 hinein gesprüht oder zerstäubt werden, wie in 2 gezeigt. Die Kühlmittelöffnungen 40 können im Wesentlichen zu den Stator Wicklungsköpfen 28 benachbart axial entlang des Modulgehäuses 12 angeordnet sein. Im Ergebnis kann das Kühlmittel über die Kühlmittelöffnungen 40 aus dem Kühlmantel 36 heraus auf die Wicklungsköpfe 28 oder um diese herum verteilt werden. Das verteilte Kühlmittel kann Wärmeenergie aus den Stator Wicklungsköpfen 28 aufnehmen, was zu einer Abkühlung der elektrischen Maschine 20 führen kann. In einer Ausführungsform können die Kühlmittelöffnungen 40 in Umfangsrichtung um einen weitestgehend oberen Bereich des Modulgehäuses 12 angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform können die Kühlmittelöffnungen 40 umlaufend und im Wesentlichen vollständig um das Modulgehäuse 12 herum angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen können die Kühlmittelöffnungen 38 in ihrer Anordnung an andere Methoden der durchgehenden Verteilung des Kühlmittels in dem Maschinenhohlraum 22 angepasst sein, beispielsweise durch (nicht dargestellte) Kühlmittelkanäle in den Endkappen 16, 18.
Das verteilte Kühlmittel kann aufgrund der Schwerkraft nach unten in Richtung eines unteren Bereiches des Maschinenhohlraums 22 fließen. Während das verteilte Kühlmittel nach unten fließt, kann es weiterhin Wärmeenergie aus den elektrischen Maschinenkomponenten aufnehmen, wie beispielsweise - aber nicht darauf beschränkt - aus dem Stator 26, dem Rotor 24 und der Rotornabe 34 sowie den Lagern 30. Anschließend kann das verteilte Kühlmittel sich nahe dem unteren Bereich des Maschinenhohlraums 22 ansammeln. Nach dem Ansammeln nahe dem unteren Bereich des Maschinenhohlraums 22 kann das Kühlmittel immer noch kühler als die mit ihm in Kontakt stehenden elektrischen Maschinenkomponenten sein, wie beispielsweise der Stator 26 und die Stator Wicklungsköpfe 28, so dass es auch weiterhin dem Stator 26 und den Stator Wicklungsköpfen 28 Wärmeenergie entzogen werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann das Elektromaschinen-Modul 10 ein Ablasssystem 44 beinhalten, um das angesammelte Kühlmittel von dem Maschinenhohlraum 22 zu entfernen. Wie in 2 gezeigt. 2 kann das Ablasssystem 44 sich durch das Modulgehäuse 12 hindurch erstreckende Ablauföffnungen 46 (das heißt in einigen Ausführungsformen durch das Hülsenelement 14, den Behälter 15, das innere Hülsenelement und/oder die Endkappen 16, 18) und eine Ablaufwanne 48 umfassen.
In einer Ausführungsform können die Ablauföffnungen 46 in der Nähe jedes axialen Endes des Modulgehäuses 12 angeordnet sein, wobei entlang eines Winkelbereiches des Modulgehäuse (12) winkelig voneinander beabstandet sind. Genauer gesagt können die Ablauföffnungen 46 entlang eines axialen Endes des Modulgehäuses 12 einen ersten Satz und entlang eines anderen axialen Endes des Modulgehäuses 12 einen zweiten Satz umfassen, wobei sowohl der erste Satz als auch der zweite Satz voneinander getrennt in Umfangsrichtung entlang des unteren Bereiches des Modulgehäuses 12 angeordnet sein können, wie in den 4 und 5 gezeigt. Beispielsweise kann an jedem axialen Ende des Modulgehäuses 12 im Wesentlichen an der unteren Mitte des Modulgehäuses 12 eine zentrale Ablauföffnung 46 liegen, wobei zu beiden Seiten der zentralen Ablauföffnung 46 hin ein bis vier weitere Ablauflöcher 46 in Umfangsrichtung entlang des Modulgehäuses 12 angeordnet sein können (das heißt im Ergebnis drei bis neun Ablauflöcher 46 an jedem axialen Ende des Modulgehäuses 12), um durch Schwerkraft gespeiste Abflussleitungen für das Kühlmittel innerhalb des Maschinenhohlraums 22 bereitzustellen. In einigen Ausführungen können mehr als neun Ablauflöcher 46 in dem Modulgehäuse 12 enthalten sein, je nach Nutzungsanwendung des Elektromaschinen-Moduls 10. Zusätzlich kann in einem Ausführungsbeispiel die Winkelspanne, entlang der die Ablauföffnungen 46 angeordnet sind, etwa 90° betragen (das heißt etwa 45° in jeder Richtung von der unteren Mitte des Modulgehäuses 12 aus).
Durch den Winkelversatz können die Ablauföffnungen 46 auch dann die reguläre Funktionsweise des Ablasssystems 44 sicherstellen, wenn die elektrische Maschine 20 vorwärts und rückwärts gekippt oder gedreht ist (das heißt um eine Rotationsachse 52 der elektrischen Maschine 12, wie in 2 gezeigt). Zudem können die Ablauföffnungen 46 auch bei einer axialen Verlagerung die reguläre Funktionsweise des Ablasssystems 44 sicherstellen, wenn die elektrische Maschine 20 zu einer Seite oder einer anderen Seite hin gekippt oder gedreht ist (das heißt um eine Achse senkrecht zu der Rotationsachse 52). In weiteren Ausführungen können die Ablauföffnungen 46 in axialer Richtung nach innen näher zum Stator 26 hin angeordnet sein (zum Beispiel als die axialen Enden des Modulgehäuses 12), um den Einfluss eines Kippens der elektrischen Maschine 20 von einer Seite zu der anderen Seite hin auf den Kühlmittelabfluss zu minimieren.
Die Anzahl der Ablauföffnungen 46 kann zwei oder mehr betragen und kann auf Grundlage einer Größe des Maschinenhohlraums 22, einer gewünschten Menge an angesammeltem Kühlmittel und anderen Faktoren ausgewählt werden. Darüber hinaus können eine oder mehrere Durchmesser der Ablauföffnungen 46 und der Winkelabstand der Ablauföffnungen 46 auf Basis der Größe des Maschinenhohlraums 22, des gewünschten Niveaus der Kühlmittelansammlung sowie anderen Faktoren ausgewählt werden. Beispielsweise können die Größe der Maschinenhohlraums 22 und das gewünschte Niveau des angesammelten Kühlmittels den hydrostatischen Druck beeinflussen, welcher sich als Folge der Schwerkraft und der Tiefe innerhalb des angesammelten Kühlmittels entwickelt. Eine tiefere Ansammlung von Kühlmittel kann eine effektivere Kühlung der elektrischen Maschine 20 bewirken, da mehr der elektrischen Maschine 20 in einem direkten Kontakt mit dem Kühlmittel steht. Auch bewirkt eine tiefere Ansammlung an Kühlmittel einen höheren hydrostatischer Druck und damit eine höhere Durchflussrate durch eine gegebene Verengung (beispielsweise die Ablauföffnungen 46). In einer Ausführungsform kann ein Elektromaschinen-Modul 10 (beispielsweise ein von Remy International, Inc. Hergestellter HVH410 Serien-Elektromotor) mit fünf 12-Millimeter Ablauföffnungen 46 an jeder axialen Seite einer maximalen Flussrate von etwa 21 Liter pro Minute in den Maschinenhohlraum 22 standhalten, bevor der Luftspalt 32 überflutet ist.
Eine tiefere Kühlmittelansammlung kann zudem Einfluss auf den elektrischen Maschinenbetrieb haben, wenn diese gekippt ist. Konventionelle Gehäuse mit einer großen, einzelnen Ablauföffnung können sehr empfindlich gegenüber Neigungswinkeln sein. Beispielsweise lässt das Kippen oder Drehen eines konventionellen Gehäuses (das heißt senkrecht zur Rotationsachse 52) den Pegel des angesammelten Kühlmittels ansteigen, was zu einem Überfluten des Luftspalts 32 zwischen dem Stator 26 und dem Rotor 24 führen kann, wie in den 1B und 1C gezeigt. Wegen der Vielzahl an Ablauföffnungen 46 des Abflusssystems 44 kann das Elektromaschinen-Modul 10 gegenüber der einzelnen, großen Ablauföffnung in konventionellen Gehäusen einen konstanteren Strömungswiderstand in Abhängigkeit des Kippwinkels besitzen. Dies kann trotz Kippens eine konstantere Tiefe der Kühlmittelansammlung bewirken, was eine maximale konstante Tiefe oder einen maximal konstanten Kühlmittel-Pegel 54 mit einem reduzierten Risiko einer Überflutung des Luftspalts 32 ermöglicht, wie in den 6A bis 6C gezeigt.
Beispielsweise zeigt 6A einen unteren Bereich des Elektromaschinen-Moduls 10 in einem 0° Drehwinkel (das heißt in einem 0° Kippwinkel). Wie in 6A gezeigt, befindet sich der Kühlmittel-Pegel 54 unterhalb des Luftspalts 32. 6B zeigt den unteren Bereich des Elektromaschinen-Moduls 10 mit einem Drehwinkel von 15° in eine erste Richtung. Wie aus 6B hervorgeht, kann der Kühlmittel-Pegel 54 trotz der Rotation unterhalb des Luftspalts 32 liegen. Aufgrund der Symmetrie der Ablauföffnungen 46 (beispielsweise eine gleiche Anordnung der Ablauföffnungen 46 zu beiden Seiten der unteren Ablauföffnung 46 hin) kann ein Kühlmittel-Pegel 54 im Wesentlichen gleich bleiben, wenn das Elektromaschinen-Modul 10 in die erste Richtung oder in eine zweite Richtung gedreht wird (beispielsweise in Gegenrichtung zur ersten Richtung). 6C zeigt den unteren Bereich des Elektromaschinen-Moduls 10 mit einem Drehwinkel von 30°. Wie aus 6C hervorgeht, kann der Kühlmittel-Pegel 54 trotz der weitergehenden Rotation unterhalb des Luftspalts 32 liegen. Aufgrund der Symmetrie der Ablauföffnungen 46 kann der Kühlmittel-Pegel 54 im Wesentlichen gleich bleiben, wenn das Elektromaschinen-Modul 10 um 30° in die erste Richtung oder in die zweite Richtung gedreht wird.
Wie in den 6A bis 6C veranschaulicht, kann das Elektromaschinen-Modul 10 zusammen mit dem Abflusssystem 44 den Kühlmittel-Pegel 54 unterhalb des Luftspalts 32 halten (beispielsweise so, dass der Luftspalt 32 nicht überflutet wird), trotz einer Rotation bis zu oder über 30° in eine der ersten Richtung oder der zweiten Richtung. In einigen Ausgestaltungsformen kann die Weite der Rotation in Abhängigkeit von der Lage und Anzahl der Ablauföffnungen 46 mehr oder weniger als 30° betragen. Beispielsweise kann ein niedrigerer Wert der Weite der Rotation ungefähr 0° betragen (beispielsweise dann, wenn das Modulgehäuse 12 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist) und ein höherer Wert der Weite der Rotation kann zwischen ungefähr 1° und ungefähr 30° liegen. Gemäß einigen Ausführungen kann die Weite der Rotation zwischen der im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung des Elektromaschinen-Moduls 10 und einer verdrehten Ausrichtung festgelegt sein, welche zu einer Überflutung des Luftspalts 32 mit dem angesammelten Kühlwasser führt (beispielsweise ein maximaler Drehwinkel). In weiteren Ausführungen kann die Weite der Rotation zwischen der im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung des Elektromaschinen-Moduls 10 und einer verdrehten Ausrichtung genau unterhalb des maximalen Drehwinkels festgelegt sein, bei welchem der Kühlmittel-Pegel 54 den Luftspalt 32 noch nicht überflutet hat (beispielsweise ein maximaler wirksamer Drehwinkel).
7 zeigt ein Diagramm mit der Tiefe einer Kühlmittelansammlung bei Maschinen Neigungswinkeln für ein herkömmliches, Einloch-Gehäuse (Linie A) und dem Mehrfach-Ablauf Modulgehäuse 12 aus den 6A bis 6C (Linie B). Wie aus 7 hervorgeht, kann das Mehrfach-Ablauf Modulgehäuse 12 ein weitergehendes Kippen (das heißt einen größeren Drehbereich) ohne Überfluten des Luftspalts 32 zulassen, als das herkömmliche Gehäuse. Genauer gesagt kann das herkömmliche Gehäuse bis zu einem maximalen Drehwinkel Θ₁ gedreht werden, bevor der Luftspalt 32 geflutet ist. Das Mehrfach-Ablauf Modulgehäuse 12 kann bis zu einem maximalen Drehwinkel Θ₂ gedreht werden, welcher größer als Θ₁ ist, bevor der Luftspalt 32 geflutet ist. Auch kann das Mehrfach-Ablauf Modulgehäuse 12 über einen größeren Bereich der Drehung hinweg einen konstanteren Kühlmittel-Pegel 54 gegenüber dem Einloch-Gehäuse ermöglichen, wie in 7 gezeigt. Diese Beständigkeit kann den Kühlmittel-Pegel 54 über den Drehbereich hinweg im Wesentlichen unabhängig vom Neigungswinkel maximieren, wodurch im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Maschinenmodulen eine effizientere Kühlung der Stator-Anordnung 26 ermöglicht sein kann.
In einigen Ausgestaltungen können auch die Anzahl der Ablauföffnungen 46, die Größe des Maschinenhohlraums 22 und/oder das gewünschte Niveau der Kühlmittelansammlung auf Grundlage der Anwendungen, für welche die Nutzung der elektrischen Maschine 20 vorgesehen ist und darauf, wie viel Verkippung (beispielsweise die Weite der Rotation) in solchen Anwendungen erwartet wird, ausgewählt werden. In einigen Ausgestaltungen kann das Elektromaschinen-Modul 10 zudem nach dem Drehbereich hergestellt sein, welcher eher den - wie oben beschriebenen - maximalen betriebsfähigen Drehwinkel (Θ₃ in 7) als den maximalen Drehwinkel beinhaltet (Θ₂ in 7), um zur weiteren Verringerung der Gefahr der Überflutung des Luftspalts 32 einen Sicherheitsfaktor oder ein Sicherheitsfenster im Betrieb bereitzustellen.
Gemäß einigen Ausgestaltungsformen können die Anzahl der Ablauföffnungen 46, die Größe des Maschinenhohlraums 22 und/oder die gewünschte Menge der Kühlmittelansammlung auf Betriebstemperaturbereichen basieren. Beispielsweise kann in einer Ausgestaltungsform das Abflusssystem 44 im Wesentlichen in allen Betriebstemperaturbereichen der elektrischen Maschine 20 arbeiten, trotz der Auswirkungen, welche die Temperatur auf die Viskosität und die Strömungsgeschwindigkeiten des Kühlmittels haben kann.
Außerdem kann aufgrund der vielen Ablauföffnungen 46 der Durchmesser jeder einzelnen Öffnung 46 kleiner sein. Dies kann dazu beitragen, die axiale Länge des Hülsenelements 14 und/oder des Modulgehäuses 12 zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen können die Ablauföffnungen 46 in das Hülsenelement 14 gebohrt werden. Durch die Verwendung gebohrter Öffnungen 46 im Gegensatz zu harten Werkzeugformausstattungen kann das Drainagesystem 44 kostengünstiger auf eine vorgegebene Kundenanwendung und einen gewünschten Kühlmitteldurchsatz zugeschnitten oder maßgefertigt werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Ablaufwanne 48, welche einen Ablauf 50 aufweisen kann, zu den Ablauföffnungen 46 benachbart mit dem Modulgehäuse 12 gekoppelt sein, wie in den 2 und 6A bis 6C gezeigt. Im Ergebnis können die Ablauföffnungen 46 an beiden axialen Enden des Modulgehäuses 12 in einer Fluid-Verbindung mit der Ablaufwanne 48 stehen. Als Folge davon kann die Kühlmittelansammlung durch die Ablauflöcher 46 hindurch in die Ablaufwanne 48 abfließen und kann dann über die Schwerkraft durch den Ablauf 50 geleitet werden. Der Ablauf 50 kann Fluid leitend mit einem externen Kühler verbunden sein (beispielsweise mit einem Wärmetauscher, Kühler usw.), so dass das aus dem Modulgehäuse 12 geleerte Kühlmittel gekühlt und durch den Kühlmitteleinlass 38 zurück in den Kühlmittelmantel 36 geleitet werden kann. Ein herkömmlicher (nicht dargestellter) Anschlussschlauch oder etwas Ähnliches kann mit dem Ablauf 50 gekoppelt sein, um den Abfluss Fluid leitend mit dem externen Kühler und/oder einer Pumpe zu verbinden.
In einigen Ausgestaltungen kann die Ablaufwanne 48 Aluminiumguss enthalten und - wie in 2 gezeigt - mit einem Äußeren des Modulgehäuses 12 verbunden sein, beispielsweise unter Verwendung von herkömmlichen Druckdichtungen und/oder Gewindeverbindungen. Wie in den 2, 8A und 8B dargestellt, kann die Ablaufwanne 48 sich nach unten zum Ablauf 50 hin verjüngen, um das Kühlmittel durch die Schwerkraft in Richtung des Ablaufs 50 zu leiten. In einigen, wie in den 8C und 8D gezeigten Ausführungsformen kann ein oder können mehrere Enden der Ablaufwanne 48 eingerückt sein, um einen Freiraum für den Kühlmitteleinlass 38 bereitzustellen. Indem die Lage des Kühlmitteleinlasses 38 in der Nähe des unteren Abschnitts des Modulgehäuses 12 ermöglicht wird, kann eine herkömmliche, jedoch thermisch wirksame und kostengünstige Gestaltung der Einlassbeschickung verwendet werden. Beispielsweise können Modulgehäuse mit dem Kühlmitteleinlass 38 in der Nähe des oberen Abschnitts zusätzliche Einbauten für die Umwälzung des Kühlmittels an den Kühlmittelöffnungen 40 erfordern, was kostenintensiver sein kann.
Die Ablaufwanne 48 kann eingerückt, ausgeformt oder anders angeordnet sein, um einen Zwischenraum für jedes andere bereits vorhandene Bauteil oder für mit einigen Anwendungen gemeinsame Funktionen bereitzustellen. Zum Beispiel kann eher eine anwendungsspezifische oder kundenspezifische Form entworfen werden, um die Ablaufwanne 48 zu gestalten, als völlig neue Modulgehäuse oder elektrische Maschinen-Module für unterschiedliche Anwendungen zu erfordern. Dies kann auch die Verwendung eines gemeinsamen elektrischen Maschinen-Moduls für eine Vielzahl von Anwendungen ermöglichen (zum Beispiel mit unterschiedlichen Einbauverhältnissen, Positionen etc.), welches nur eine zusätzlich angepasste Ablaufwanne 48 erfordert. Dies kann die Bearbeitungs- und Herstellungskosten minimieren, indem die Notwendigkeit für vollständig kundenspezifische Modulgehäuse reduziert ist.
Es wird von Fachleuten erkannt werden, dass die Erfindung nicht notwendigerweise auf die vorherigen Beschreibungen der Erfindung in Verbindung mit besonderen Ausführungsformen und Beispielen beschränkt ist und dass zahlreiche andere Ausführungsformen, Beispiele, Anwendungen, Modifikationen und Abweichungen von den Ausführungsbeispielen von den beigefügten Ansprüchen als Beispiele und Anwendungen mit umfasst sein sollen. Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Kühlmittel-Ablasssystem, umfassend: - ein Modulgehäuse (12), welches eine Innenwand (42) und wenigstens eine Endkappe (16, 18) aufweist, wobei das Modulgehäuse (12) einen Maschinenhohlraum (22) zumindest teilweise umgrenzt; - eine elektrische Maschine (20), welche innerhalb des Maschinenhohlraums (22) angeordnet und zumindest teilweise durch das Modulgehäuse (12) umschlossen ist, wobei die elektrische Maschine (20) einen Stator (26) beinhaltet, welcher im Wesentlichen einen Rotor (24) umgrenzt und zwischen dem Rotor (24) und dem Stator (26) zumindest teilweise ein Luftspalt (32) festgelegt ist; - eine Ablaufwanne (48), welche mit dem Modulgehäuse (12) gekoppelt ist, wobei die Ablaufwanne (48) einen Ablauf (50) besitzt; - eine Vielzahl an Ablauföffnungen (46) in dem Modulgehäuse (12), welche sich in Angrenzung an die Ablaufwanne (48) durch das Modulgehäuse (12) hindurch erstrecken, wobei die vielen Ablauföffnungen (46) Fluid-Leitungen von dem Maschinenhohlraum (22) zu der Ablaufwanne (48) hin bilden.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (20) ein Hybrid-Elektromotor ist.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vielen Ablauföffnungen (46) entlang eines unteren Bereiches des Modulgehäuses (12) angeordnet sind, um nach dem Schwerkraft-Prinzip arbeitende Fluid-Leitungen von dem Maschinenhohlraum (22) zu der Ablaufwanne (48) hin zu bilden.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (12) einen Kühlmittelmantel (36) sowie eine Vielzahl an in der Innenwand (42) angeordneten Kühlmittelöffnungen (40) umfasst, wobei die Kühlmittelöffnungen (40) in einer Fluid-Verbindung mit wenigstens dem Kühlmittelmantel (36) und dem Maschinenhohlraum (22) stehen.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (12) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei die vielen Ablauföffnungen (46) zumindest in einem Teilbereich des im Wesentlichen zylindrischen Modulgehäuses (12) winkelig voneinander beabstandet sind.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufwanne (48) wenigstens ein eingerücktes Ende aufweist und das Modulgehäuse (12) einen Kühlmitteleinlass (38) besitzt, welcher in einer Fluid-Verbindung mit dem Kühlmittelmantel (36) steht, wobei der Kühlmitteleinlass (38) zu dem wenigstens einen eingerückten Ende der Ablaufwanne (48) hin gelegen ist.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittel über den Kühlmitteleinlass (38) in den Kühlmittelmantel (36) eingeleitet und durch die Kühlmittelöffnungen (40) hindurch in den Maschinenhohlraum (22) hinein verteilt ist, wobei wenigstens ein Teil des Kühlmittels durch die Vielzahl der Ablauföffnungen (46) hindurch derart in das Ablasssystem eingetreten ist, dass ein unterhalb des Luftspalts (32) verbleibender Kühlmittel-Pool innerhalb des Maschinenhohlraums (22) gebildet ist.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vielen Ablauföffnungen (46) einen ersten Satz an Ablauföffnungen (46) und einen zweiten Satz an Ablauföffnungen (46) umfassen, wobei der erste Satz an Ablauföffnungen (46) entlang eines ersten axialen Endes des Modulgehäuses (12) und der zweite Satz an Ablauföffnungen (46) entlang eines zweiten axialen Endes des Modulgehäuses (12) angeordnet sind.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufwanne (48) zumindest in der Nähe des Ablaufes (50) wenigstens bereichsweise konisch ausgebildet ist.
Verfahren zum Ablassen eines Kühlmittels mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Elektromaschinen-Moduls (10), welches ein Modulgehäuse (12) mit wenigstens einer Endkappe (16, 18) aufweist, wobei sich eine Vielzahl an Ablauföffnungen (46) durch das Modulgehäuse (12) hindurch erstrecken; - Zumindest teilweises Umschließen einer elektrischen Maschine (20) innerhalb eines Maschinenhohlraums (22) des Modulgehäuse (12), wobei die elektrische Maschine (20) einen Stator (26) beinhaltet, welcher im Wesentlichen einen Rotor (24) umgrenzt und wobei zwischen dem Rotor (24) und dem Stator (26) ein Luftspalt (32) festgelegt ist; - Koppeln einer Ablaufwanne (48) mit dem Elektromaschinen-Modul (10), wobei die Ablaufwanne (48) einen Ablauf (50) besitzt; - Positionieren der Ablaufwanne (48) relativ zu der Vielzahl an Ablauföffnungen (46) derart, dass der Maschinenhohlraum (22) über die vielen Ablauföffnungen (46) in einer Fluid-Verbindung mit der Ablaufwanne (48) steht; - Einleiten eines Kühlmittels in den Maschinenhohlraum (22); und - Ermöglichen, dass das Kühlmittel im Wesentlichen durch den gesamten Maschinenhohlraum (22) hindurch in Richtung zu den vielen Ablauföffnungen (46) und durch diese hindurch zu der Ablaufwanne (48) hin strömt, so dass sich während der Rotation des Elektromaschinen-Moduls (10) das Kühlmittel unterhalb des Luftspalts (32) ansammelt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl an Ablauföffnungen (46) derart entlang wenigstens eines Bereiches des Modulgehäuse (12) platziert werden, dass das Kühlmittel durch die Schwerkraft in Richtung und durch die vielen Ablauföffnungen (46) hindurch strömt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl aus der Vielzahl an Ablauföffnungen (46) ausgewählt wird und die vielen Ablauföffnungen (46) bezogen auf einen erwarteten Drehbereich des Elektromaschinen-Moduls (10) entlang des Modulgehäuse (12) positioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede der vielen Ablauföffnungen (46) in das Modulgehäuse (12) hinein gebohrt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vielen Ablauföffnungen (46) winkelig voneinander beabstandet entlang eines unteren Bereiches des Modulgehäuses (12) positioniert werden, wobei die Vielzahl an Ablauföffnungen (46) in der Nähe von axialen Enden des Modulgehäuses (12) angeordnet wird.
Nach dem Schwerkraft-Prinzip arbeitendes Kühlmittel-Ablasssystem, umfassend: - eine elektrische Maschine (20), welche einen im Wesentlichen durch einen Stator (26) umgrenzten Rotor (24) sowie einen Luftspalt (32) aufweist, wobei der Luftspalt (32) zwischen dem Rotor (24) und dem Stator (26) festgelegt ist; - ein Modulgehäuse (12), welches eine Innenwand (42) und wenigstens eine Endkappe (16,18) aufweist, wobei das Modulgehäuse (12) zumindest teilweise einen Maschinenhohlraum (22) umgrenzt und die elektrische Maschine (20) zumindest teilweise innerhalb des Maschinenhohlraums (22) umschließt; - eine Ablaufwanne (48), welche mit dem Modulgehäuse (12) gekoppelt ist, wobei die Ablaufwanne (48) einen Ablauf (50) besitzt; - einen ersten Satz an Ablauföffnungen (46), welcher in der Nähe eines ersten axialen Endes des Modulgehäuses (12) durch das Modulgehäuse (12) hindurch angeordnet ist und in einer Fluid-Verbindung mit dem Maschinenhohlraum (22) und der Ablaufwanne (48) steht, wobei die Ablauföffnungen (46) des ersten Satzes an Ablauföffnungen (46) entlang des ersten axialen Endes des Modulgehäuses (12) winkelig voneinander beabstandet sind; und - einen zweiten Satz an Ablauföffnungen (46), welcher in der Nähe eines zweiten axialen Endes des Modulgehäuses (12) durch das Modulgehäuse (12) hindurch angeordnet ist und in einer Fluid-Verbindung mit dem Maschinenhohlraum (22) und der Ablaufwanne (48) steht, wobei die Ablauföffnungen (46) des zweiten Satzes an Ablauföffnungen (46) entlang des zweiten axialen Endes des Modulgehäuses (12) winkelig voneinander beabstandet sind, - der erste Satz an Ablauföffnungen (46) und der zweite Satz an Ablauföffnungen (46) sind entlang eines Winkelbereiches des Modulgehäuse (12) winkelig voneinander beabstandet, um aus dem Maschinenhohlraum (22) heraus über einen Drehbereich des Modulgehäuses (12) hinweg nach dem Schwerkraft-Prinzip arbeitende Fluid-Leitungen zu bilden, so dass innerhalb des Maschinenhohlraums (22) ein Kühlmittel-Pegel (54) unterhalb des Luftspalts (32) verbleibt.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (12) einen Kühlmittelmantel (36) und die Innenwand (42) eine Vielzahl an Kühlmittelöffnungen (40) umfasst, wobei die Kühlmittelöffnungen (40) in einer Fluid-Verbindung mit dem Kühlmittelmantel (36) und dem Maschinenhohlraum (22) stehen.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufwanne (48) wenigstens ein eingerücktes Ende aufweist und das Modulgehäuse (12) einen Kühlmitteleinlass (38) besitzt, wobei der Kühlmitteleinlass (38) in der Nähe des wenigstens einen eingerückten Endes gelegen ist und in einer Fluid-Verbindung mit dem Kühlmittelmantel (36) steht.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den Kühlmitteleinlass (38) in den Kühlmittelmantel (36) eingeführtes Kühlmittel durch die Kühlmittelöffnungen (40) in dem Maschinenhohlraum (22) verteilbar ist, wobei wenigstens ein Teil des Kühlmittels durch den ersten Satz an Ablauföffnungen (46) und den zweiten Satz an Ablauföffnungen (46) hindurch in die Ablaufwanne (48) einströmbar ist, so dass der Kühlmittel-Pegel (54) des Kühlmittels innerhalb des Maschinenhohlraums (22) unterhalb des Luftspalts (32) verbleibt.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl an Ablauföffnungen (46) in das Modulgehäuse (12) hinein gebohrt ist.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufwanne (48) zumindest in der Nähe des Ablaufs (50) wenigstens bereichsweise konisch ausgebildet ist.
Kühlmittel-Ablasssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehbereich des Modulgehäuses (12) in eine erste Richtung und in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung von etwa 0° bis zu einem höheren Wert hin reicht, wobei der höhere Wert zwischen etwa 1° und etwa 30° beträgt.