用於電機的流體冷卻的殼體的製作方法

2023-10-04 03:58:59 4

本發明涉及一種用於電機的具有流體冷卻的殼體以及一種具有流體冷卻的殼體的電機。

背景技術：

對於電機、像比如電動馬達或者發電機來說，比如由於提高的功率要求和/或效率要求而需要合適的冷卻裝置，以用於將通過損耗功率所產生的熱排出。

形式為冷卻套的冷卻裝置經常構造在所述電機的殼體中，使得所述殼體承擔冷卻功能。這樣的冷卻套比如能夠作為雙壁的殼體來實現。為此，所述殼體能夠構造為空心筒柱狀的擠壓件，所述擠壓件具有多個朝兩個端側敞開的通道。比如能夠在所述殼體的每個端側處設置作為蓋子的軸承蓋，所述軸承蓋能夠具有轉向槽，所述轉向槽能夠將所述通道彼此連接起來並且能夠使冷卻流體在所述通道之間轉向。但是，對於這樣的殼體來說，可能需要昂貴的密封裝置，所述密封裝置能夠可靠地防止所述冷卻流體從所述殼體流出。相應地，這樣的殼體的製造可能相對昂貴並且高價。

為了提高從所述電機到所述冷卻流體的傳熱，尤其能夠擴大冷卻面積並且/或者提高所述冷卻流體的流動速度。為此，比如能夠像比如在de102012215018a1中所說明的那樣，在所述殼體中構造曲回狀的冷卻通道。

技術實現要素：

本發明的實施方式能夠以有利的方式實現了：提供一種成本低廉的、緊湊的並且密封的殼體，所述殼體具有用於電機的高效的冷卻裝置。

根據本發明的第一方面，提出一種用於電機、像比如電動馬達或者發電機的殼體。所述殼體具有內部的壁體和外部的壁體，所述內部的壁體和所述外部的壁體彼此同心地布置並且沿著徑向方向彼此隔開。在此，在所述內部的壁體與所述外部的壁體之間構造了沿著徑向方向被所述壁體限定的空腔，所述空腔用於對所述電機進行流體冷卻。此外，所述殼體具有布置在該殼體的端側處的密封裝置。根據本發明的殼體的特徵尤其在於，所述密封裝置具有構造成環狀的密封元件，該密封元件在端側以密封的方式被接納在所述內部的壁體與所述外部的壁體之間。此外，所述密封裝置具有轉向接片，該轉向接片沿著所述殼體的軸向方向從所述密封元件伸出並且至少部分地布置在所述內部的壁體與所述外部的壁體之間，其中，所述轉向接片構造用於：導引所述空腔中的冷卻流體或者說使其轉向並且/或者為所述冷卻流體提供流動阻力。

具有環狀的密封元件的密封裝置因此能夠沿著徑向方向以及沿著軸向方向提供對於所述殼體的全面的並且可靠的密封。此外，所述密封裝置同時能夠以有利的方式提供所述冷卻流體的轉向功能，從而能夠保證穿過所述殼體的冷卻流體的足夠高的流量，並且隨之能夠以從電機到冷卻流體的高傳熱來保證高效的冷卻。通過將所述轉向功能集成在所述密封裝置中這種方式，所述殼體能夠緊湊地構造並且成本低廉地製造，而不必比如以所述殼體的軸承蓋中的鑄造空穴的形式來構造轉向槽。

也能夠將相對於所述殼體的環境的密封功能以及用於所述冷卻流體的入口和出口及其密封集成在所述密封裝置中。

所述軸向方向能夠表示所述殼體的縱向延伸方向，並且所述徑向方向能夠表示與所述軸向方向正交的方向。

根據本發明的一種實施方式，所述密封元件和所述轉向接片一體地構造。比如，具有密封元件和轉向接片的密封裝置能夠由塑料以注塑法來製成或者由金屬來製成。所述密封裝置的單構件的結構能夠由於構件的減少而降低生產成本以及保養作業。

根據本發明一種實施方式，所述密封裝置具有多個轉向接片，所述轉向接片沿著所述密封元件的圓周、沿著旋轉方向彼此隔開地布置，並且沿著軸向方向手指狀地從所述密封元件伸出。通過構造多個轉向接片，能夠以下述方式引導所述殼體的空腔中的冷卻流體的流（strom）或者說流動：使得能夠避免所謂的死水區（totwassergebiet），在所述死水區中比如可能聚集氣泡。總之，就這樣能夠提高所述冷卻的效率。

根據本發明的一種實施方式，在所述內部的壁體與所述外部的壁體之間布置了沿著旋轉方向彼此隔開的導向接片，所述導向接片沿著所述殼體的軸向方向延伸，其中，所述導向接片構造用於導引所述空腔中的冷卻流體、也就是將其朝優選的流動方向引導。通過所述導向接片，作為所述轉向接片的補充能夠恰當地使所述冷卻流體的流動（fluss）轉向，從而能夠進一步提高冷卻效率。所述導向接片比如能夠通過擠壓法來製成並且與所述內部的和/或外部的壁體一體地構造。取決於製造，所述導向接片因此能夠在所述壁體的縱向延伸部（längserstreckung）的至少20%、優選至少50%的範圍內延伸。所述導向接片也能夠作為單獨的構件被固定、比如粘合或者焊接在所述內部的和/或外部的壁體上。

根據本發明的一種實施方式，所述密封裝置的轉向接片與所述導向接片之一對齊地布置。所述轉向接片在此能夠與所述導向接片鄰接並且/或者齊平地貼靠在所述導向接片處。

根據本發明的一種實施方式，所述密封裝置具有多個轉向接片，所述轉向接片分別與所述導向接片之一對齊地布置。由此能夠為了進一步提高所述冷卻效率而以複雜的轉向幾何結構來使所述冷卻流體轉向或者說對其進行導引。

根據本發明的另一種實施方式，所述殼體具有另外的密封裝置，所述另外的密封裝置具有另外的密封元件和至少一個另外的轉向接片，其中，所述密封裝置和所述另外的密封裝置布置在所述殼體的兩個彼此對置的端側處。由此能夠以有利的方式交替地平行於並且反平行於所述軸向方向使所述冷卻流體轉向，從而能夠在沒有死水區的情況下在所述殼體中實現所述冷卻流體的曲回狀的流動並且能夠高效地將熱排出。

根據本發明的一種實施方式，所述密封裝置具有多個轉向接片，並且所述另外的密封裝置具有多個另外的轉向接片，其中，在所述內部的壁體與所述外部的壁體之間布置了沿著旋轉方向彼此隔開的導向接片，所述導向接片沿著所述軸向方向延伸。在此，所述轉向接片之一和所述另外的轉向接片之一與所述導向接片之一對齊地布置。其餘的轉向接片和其餘的另外的轉向接片分別交替地在所述殼體的彼此對置的側面處分別與其餘的導向接片之一對齊地布置，使得所述轉向接片和所述導向接片在所述空腔中構造了曲回狀的冷卻通道。

根據本發明的一種實施方式，在所述環狀的密封元件處布置了至少一個密封唇，所述密封唇在所述密封元件的內圓周和/或外圓周處環繞並且沿徑向從所述密封元件伸出，所述密封唇以密封的方式分別貼靠在所述壁體之一處。由此能夠不僅沿著軸向方向而且沿著徑向方向成本低廉地提供對於所述殼體的全面的並且可靠的密封，以防止冷卻流體從所述空腔洩漏。

根據本發明的一種實施方式，所述殼體的壁體擠壓拉制而成。所述殼體比如能夠作為雙壁的殼體以少量的工作步驟成本低廉地製造，所述雙壁的殼體具有在所述內部的和/或外部的壁體處集成地構造的導向接片。

本發明的另一方面涉及一種具有如上面和下面所描述的那樣的殼體的電機、像比如電動馬達或者發電機。此外，所述電機或者說所述殼體能夠分別在所述殼體的每個端側處具有作為蓋子的軸承蓋，其中，所述密封裝置也能夠以有利的方式在所述殼體的軸承蓋與另外的組件之間提供密封的連接。

要指出，本發明的可能的特徵和優點中的一些特徵和優點在此參照不同的實施方式得到了描述。本領域的技術人員發現，能夠以合適的方式對所述特徵進行組合、調整或者替換，以便獲得本發明的另外的實施方式。

附圖說明

下面參照附圖對本發明的實施方式進行描述，其中，不僅附圖而且說明書都不應當以限制本發明的方式來解讀。其中：

圖1示出了根據本發明的一種實施方式的殼體的一部分的剖面；

圖2a、2b和2c分別示出了根據本發明的另一種實施方式的殼體的一部分的剖面；並且

圖3示出了根據本發明的一種實施方式的電機。

附圖僅僅是示意性的並且不按比例。相同的附圖標記在附圖中表示相同的或者起相同作用的特徵。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的一種實施方式的、用於電機的殼體10的一部分的剖面。所述剖面在此正交於所述殼體10的軸向方向或者說正交於所述殼體的縱向延伸方向來伸展。

所述殼體10構設為雙壁的空心筒柱狀的殼體，所述雙壁的殼體具有內部的壁體12和外部的壁體14，所述內部的壁體和所述外部的壁體彼此同心地布置並且沿著徑向方向彼此隔開，從而構造了沿著徑向方向被所述壁體12、14限定的、用於對所述電機進行流體冷卻的空腔16。為此，所述空腔16能夠用冷卻流體、比如用水並且/或者用其它的液態的介質來裝填。具有內部的壁體12和外部的壁體14的殼體比如能夠以擠壓法來一體地製造或者說構造。所述內部的壁體12和所述外部的壁體14也能夠作為單獨的構件彼此局部地粘合併且/或者焊接在一起。

在所述內部的壁體12與所述外部的壁體14之間，所述殼體10具有沿著所述殼體10的旋轉方向彼此隔開的導向接片18，所述導向接片沿著所述殼體10的軸向方向延伸，並且所述導向接片構造用於優選沿著軸向方向導引所述空腔16中的冷卻流體。所述導向接片18能夠與所述內部的壁體12和/或所述外部的壁體14構造成單構件，或者作為單獨的構件被固定、比如粘合併且/或者焊接在所述內部的壁體12和/或所述外部的壁體14處。所述導向接片在此能夠在所述內部的和/或外部的壁體12、14的縱向延伸部的至少20%、優選至少50%或者至少80%的範圍內延伸。總之，因此能夠在所述空腔16中構造多個彼此平行地伸展的子空腔，所述子空腔分別沿著旋轉方向被兩個直接相鄰的導向接片18限定，並且沿著徑向方向被所述內部的壁體12和所述外部的壁體14限定。

此外，在外側面在所述外部的壁體14處布置了多個固定裝置20，從而在所述殼體10的每個端側處能夠比如藉助於螺栓連接和/或鉚接來固定蓋子、比如軸承蓋。所述固定裝置20在此能夠布置在所述導向接片18的區域中並且/或者布置在所述導向接片之間。

圖2a、2b和2c分別示出了根據本發明的另一種實施方式的、用於電機的殼體10的一部分的剖面。

所述殼體10在第一端側22處具有密封裝置24並且在第二端側23處具有另外的密封裝置26。

所述密封裝置24、26分別具有構造成環狀的密封元件28，所述密封元件在端側以密封的方式形狀鎖合地被接納在所述內部的壁體12與所述外部的壁體14之間，並且分別以一側貼靠在所述壁體12、14之一處。為了將所述密封元件28支承並且/或者接納在所述殼體10中，能夠在端側在所述內部的和/或者外部的壁體12、14處比如通過車削加工引入筒柱狀的座部，從而將所述密封元件28形狀鎖合地接納在壓合座中。

此外，所述密封裝置24、26中的每個密封裝置都具有多個沿著所述殼體10的旋轉方向彼此隔開的轉向接片30。所述轉向接片30在此沿著軸向方向手指狀地從所述密封元件28伸出並且彼此平行地沿著軸向方向延伸。所述轉向接片30能夠具有矩形的、方形的、圓形的或者任意不同地構設的橫截面。為了進行支承和/或固定，也能夠在所述內部的壁體12和/或所述外部的壁體14處、在所述端側22、23的區域中設置與所述轉向接片30的外輪廓相協作地構設的凹處，所述轉向接片30能夠至少部分地被接納在所述凹處中。

所述轉向接片30中的每個轉向接片都與所述導向接片18之一對齊地布置，並且如下面詳細描述的那樣被構造用於導引所述空腔16中的冷卻流體並且/或者使其轉向。為此，所述轉向接片28能夠分別與所述導向接片18之一鄰接並且/或者齊平地貼靠在所述導向接片處，從而提供一定的用於使所述冷卻流體轉向的流動阻力。

此外，所述轉向接片30分別能夠貼靠在所述內部的和/或外部的壁體12、14處或者與所述壁體12、14中的至少一個壁體隔開。總之，就這樣將所述密封裝置24、26接納在所述內部的與外部的壁體12、14之間，其中，所述密封元件28為了與壓合座進行密封而以密封的方式被接納在所述壁體12、14之間，並且所述轉向接片30分別不接觸地、以接觸觸點（behrührkontakt）或者也以密封的方式貼靠在所述壁體12、14中的至少一個壁體處。相應地，所述轉向接片30的、沿著徑向方向測得的厚度能夠小於或者等於所述密封元件28的、沿著徑向方向測得的厚度。

優選所述轉向接片30和所述密封元件28一體地構設。但是，所述轉向接片30和所述密封元件28也能夠作為單獨的構件彼此固定在一起。所述轉向接片30也能夠作為銷釘或者軸頸元件被引入到所述內部的壁體12與所述外部的壁體14之間，並且通過所述密封元件28和/或止擋元件沿著軸向方向被固定在所述內部的或者外部的壁體12、14中的至少一個壁體處。

總之，所述密封裝置24、26能夠基本上由塑料和/或金屬製成，並且比如能夠通過擠壓、焊接和/或粘合來接合到所述殼體10中。尤其所述密封裝置24、26能夠由有彈性的材料、比如彈性體、比如矽酮構成。

為了對所述空腔16進行密封並且為了避免冷卻流體從所述空腔16洩漏，在每個密封元件28處、在內圓周處構造了多個環繞的並且沿徑向伸出的密封唇32a，所述密封唇分別以密封的方式貼靠在所述內部的壁體12處。在所述密封元件28的外圓周處也構造了多個環繞的並且沿徑向伸出的密封唇32b，所述密封唇分別以密封的方式貼靠在所述外部的壁體14處。通過所述密封唇32a、32b，不僅能夠沿著軸向方向而且能夠沿著徑向方向對所述空腔16或者說所述殼體10進行密封。所述密封唇32a、32b比如能夠由塑料、橡膠和/或矽酮製成並且與所述密封元件28粘合併且/或者焊接在一起。所述密封唇32a、32b也能夠與所述密封元件28一體地構造。此外，能夠在所述內部的和/或外部的壁體12、14中設置與所述密封唇32a、32b協作地構設的凹處，所述密封唇32a、32b能夠至少部分地被接納在所述凹處中。

作為所述密封唇32a、32b的替代方案或者補充方案，能夠在所述密封元件28處、在該密封元件28的內圓周和/或外圓周處設置至少一個比如形式為o型圈的嵌入式密封件（einlegedichtung）和/或至少一個被噴射和/或被塗覆到所述密封元件28上的密封件。此外，為了進行進一步的密封，能夠將所述密封元件28與所述殼體10或者說與所述內部的壁體12和/或所述外部的壁體14至少部分地粘合併且/或者焊接在一起。

此外，所述殼體10在每個端側處都具有蓋子34，所述蓋子藉助於所述固定裝置20被固定、比如被擰緊在所述殼體10處。所述蓋子34比如能夠構造為軸承蓋，並且分別以一側與所述密封元件28的、與所述轉向接片30對置的一側鄰接並且/或者以密封的方式貼靠在其處。由此，一方面能夠額外地對所述密封裝置24、26進行固定，並且另一方面尤其能夠沿著軸向方向提供所述蓋子34的、在所述殼體處的密封的布置方式。

此外，所述殼體10具有用於冷卻流體的入口36和出口38，所述入口和出口分別比如以鑽孔和/或凹部的形式被引入到所述外部的壁體中。作為替代方案，所述入口36和所述出口38也能夠在端側被集成在所述密封元件24、26之一中。比如能夠將具有冷卻管路的泵裝置布置在所述入口36和/或所述出口處，從而能夠將冷卻流體輸送到所述殼體的空腔16中並且/或者將冷卻流體從所述空腔輸出。也能夠在所述入口36和/或所述出口38處設置用於對冷卻流體的流量進行調節的閥裝置。

所述冷卻流體在此能夠具有穿過所述殼體的空腔16的、如下面所描述的那樣的走向。在所述殼體10的、布置在所述入口36與所述出口38之間的這些導向接片18處，在所述端側22的區域中貼靠著所述密封裝置24的轉向接片30，並且在相反的端側23的區域中貼靠著所述密封裝置26的轉向接片30，從而在所述入口36與所述出口38之間通過兩個轉向接片30和所述導向接片18構造了用於所述冷卻流體的屏障，該屏障在所述空腔16的整個縱向延伸部的範圍內平行於軸向方向延伸。而在餘下的導向接片18處，則分別交替地僅僅貼靠著所述密封裝置24、26之一的剛好一個轉向接片30。由此在所述殼體10的空腔16中構造了曲回狀的冷卻通道40，在該冷卻通道中，所述冷卻流體交替地平行於並且反平行於所述軸向方向流動，其中，所述冷卻流體在每個端側22、23處也通過所述密封裝置24、26的密封元件28來轉向。這能夠以有利的方式有助於在所述空腔16中避免死水區。

圖3示出了根據本發明的一種實施方式的電機50。所述電機50具有在每個端側22、23處都擁有蓋子34的殼體10並且具有以能夠旋轉的方式在所述蓋子34中得到支承的軸52。所述電機50比如能夠是電動馬達或者是發電機。

最後要指出，像「具有」、「包括」等等那樣的概念不排除其它元件，並且像「一個」那樣的概念不排除多個。此外，要指出，參照上述實施例之一已經描述的特徵也能夠結合其它上面所描述的實施例的其它特徵來使用。權利要求中的附圖標記不應當視為限制。