CN104734395A - 用于制造用于电机的马达壳体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造用于电机的马达壳体的方法，其中柱形的基壳和在所述基壳的敞开的端侧上的盖子通过摩擦焊接相互连接。

Description

用于制造用于电机的马达壳体的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于电机的马达壳体的方法。

背景技术

已公开的是，电机的壳体要么设计为具有钵形的基壳和盖子两部分，要么设计为具有柱形的管和两个端侧的盖子三部分，其中所述壳体容纳定子或者说是定子的一部分。在装配时，必须将所述盖子固定在柱形的基壳的端侧上，其中为了实现密封的闭合，必须将环绕的密封元件布置在基壳和盖子之间的连接区域中，所述环绕的密封元件以相应构造的几何形状容纳在基壳或者说盖子上。相应地需要马达壳体的构造在结构方面相对耗费成本。此外存在下述危险，由于机械影响和气候影响，基壳和盖子之间的密封性在所述电机的使用寿命期间不断变差。

发明内容

本发明的任务在于，用简单的措施制造用于电机的、具有柱形的基壳和盖子的马达壳体，所述马达壳体持久地密封绝缘。

该任务根据本发明通过权利要求1所述的特征来解决。从属权利要求说明了有利的改进方案。

根据本发明的方法涉及用于电机、例如用于车辆中的电动机的马达壳体的制造。在此能够涉及一种用于驱动车辆中的机组的辅助马达、例如车窗玻璃升降马达或者玻璃刮水器马达。也能够考虑例如用作车辆的转向系统中的伺服电机或者用于内燃机的起动装置中的起动机马达。

所述电机具有马达壳体，在所述马达壳体中壳体固定地布置有起动机组成部分并且可旋转地容纳有转子或者说电枢。马达壳体具有柱形的基壳以及至少一个布置在所述基壳的敞开的端侧上的盖子。所述基壳和所述盖子通过摩擦焊接相互连接。

该实施方案具有不同的优点。一方面能够实现柱形的基壳和盖子之间流体密封的连接，其中能够放弃使用密封元件。该焊接连接部设计为密封的，而不需要密封元件。

另一方面，能够相对容易地保持基壳或者说盖子的几何形状。由于省去了密封元件，因此不需要基壳或者盖子上用于密封元件的容纳凹槽、容纳凸肩或者其他用于容纳或者支撑的几何结构。此外由于基壳和盖子之间的焊接连接部作为密封元件不会被磨损或者至少仅仅遭受较小的磨损，所以能够确保在电机的整个使用寿命期间的密封作用。

最后，焊接连接部也能够以简单的方式来实现。在摩擦焊接时，所述接合配对件即基壳和盖子实施振荡的相对运动，其中在基壳和盖子之间的接触位置处、即焊接区产生摩擦热，在所述接触位置中基壳或者说盖子的材料转变成软的、粘稠的状态。通过增大挤压力，利用材料的冷却能够形成材料锁合的焊接连接部。对于摩擦焊接来说不需要附加的焊接材料。

另一优点存在于马达壳体的相当紧凑的、轴向缩短的实施方案中。仅需在基壳和盖子之间生成一个环绕的焊接区，以便形成材料锁合的连接。能够简单地保持基壳还有盖子在焊接区的区域中的几何结构，这实现了轴向紧凑的马达壳体的实施方案。

为了实施摩擦焊接，有利地对接合配对件之一进行固定并且仅仅使第二接合配对件相对于已固定的接合配对件振荡地运动。例如能够固定盖子并且使柱形的基壳相对于盖子运动以实施摩擦焊接。然而相反的实施方案也是可行的，即固定基壳并且使盖子运动，或者使基壳和盖子同时运动。

作为接合配对件之间围绕马达纵轴线的摩擦焊接运动，不仅能够考虑围绕马达纵轴线的旋转相对运动，也能够考虑平行于马达纵轴线的轴向相对运动。在一种优选的实施方案中，要么仅仅实施旋转运动或者仅仅实施轴向运动，其中必要时也能够考虑旋转运动和轴向运动的组合的实施方案。在每种情况中，接合配对件之间的相对运动都是振荡实施的运动。

作为用于基壳和盖子的材料，例如考虑铝或者说铝合金，所述铝或者说铝合金的突出特点在于，在保证高强度的同时确保了良好的摩擦焊接能力、低重量和良好的导热特性。在一种优选的实施方案中，基壳和盖子由相同的材料制成，但也能够考虑由不同材料制成的基壳和盖子的实施方案。在每种情况中，基壳和盖子的材料或者说材料配对都必须适合于进行摩擦焊接。

通过摩擦焊接会在焊接区上形成焊接凸起，所述焊接凸起位于所述焊接区的径向内侧和/或径向外侧上。根据一种有利的实施方案，通过切削加工移除至少在基壳的径向外侧上的焊接凸起，所述切削加工还在保持基壳期间在用于摩擦焊接的摩擦焊接装置中实施。所述焊接凸起尤其能够通过车削以切削的方式移除。

在基壳的径向内侧上形成的焊接凸起必要时能够以与位于径向外部的焊接凸起一样的方式还在基壳的张紧状态期间便在摩擦焊接装置中得以移除。根据另一实施方案则相反地规定，在基壳的径向内侧上的焊接凸起容纳在接合配对件的凹槽、尤其盖子的凹槽中，其中用于容纳的凹槽不仅轴向而且径向地至少部分地跨越所述焊接凸起。

根据另一有利的实施方式，只要接合配对件在摩擦焊接装置中张紧，马达壳体就通过切削加工在轴向长度上或者在周边或者说圆周上减小。由此能够使马达壳体紧接着在摩擦焊接之后在摩擦焊接装置中还经受切削加工。

所述基壳要么构造成钵形，其中在这种情况下唯一的盖子通过摩擦焊接而焊接到所述基壳的敞开的端侧上；所述基壳要么带有两个敞开的端侧地构造成柱形的管，其中在这种情况下在所述两个端侧上分别焊接有一个盖子。

附图说明

从其他权利要求、附图说明和附图中能够得到其他优点和有利的实施方案。其中：

图1示出了纵向穿过具有马达壳体的电动机的剖面，所述马达壳体具有带有两个敞开的端侧的柱形的基壳并且在所述端侧上分别具有一个盖子，

图2以放大图示出了基壳的端侧和盖子之间的焊接连接区域。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

管状的基壳的优点在于，所述基壳能够设计为经过拉伸或者挤压的管，这种管能够成本低廉地制造。

在图1中以纵剖面图示出了电动机1，所述电动机设计为内动子马达并且包括定子2和位于内部的转子3。马达壳体4以及在马达壳体4的内侧上布置的、激发磁场的定子件5均属于定子2，所述定子件要么设计为永磁体要么设计为可通电的线圈。可旋转地支承在马达壳体4中的马达轴6以及套放在马达轴6上的电枢组7均属于转子3，所述电枢组具有线圈，所述线圈通过整流装置通电。

马达壳体4构造成多部件并且包括柱形的、管状的基壳8以及两个布置在基壳8的端侧上的盖子9和10。盖子9和10在摩擦焊接过程中与基壳8连接。在摩擦焊接装置中实施摩擦焊接，其中例如稳固地张紧盖子9、10，并且使柱形的基壳8在振荡运动中运动至与已张紧的盖子9、10接触。在此，摩擦焊接运动要么能够设计为围绕马达纵轴线11的相对旋转运动要么能够设计为平行于马达纵轴线11的轴向相对运动。在每种情况中，所述摩擦旋转运动都是在接合配对件之间的振荡的相对运动，其中在焊接区中产生摩擦热，所述摩擦热导致基壳8或者说盖子9、10的材料熔化。随着材料不断变软，挤压力会增大，随后在结束摩擦焊接运动和冷却之后在焊接区中实现所期望的焊接连接部。

所述焊接连接部环绕地设计，从而使得盖子9、10以机械方式固定地并且流体密封地与基壳8连接；而不需要附加的密封元件。

所述两个盖子9、10在时间上先后与基壳8焊接。在将所述第一盖子9与所述基壳8焊接之后，在摩擦焊接装置中固定所述第二盖子10并且在摩擦焊接过程中使所述基壳8的第二端侧与所述第二盖子10连接。

在基壳8和所述盖子9、10之一之间的焊接区要么直接位于所述基壳8的轴向端侧上，要么位于所述基壳与端侧相邻的内壁上。在图1中，基壳8的左端侧经由焊接区与盖子9连接；该连接由此轴向地实现。与此相反，在右端侧上将盖子10插入到所述基壳8中，其中所述盖子10的位于外部的周侧紧贴在与端侧相邻的内壁上；在该位置上，基壳8和盖子之间的连接沿径向方向实现。在这两种情况中，所述焊接区环绕地构造。

在图2中以放大的截取图示出了在所述基壳8的端侧和所述盖子9的侧壁之间的轴向的摩擦焊接连接部的焊接区12。在摩擦焊接时，在所述基壳8的外侧和内侧上形成焊接凸起13和14，所述焊接凸起是在摩擦焊接期间从焊接区12中挤压出的、已冷却的材料。还能够在摩擦焊接装置中通过切削加工、尤其通过车削移除所述位于外部的、环绕的焊接凸起13。在该实施例中，所述位于内部的焊接凸起14位于凹槽15中，所述凹槽在盖子9中形成并且不仅轴向而且径向地跨越所述焊接凸起14。所述凹槽15构成用于所述焊接凸起14的足够大的容纳腔，从而使得在结束摩擦焊接之后不必移除所述焊接凸起14。利用箭头16标示出所述基壳8在摩擦焊接期间进行的旋转运动。

所述在摩擦焊接过程中待连接的接合配对件、也就是所述基壳8以及所述盖子9、10优选由相同的材料、尤其由铝或者说铝合金制成。

Claims (13)

1. 用于制造用于电机、尤其用于车辆中的电动机的马达壳体（4）的方法，其中柱形的基壳（8）和在所述基壳（8）的敞开的端侧上的盖子（9、10）通过摩擦焊接相互连接。

2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述摩擦焊接期间使接合配对件（8）运动并且固定第二接合配对件（9、10）。

3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，摩擦焊接运动设计为围绕马达纵轴线（11）的相对旋转运动。

4. 按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，摩擦焊接运动设计为平行于马达纵轴线（11）的轴向相对运动。

5. 按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基壳（8）和所述盖子（9、10）由铝制成。

6. 按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过在摩擦焊接装置中进行切削加工移除通过所述摩擦焊接在所述基壳（8）的径向外侧上形成的焊接凸起（13）。

7. 按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述摩擦焊接在所述基壳（8）的径向内侧上形成的焊接凸起（14）容纳在接合配对件的凹槽（15）中。

8. 按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过在所述摩擦焊接装置中进行切削加工改变所述马达壳体（4）的轴向长度。

9. 按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述摩擦焊接形成的焊接连接部布置在所述基壳（8）的轴向端侧上和/或布置在所述基壳（8）的侧壁上。

10. 按照权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在摩擦焊接时通过摩擦首先加热所述接合配对件的材料，并且随后增大两个接合配对件之间的挤压力，以便形成所述接合配对件之间的材料锁合连接。

11. 按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述柱形的基壳（8）带有两个敞开的端侧地构造成管状，并且在至少一个敞开的端侧上，盖子（9、10）通过摩擦焊接与所述基壳（8）连接。

12. 电机、尤其车辆中的电动机，其具有按照权利要求1至11中任一项所述那样制造的马达壳体（4）。

13. 按照权利要求12所述的电机，其特征在于，在所述基壳（8）和所述盖子（9、10）之间构造在周边上完全闭合的焊缝，所述焊缝尤其防水地构造。