CN105281495B - 电机的冷却套和装配冷却套的方法及配备有冷却套的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机的冷却套和装配冷却套的方法及配备有冷却套的电机，具体而言，本发明涉及一种用于电机的冷却套(4)。冷却套(4)具有内壳(5)和外壳(6)以及在内壳(5)和外壳(6)之间延伸的且可由冷却剂穿流的冷却腔(11)。在此，内壳(5)和外壳(6)通过至少一个材料配合的连接部连接，并且冷却腔(11)密闭地密封。根据本发明设置成，在内壳(5)和外壳(6)之间的该至少一个材料配合的连接部构造为粘接连接部(12)。此外，本发明涉及一种用于装配冷却套(4)的方法和一种配备有冷却套(4)的电机。

Description

电机的冷却套和装配冷却套的方法及配备有冷却套的电机

技术领域

本发明涉及一种用于电机的冷却套，带有内壳和外壳以及在内壳和外壳之间延伸的且可由冷却剂穿流的冷却腔，其中内壳和外壳通过至少一个材料配合的连接部连接，并且冷却腔通过该材料配合的连接部密闭地(hermetisch)密封。此外，本发明涉及一种用于装配用于电机的冷却套的方法和一种配备有冷却套的电机。

背景技术

电机在很多技术领域中用作马达或发电机、大多数情况下具有静止的(一个或多个)定子以及可转动地支承的(一个或多个)转子并且在运行中产生废热，其可显著限制电机的效率和寿命。

尤其具有高功率密度的电机需要冷却，其或者利用空气或者利用冷却剂实现。为了高效地导出在电机中出现的废热，利用空气的冷却需要大的面积，由此壳体必须具有相应的尺寸。

然而为了优化供使用的结构空间电驱动装置(其例如使用在机动车或轨道车辆中以用于机动车或轨道车辆的电动行驶运行)必须尽可能紧凑地实施。因此空气冷却对于这种电驱动装置通常不予考虑。

为了提升功率且积极地冷却这种电机，尤其使用流体穿流的冷却套。用于电机的迄今已知的冷却解决方案基于利用流体式冷却剂穿流冷却套或冷却管路。在此冷却剂从电机抽取废热，从而可保证在高的功率级上的无干扰的运行。通常将由水和乙二醇或油或其它合适的冷却流体形成的混合物用作冷却剂。

冷却套双壁地由内壳和外壳构建而成，从而构造为环状间隙的冷却腔可由冷却剂穿流。同样已经已知在环状间隙中设置有多个冷却通道，其负责冷却剂的受限定的流动，以便因此优化热量运走。

由文件EP 1 953 897 A2已经已知由内壳和外壳组成的用于电机的冷却套。在内壳和外壳之间延伸有可由冷却剂穿流的冷却腔。内壳和外壳两者由铝或铝合金制成并且通过构造为焊接连接部的材料配合的连接部彼此连接。此外，通过焊接连接部密闭地密封在内壳和外壳之间的环状的冷却腔。

证实为不利的是，在焊接时必须设置连接部位的充分的可接近性。此外，由于焊接工艺而产生提高的装配和时间花费。此外，在焊接时在内壳和外壳中引起温度峰值，其可导致材料组织的不利的改变。

文件DE 10 2012 016 208 A1同样已经描述了一种用于电机的冷却套，其带有布置在外壳和内壳之间的冷却腔。

此外，在现有技术中已经已知，冷却套的内壳与外壳的连接通过螺纹连接部实现。

发明内容

在该背景下，本发明的目的在于提供一种冷却套，通过该冷却套降低装配花费以及装配时间，以及提供一种用于装配冷却套的方法。另一目的是提供配备有这种冷却套的电机，通过该电机保证可靠的运行并且简化制造。

最先提及的目的利用根据专利权利要求1的特征的冷却套实现。从属权利要求2至6涉及根据本发明的冷却套的特别适宜的改进方案。

因此根据本发明设置有用于电机的冷却套，在其中在内壳和外壳之间的至少一个材料配合的连接部构造为粘接连接部。在此，粘接连接部包括内壳的粘接面、外壳的粘接面以及布置在粘接面之间的由粘接材料形成的粘接层。在此，粘接材料通过粘附力(Adhäsion)和内聚力(Kohäsion)连接两个接合副，即内壳和外壳。

由于粘接而没有如例如在焊接时需要的那样强制要求连接区域的不受限的可接近性。也就是说，粘接连接部还可在从外部不可接近的区段中尤其还可以被遮盖的方式产生在内壳和外壳之间，从而连接区域从外部不可见并且因此没有改变冷却套的视觉外观。用于建立粘接连接部的仪器方面的花费相比于焊接连接部明显更低。

通过粘接连接部不仅在构件的静态的负荷中而且在构件的动态的负荷中得到在整个粘接面上的均匀的应力分布和力传递。与此相反在螺纹连接时在连接元件处出现应力峰值，而位于其之间的空间仅不显著地有助于力传递。同样在拧紧时可见的表面发生改变，而在粘接时表面保持不变。

此外，在粘接时没有将高的温度引入到连接副中，从而没有如在焊接时常见的那样出现连接副的翘曲、冷却应力或组织变化。由于粘接材料的弹性，相比于在焊接或螺纹连接部中在根据本发明的粘接连接部中减振更好。

通过将材料配合的连接部设计为粘接连接部可对于接合热接合工艺来说不可处理的材料或材料副。在非同类的材料之间例如在铝和塑料之间的连接同样可无问题地实现。由此得到轻型结构潜能的优化。此外，通过由于粘接材料引起的电和热绝缘防止在金属的内壳和金属的外壳的情况下形成局部电池(Lokalelement)和与此相关的接触腐蚀。

总之得到，在将粘接材料施覆到连接副上且将内壳推入到外壳中之后装配过程本身结束。由此引起的结果是得到显著降低装配花费和装配时间。此外，粘接连接部除了在内壳和外壳之间的力传递之外还承担加压不渗透地且防止泄漏地(auslaufsicher)密封冷却腔的密封功能。

在本发明的一种有利的改进方案中设置成粘接连接部环绕地构造。通过环绕地包围冷却套的粘接连接部一方面实现在整个粘接面上的均匀的力传递，并且另一方面保证粘接连接部在整个周缘上不透流体地密封冷却套。

根据本发明的冷却套的另一适宜的设计方案还由此实现，即内壳的粘接面和外壳的粘接面形成锥形连接部，其中内壳的粘接面构造为内锥体，并且外壳的相关联的粘接面构造为外锥体。由此如此定心内壳和外壳，即壳彼此同轴地布置并且在壳之间形成冷却腔。此外，通过在锥形连接部中出现的法向力使内壳和外壳的在其之间容纳粘接材料的粘接面以限定的压力彼此压靠，从而在粘接材料的硬化期间不必将附加的压力或保持力引入到粘接面中。

此外，证实为特别有利的是，至少两个粘接连接部设置在内壳和外壳之间，其中冷却腔在轴向方向上在两个粘接连接部之间延伸。由此通过两个起密封作用的粘接连接部在整个周缘上密闭地密封冷却腔，从而可有效地防止冷却流体的逸出。由此优化电机的运行可靠性。

轻型结构潜能的一种改进方案还由此实现，即外壳由塑料或铝制成。由此相对于由钢制成的外壳得到显著的重量减轻。在此，外壳和内壳可由相同的材料制成。然而还可考虑以混合结构方式制造冷却套，在其中内壳的材料不同于外壳的材料。

装配花费和装配时间的另一优化方案还由此实现，即为了容纳电机而设置的内腔径向上通过内壳和/或外壳并且轴向上通过两个支承盖限制，其中内壳与第一支承盖连接成一体，并且外壳与第二支承盖连接成一体。由此冷却套包括仅仅两个部件，从而保证简单且快速地装配冷却套。

提及的第二个目的即提供用于装配用于电机的冷却套的方法利用根据专利权利要求7的特征的方法实现。从属权利要求8和9涉及方法的特别适宜的改进方案。

因此根据本发明了设置一种用于装配用于电机的冷却套的方法，该冷却套具有内壳和外壳以及在内壳和外壳之间延伸的且可由冷却剂穿流的冷却腔，在该方法中，首先

• 将粘接材料施覆到内壳的至少一个粘接面和/或外壳的至少一个粘接面上，并且紧接着

• 将内壳以面向外壳的引入区段引入到由外壳限制的引入开口中，并且

• 将内壳和外壳通过相对运动运动到装配位置中，在该装配位置中内壳和外壳同轴地布置，并且外壳如此包围内壳，即使得冷却腔构造在内壳和外壳之间，并且

• 在该装配位置中在内壳的粘接面和外壳的相对而置的粘接面之间和/或在外壳的粘接面和内壳的相对而置的粘接面之间构造粘接连接部，

• 该粘接连接部使外壳和内壳材料配合地彼此连接并且密闭地密封冷却腔。

通过所提及的方法实现冷却套的简单且无问题的装配。在开头列举的现有技术中，内壳和外壳首先在装配过程中同轴地布置并且紧接着通过焊接彼此连接。在根据本发明的方法中，在装配过程之后不需要后续的工作步骤来建立材料配合的连接。由此可相对于由现有技术已知的方法显著降低用于装配冷却套的时间花费。此外，不需要连接部位的可接近性，从而粘接连接部可定位在焊接时不可利用的部位处。有利地粘接连接部在从外面不可见的或被遮盖的区域中定位在内壳和外壳之间，从而粘接连接部还得到保护而不受外部的且影响粘接缝的寿命的影响因素的影响。

根据本发明的方法的一种特别有利的设计方案还由此实现，即粘接材料仅仅施覆到内壳的布置在内壳的背离引入区段的端部区段中的粘接面上和外壳的布置在外壳的背离引入开口的端部区段中的粘接面上。由此保证，粘接材料在内壳和外壳的接合运动或相对运动中只有在接合运动的结束阶段中才接触内壳或外壳的相应相对而置的面。由此可防止在内壳推入到外壳中时粘接材料形成隆起(Wulstbildung)。此外排除了内壳或外壳的限制冷却腔的区域由于粘接材料而粘住并且由此保证电机的运行可靠的功能或冷却。

此外设置成，在内壳和外壳之间的相对运动期间在内壳的形成内锥体的粘接面和外壳的形成外锥体的粘接面之间构造锥形连接部，通过该锥形连接部使内壳和外壳的两个在其之间容纳粘接材料的粘接面彼此压靠。通过接合运动使内壳和外壳自动定心，从而内壳和外壳同轴地布置并且冷却腔构造在内壳和外壳之间。此外，锥形连接部产生彼此相反指向的压力，其使在其之间容纳粘接材料的粘接面在粘接材料的硬化期间压紧在一起。由此还可在没有从外部引入压力的情况下保证工艺可靠的粘住并且附加地进一步降低装配时间。

根据本发明，提及的第三个目的通过配备有根据权利要求1至6中至少一项所述的冷却套的电机实现，在其中在冷却套的内壳和外壳之间的至少一个材料配合的连接部构造为粘接连接部。由此保证可靠的运行并且实现简单且无问题的装配。

附图说明

本发明允许多种实施方式。为了进一步说明本发明的基本原理在附图中示出了多种实施方式中的两个并且在下文对其进行描述。其中：

图1显示了带有冷却套的电机的透视性的图示；

图2以剖切的侧视图显示了包含内壳和外壳的冷却套；

图3显示了内壳的透视性的图示；

图4显示了在装配成冷却套之前不久的内壳和外壳的透视性且剖切的图示；

图5显示了已装配的冷却套的透视性且剖切的图示；

图6显示了在装配之前不久的带有锥形地构造的粘接面的内壳和外壳；

图7显示了在内壳和外壳的粘接面之间的锥形连接部的图示。

参考标号列表

1 电机

2 转动轴线

3 轴

4 冷却套

5 内壳

6 外壳

7 纵向中轴线

8 内腔

9 支承盖

10 穿孔

11 冷却腔

12 粘接连接部

13 内壳的粘接面

14 外壳的粘接面

15 接合方向

16 引入区段

17 引入开口

18 锥形连接部。

具体实施方式

图1显示了电机1的透视性的图示，该电机1包括未进一步示出的定子和同样未示出的且可围绕转动轴线2转动地支承的转子。转子与轴3连接。为了冷却电机1，设置有包围定子的冷却套4。

下面借助图2进一步阐述用于冷却电机1的并且构造为套筒的冷却套4。冷却套4包括还被称为定子支架的柱状的内壳5和同样柱状地构造并且同心布置的外壳6，该外壳至少部分区段地包围内壳5。在此，冷却套4的纵向中轴线7与转子或轴3的转动轴线2同轴地布置。冷却套4的为了容纳定子而设置的内腔8径向上由内壳5和外壳6限制并且轴向上由两个支承盖9限制，其中相应的支承盖9分别与内壳5和外壳6连接成一体。为了容纳或支承轴3，支承盖9分别具有穿孔10。

外壳6和内壳5包围可由冷却剂穿流的并且构造为环状间隙的冷却腔11。内壳5和外壳6通过两个环绕的且构造为粘接连接部12的材料配合的连接部固定地彼此连接。在此，两个粘接连接部12布置在冷却腔11两侧并且在轴向方向上限制冷却腔，从而冷却腔11通过粘接连接部12密闭地密封。在粘接连接部12的区域中，内壳5的粘接面13与外壳6的相应的粘接面14通过硬化的粘接材料材料配合地连接。

下面借助图3至图7描述用于制造或用于装配包含内壳5和外壳6的冷却套4的方法。在此，首先将粘接材料施覆到内壳5的粘接面13和/或外壳6的粘接面14上。紧接着使内壳5在接合方向15上相对于外壳6运动，从而首先将内壳5的引入区段16引入到由外壳6限制的引入开口17中。

然后通过使内壳5在接合方向15上进一步运动将内壳5布置到在图5中示出的装配位置中。在该装配位置中，外壳6在形成冷却腔11的情况下包围内壳5，并且内壳5的粘接面13和外壳6的粘接面14以在其之间容纳粘接材料的方式彼此相对而置地布置。然后，内壳5和外壳6通过粘接材料的随后的硬化固定地且材料配合地彼此连接，并且冷却腔11通过粘接连接部12以不透流体的方式密封。

有利地，将粘接材料仅仅施覆到内壳5的背离引入区段16的粘接面13和外壳6的背离引入开口17的粘接面14上。因此，粘接材料直到在接合运动的结束阶段中才接触内壳5或外壳6的相应相对而置的面，从而排除粘接材料形成隆起或内壳5和外壳6的限制冷却腔11的面粘住。

图6和图7显示了冷却套4的另一实施方式，在其中粘接面13,14在图7中示出的装配位置中形成锥形连接部18。由此内壳5和外壳6的在其之间容纳粘接材料的粘接面13和粘接面14自动以压力F彼此压靠，从而不必施加外部的压力到粘接面13,14上，以保证在内壳5和外壳6之间运行可靠的、固定的且不透流体的粘接连接部12。在此，内壳5的粘接面13至少部分区段地构造为内锥体，并且外壳6的粘接面14至少部分区段地构造为外锥体。在接合过程中即在内壳5朝外壳6的方向上运动时，内锥体沉入到外锥体中，并且自动构造在图7中示出的锥形连接部18。通过锥形连接部18还实现内壳5和外壳6的定心。

Claims (8)

1.一种用于电机(1)的冷却套(4)，带有内壳(5)和外壳(6)以及在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间延伸的且可由冷却剂穿流的冷却腔(11)，其中所述内壳(5)和所述外壳(6)通过至少一个材料配合的连接部连接并且所述冷却腔(11)通过所述材料配合的连接部密闭地密封，其特征在于，在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间的所述至少一个材料配合的连接部构造为粘接连接部(12)，其中，所述内壳(5)的粘接面(13)和所述外壳(6)的粘接面(14)形成锥形连接部(18)，其中所述内壳(5)的粘接面(13)至少部分区段地构造为内锥体，并且所述外壳(6)的相关联的粘接面(14)至少部分区段地构造为外锥体。

2.根据权利要求1所述的冷却套(4)，其特征在于，所述粘接连接部(12)环绕地构造。

3.根据上述权利要求1至2中任一项所述的冷却套(4)，其特征在于，至少两个粘接连接部(12)设置在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间，其中所述冷却腔(11)在轴向方向上在两个粘接连接部(12)之间延伸。

4.根据上述权利要求1至2中任一项所述的冷却套(4)，其特征在于，所述外壳(6)由塑料或铝制成。

5.根据上述权利要求1至2中任一项所述的冷却套(4)，其特征在于，所述冷却套(4)的为了容纳所述电机(1)而设置的内腔(8)径向上由所述内壳(5)和/或所述外壳(6)限制并且轴向上由两个支承盖(9)限制，其中所述内壳(5)与第一支承盖(9)连接成一体，并且所述外壳(6)与第二支承盖(9)连接成一体。

6.一种用于装配用于电机(1)的冷却套(4)的方法，该冷却套(4)具有内壳(5)和外壳(6)以及在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间延伸的且可由冷却剂穿流的冷却腔(11)，在该方法中首先

• 将粘接材料施覆到所述内壳(5)的至少一个粘接面(13)和/或所述外壳(6)的至少一个粘接面(14)上，并且紧接着

• 将所述内壳(5)以面向所述外壳(6)的引入区段(16)引入到由所述外壳(6)限制的引入开口(17)中，并且

• 使所述内壳(5)和所述外壳(6)通过相对运动运动到装配位置中，在该装配位置中所述内壳(5)和所述外壳(6)同轴地布置，并且所述外壳(6)如此包围所述内壳(5)，即使得所述冷却腔(11)构造在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间，并且

• 在该装配位置中在所述内壳(5)的粘接面(13)和相对而置的所述外壳(6)的第二粘接面(14)之间和/或在所述外壳的粘接面(14)和相对而置的所述内壳(5)的第二粘接面(13)之间构造粘接连接部(12)，

• 该粘接连接部(12)使所述外壳(6)和所述内壳(5)材料配合地彼此连接并且密闭地密封所述冷却腔(11)，

• 其中，在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间相对运动期间在所述内壳(5)的形成内锥体的粘接面(13)和所述外壳(6)的形成外锥体的粘接面(14)之间构造锥形连接部(18)，通过该锥形连接部(18)使所述内壳(5)和所述外壳(6)的两个在其之间容纳粘接材料的粘接面(13,14)彼此压靠。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述粘接材料仅仅施覆到所述内壳(5)的布置在所述内壳(5)的背离所述引入区段(16)的端部区段中的粘接面(13)上和所述外壳(6)的布置在所述外壳(6)的背离所述引入开口(17)的端部区段中的粘接面(14)上。

8.一种配备有根据上述权利要求1至5中任一项所述的冷却套(4)的电机(1)，其中所述冷却套(4)具有内壳(5)和外壳(6)以及在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间延伸的且可由冷却剂穿流的冷却腔(11)，所述内壳(5)和所述外壳(6)通过至少一个材料配合的连接部连接，并且所述冷却腔(11)密闭地密封，其特征在于，在所述内壳(5)和所述外壳(6)之间的所述至少一个材料配合的连接部构造为粘接连接部(12)。