CN107078597B - 用于电机的流体冷却的壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机（50）的壳体（10）以及一种具有这样的壳体（10）的电机（50）。所述壳体（10）具有内部的壁体（12）和外部的壁体（14），在所述内部的壁体与所述外部的壁体之间构造了用于对所述电机（50）进行流体冷却的空腔（16）。此外，所述壳体（10）在该壳体（10）的端侧（22、23）处具有密封装置（24、26）。所述壳体的特征尤其在于，所述密封装置（24、26）具有构造成环状的密封元件（28），所述密封元件在端侧以密封的方式被接纳在所述内部的壁体（12）与所述外部的壁体（14）之间，并且所述密封装置（24、26）具有转向接片（30），所述转向接片沿着所述壳体（10）的轴向方向从所述密封元件（28）伸出并且至少部分地布置在所述壁体（12、14）之间，其中，所述转向接片（30）构造用于导引所述空腔（16）中的冷却流体。由此能够以有利的方式提供一种紧凑的、成本低廉的并且密封的壳体（10）。

Description

用于电机的流体冷却的壳体

技术领域

本发明涉及一种用于电机的具有流体冷却的壳体以及一种具有流体冷却的壳体的电机。

背景技术

对于电机、像比如电动马达或者发电机来说，比如由于提高的功率要求和/或效率要求而需要合适的冷却装置，以用于将通过损耗功率所产生的热排出。

形式为冷却套的冷却装置经常构造在所述电机的壳体中，使得所述壳体承担冷却功能。这样的冷却套比如能够作为双壁的壳体来实现。为此，所述壳体能够构造为空心筒柱状的挤压件，所述挤压件具有多个朝两个端侧敞开的通道。比如能够在所述壳体的每个端侧处设置作为盖子的轴承盖，所述轴承盖能够具有转向槽，所述转向槽能够将所述通道彼此连接起来并且能够使冷却流体在所述通道之间转向。但是，对于这样的壳体来说，可能需要昂贵的密封装置，所述密封装置能够可靠地防止所述冷却流体从所述壳体流出。相应地，这样的壳体的制造可能相对昂贵并且高价。

为了提高从所述电机到所述冷却流体的传热，尤其能够扩大冷却面积并且/或者提高所述冷却流体的流动速度。为此，比如能够像比如在DE 10 2012 215 018 A1中所说明的那样，在所述壳体中构造曲回状的冷却通道。

发明内容

本发明的实施方式能够以有利的方式实现了：提供一种成本低廉的、紧凑的并且密封的壳体，所述壳体具有用于电机的高效的冷却装置。

根据本发明的第一方面，提出一种用于电机、像比如电动马达或者发电机的壳体。所述壳体具有内部的壁体和外部的壁体，所述内部的壁体和所述外部的壁体彼此同心地布置并且沿着径向方向彼此隔开。在此，在所述内部的壁体与所述外部的壁体之间构造了沿着径向方向被所述壁体限定的空腔，所述空腔用于对所述电机进行流体冷却。此外，所述壳体具有布置在该壳体的端侧处的密封装置。根据本发明的壳体的特征尤其在于，所述密封装置具有构造成环状的密封元件，该密封元件在端侧以密封的方式被接纳在所述内部的壁体与所述外部的壁体之间。此外，所述密封装置具有转向接片，该转向接片沿着所述壳体的轴向方向从所述密封元件伸出并且至少部分地布置在所述内部的壁体与所述外部的壁体之间，其中，所述转向接片构造用于：导引所述空腔中的冷却流体或者说使其转向并且/或者为所述冷却流体提供流动阻力。

具有环状的密封元件的密封装置因此能够沿着径向方向以及沿着轴向方向提供对于所述壳体的全面的并且可靠的密封。此外，所述密封装置同时能够以有利的方式提供所述冷却流体的转向功能，从而能够保证穿过所述壳体的冷却流体的足够高的流量，并且随之能够以从电机到冷却流体的高传热来保证高效的冷却。通过将所述转向功能集成在所述密封装置中这种方式，所述壳体能够紧凑地构造并且成本低廉地制造，而不必比如以所述壳体的轴承盖中的铸造空穴的形式来构造转向槽。

也能够将相对于所述壳体的环境的密封功能以及用于所述冷却流体的入口和出口及其密封集成在所述密封装置中。

所述轴向方向能够表示所述壳体的纵向延伸方向，并且所述径向方向能够表示与所述轴向方向正交的方向。

根据本发明的一种实施方式，所述密封元件和所述转向接片一体地构造。比如，具有密封元件和转向接片的密封装置能够由塑料以注塑法来制成或者由金属来制成。所述密封装置的单构件的结构能够由于构件的减少而降低生产成本以及保养作业。

根据本发明一种实施方式，所述密封装置具有多个转向接片，所述转向接片沿着所述密封元件的圆周、沿着旋转方向彼此隔开地布置，并且沿着轴向方向手指状地从所述密封元件伸出。通过构造多个转向接片，能够以下述方式引导所述壳体的空腔中的冷却流体的流（Strom）或者说流动：使得能够避免所谓的死水区（Totwassergebiet），在所述死水区中比如可能聚集气泡。总之，就这样能够提高所述冷却的效率。

根据本发明的一种实施方式，在所述内部的壁体与所述外部的壁体之间布置了沿着旋转方向彼此隔开的导向接片，所述导向接片沿着所述壳体的轴向方向延伸，其中，所述导向接片构造用于导引所述空腔中的冷却流体、也就是将其朝优选的流动方向引导。通过所述导向接片，作为所述转向接片的补充能够恰当地使所述冷却流体的流动（Fluss）转向，从而能够进一步提高冷却效率。所述导向接片比如能够通过挤压法来制成并且与所述内部的和/或外部的壁体一体地构造。取决于制造，所述导向接片因此能够在所述壁体的纵向延伸部（Längserstreckung）的至少20%、优选至少50%的范围内延伸。所述导向接片也能够作为单独的构件被固定、比如粘合或者焊接在所述内部的和/或外部的壁体上。

根据本发明的一种实施方式，所述密封装置的转向接片与所述导向接片之一对齐地布置。所述转向接片在此能够与所述导向接片邻接并且/或者齐平地贴靠在所述导向接片处。

根据本发明的一种实施方式，所述密封装置具有多个转向接片，所述转向接片分别与所述导向接片之一对齐地布置。由此能够为了进一步提高所述冷却效率而以复杂的转向几何结构来使所述冷却流体转向或者说对其进行导引。

根据本发明的另一种实施方式，所述壳体具有另外的密封装置，所述另外的密封装置具有另外的密封元件和至少一个另外的转向接片，其中，所述密封装置和所述另外的密封装置布置在所述壳体的两个彼此对置的端侧处。由此能够以有利的方式交替地平行于并且反平行于所述轴向方向使所述冷却流体转向，从而能够在没有死水区的情况下在所述壳体中实现所述冷却流体的曲回状的流动并且能够高效地将热排出。

根据本发明的一种实施方式，所述密封装置具有多个转向接片，并且所述另外的密封装置具有多个另外的转向接片，其中，在所述内部的壁体与所述外部的壁体之间布置了沿着旋转方向彼此隔开的导向接片，所述导向接片沿着所述轴向方向延伸。在此，所述转向接片之一和所述另外的转向接片之一与所述导向接片之一对齐地布置。其余的转向接片和其余的另外的转向接片分别交替地在所述壳体的彼此对置的侧面处分别与其余的导向接片之一对齐地布置，使得所述转向接片和所述导向接片在所述空腔中构造了曲回状的冷却通道。

根据本发明的一种实施方式，在所述环状的密封元件处布置了至少一个密封唇，所述密封唇在所述密封元件的内圆周和/或外圆周处环绕并且沿径向从所述密封元件伸出，所述密封唇以密封的方式分别贴靠在所述壁体之一处。由此能够不仅沿着轴向方向而且沿着径向方向成本低廉地提供对于所述壳体的全面的并且可靠的密封，以防止冷却流体从所述空腔泄漏。

根据本发明的一种实施方式，所述壳体的壁体挤压拉制而成。所述壳体比如能够作为双壁的壳体以少量的工作步骤成本低廉地制造，所述双壁的壳体具有在所述内部的和/或外部的壁体处集成地构造的导向接片。

本发明的另一方面涉及一种具有如上面和下面所描述的那样的壳体的电机、像比如电动马达或者发电机。此外，所述电机或者说所述壳体能够分别在所述壳体的每个端侧处具有作为盖子的轴承盖，其中，所述密封装置也能够以有利的方式在所述壳体的轴承盖与另外的组件之间提供密封的连接。

要指出，本发明的可能的特征和优点中的一些特征和优点在此参照不同的实施方式得到了描述。本领域的技术人员发现，能够以合适的方式对所述特征进行组合、调整或者替换，以便获得本发明的另外的实施方式。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中，不仅附图而且说明书都不应当以限制本发明的方式来解读。其中：

图1示出了根据本发明的一种实施方式的壳体的一部分的剖面；

图2A、2B和2C分别示出了根据本发明的另一种实施方式的壳体的一部分的剖面；并且

图3示出了根据本发明的一种实施方式的电机。

附图仅仅是示意性的并且不按比例。相同的附图标记在附图中表示相同的或者起相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一种实施方式的、用于电机的壳体10的一部分的剖面。所述剖面在此正交于所述壳体10的轴向方向或者说正交于所述壳体的纵向延伸方向来伸展。

所述壳体10构设为双壁的空心筒柱状的壳体，所述双壁的壳体具有内部的壁体12和外部的壁体14，所述内部的壁体和所述外部的壁体彼此同心地布置并且沿着径向方向彼此隔开，从而构造了沿着径向方向被所述壁体12、14限定的、用于对所述电机进行流体冷却的空腔16。为此，所述空腔16能够用冷却流体、比如用水并且/或者用其它的液态的介质来装填。具有内部的壁体12和外部的壁体14的壳体比如能够以挤压法来一体地制造或者说构造。所述内部的壁体12和所述外部的壁体14也能够作为单独的构件彼此局部地粘合并且/或者焊接在一起。

在所述内部的壁体12与所述外部的壁体14之间，所述壳体10具有沿着所述壳体10的旋转方向彼此隔开的导向接片18，所述导向接片沿着所述壳体10的轴向方向延伸，并且所述导向接片构造用于优选沿着轴向方向导引所述空腔16中的冷却流体。所述导向接片18能够与所述内部的壁体12和/或所述外部的壁体14构造成单构件，或者作为单独的构件被固定、比如粘合并且/或者焊接在所述内部的壁体12和/或所述外部的壁体14处。所述导向接片在此能够在所述内部的和/或外部的壁体12、14的纵向延伸部的至少20%、优选至少50%或者至少80%的范围内延伸。总之，因此能够在所述空腔16中构造多个彼此平行地伸展的子空腔，所述子空腔分别沿着旋转方向被两个直接相邻的导向接片18限定，并且沿着径向方向被所述内部的壁体12和所述外部的壁体14限定。

此外，在外侧面在所述外部的壁体14处布置了多个固定装置20，从而在所述壳体10的每个端侧处能够比如借助于螺栓连接和/或铆接来固定盖子、比如轴承盖。所述固定装置20在此能够布置在所述导向接片18的区域中并且/或者布置在所述导向接片之间。

图2A、2B和2C分别示出了根据本发明的另一种实施方式的、用于电机的壳体10的一部分的剖面。

所述壳体10在第一端侧22处具有密封装置24并且在第二端侧23处具有另外的密封装置26。

所述密封装置24、26分别具有构造成环状的密封元件28，所述密封元件在端侧以密封的方式形状锁合地被接纳在所述内部的壁体12与所述外部的壁体14之间，并且分别以一侧贴靠在所述壁体12、14之一处。为了将所述密封元件28支承并且/或者接纳在所述壳体10中，能够在端侧在所述内部的和/或者外部的壁体12、14处比如通过车削加工引入筒柱状的座部，从而将所述密封元件28形状锁合地接纳在压合座中。

此外，所述密封装置24、26中的每个密封装置都具有多个沿着所述壳体10的旋转方向彼此隔开的转向接片30。所述转向接片30在此沿着轴向方向手指状地从所述密封元件28伸出并且彼此平行地沿着轴向方向延伸。所述转向接片30能够具有矩形的、方形的、圆形的或者任意不同地构设的横截面。为了进行支承和/或固定，也能够在所述内部的壁体12和/或所述外部的壁体14处、在所述端侧22、23的区域中设置与所述转向接片30的外轮廓相协作地构设的凹处，所述转向接片30能够至少部分地被接纳在所述凹处中。

所述转向接片30中的每个转向接片都与所述导向接片18之一对齐地布置，并且如下面详细描述的那样被构造用于导引所述空腔16中的冷却流体并且/或者使其转向。为此，所述转向接片28能够分别与所述导向接片18之一邻接并且/或者齐平地贴靠在所述导向接片处，从而提供一定的用于使所述冷却流体转向的流动阻力。

此外，所述转向接片30分别能够贴靠在所述内部的和/或外部的壁体12、14处或者与所述壁体12、14中的至少一个壁体隔开。总之，就这样将所述密封装置24、26接纳在所述内部的与外部的壁体12、14之间，其中，所述密封元件28为了与压合座进行密封而以密封的方式被接纳在所述壁体12、14之间，并且所述转向接片30分别不接触地、以接触触点（Behrührkontakt）或者也以密封的方式贴靠在所述壁体12、14中的至少一个壁体处。相应地，所述转向接片30的、沿着径向方向测得的厚度能够小于或者等于所述密封元件28的、沿着径向方向测得的厚度。

优选所述转向接片30和所述密封元件28一体地构设。但是，所述转向接片30和所述密封元件28也能够作为单独的构件彼此固定在一起。所述转向接片30也能够作为销钉或者轴颈元件被引入到所述内部的壁体12与所述外部的壁体14之间，并且通过所述密封元件28和/或止挡元件沿着轴向方向被固定在所述内部的或者外部的壁体12、14中的至少一个壁体处。

总之，所述密封装置24、26能够基本上由塑料和/或金属制成，并且比如能够通过挤压、焊接和/或粘合来接合到所述壳体10中。尤其所述密封装置24、26能够由有弹性的材料、比如弹性体、比如硅酮构成。

为了对所述空腔16进行密封并且为了避免冷却流体从所述空腔16泄漏，在每个密封元件28处、在内圆周处构造了多个环绕的并且沿径向伸出的密封唇32a，所述密封唇分别以密封的方式贴靠在所述内部的壁体12处。在所述密封元件28的外圆周处也构造了多个环绕的并且沿径向伸出的密封唇32b，所述密封唇分别以密封的方式贴靠在所述外部的壁体14处。通过所述密封唇32a、32b，不仅能够沿着轴向方向而且能够沿着径向方向对所述空腔16或者说所述壳体10进行密封。所述密封唇32a、32b比如能够由塑料、橡胶和/或硅酮制成并且与所述密封元件28粘合并且/或者焊接在一起。所述密封唇32a、32b也能够与所述密封元件28一体地构造。此外，能够在所述内部的和/或外部的壁体12、14中设置与所述密封唇32a、32b协作地构设的凹处，所述密封唇32a、32b能够至少部分地被接纳在所述凹处中。

作为所述密封唇32a、32b的替代方案或者补充方案，能够在所述密封元件28处、在该密封元件28的内圆周和/或外圆周处设置至少一个比如形式为O型圈的嵌入式密封件（Einlegedichtung）和/或至少一个被喷射和/或被涂覆到所述密封元件28上的密封件。此外，为了进行进一步的密封，能够将所述密封元件28与所述壳体10或者说与所述内部的壁体12和/或所述外部的壁体14至少部分地粘合并且/或者焊接在一起。

此外，所述壳体10在每个端侧处都具有盖子34，所述盖子借助于所述固定装置20被固定、比如被拧紧在所述壳体10处。所述盖子34比如能够构造为轴承盖，并且分别以一侧与所述密封元件28的、与所述转向接片30对置的一侧邻接并且/或者以密封的方式贴靠在其处。由此，一方面能够额外地对所述密封装置24、26进行固定，并且另一方面尤其能够沿着轴向方向提供所述盖子34的、在所述壳体处的密封的布置方式。

此外，所述壳体10具有用于冷却流体的入口36和出口38，所述入口和出口分别比如以钻孔和/或凹部的形式被引入到所述外部的壁体中。作为替代方案，所述入口36和所述出口38也能够在端侧被集成在所述密封元件24、26之一中。比如能够将具有冷却管路的泵装置布置在所述入口36和/或所述出口处，从而能够将冷却流体输送到所述壳体的空腔16中并且/或者将冷却流体从所述空腔输出。也能够在所述入口36和/或所述出口38处设置用于对冷却流体的流量进行调节的阀装置。

所述冷却流体在此能够具有穿过所述壳体的空腔16的、如下面所描述的那样的走向。在所述壳体10的、布置在所述入口36与所述出口38之间的这些导向接片18处，在所述端侧22的区域中贴靠着所述密封装置24的转向接片30，并且在相反的端侧23的区域中贴靠着所述密封装置26的转向接片30，从而在所述入口36与所述出口38之间通过两个转向接片30和所述导向接片18构造了用于所述冷却流体的屏障，该屏障在所述空腔16的整个纵向延伸部的范围内平行于轴向方向延伸。而在余下的导向接片18处，则分别交替地仅仅贴靠着所述密封装置24、26之一的刚好一个转向接片30。由此在所述壳体10的空腔16中构造了曲回状的冷却通道40，在该冷却通道中，所述冷却流体交替地平行于并且反平行于所述轴向方向流动，其中，所述冷却流体在每个端侧22、23处也通过所述密封装置24、26的密封元件28来转向。这能够以有利的方式有助于在所述空腔16中避免死水区。

图3示出了根据本发明的一种实施方式的电机50。所述电机50具有在每个端侧22、23处都拥有盖子34的壳体10并且具有以能够旋转的方式在所述盖子34中得到支承的轴52。所述电机50比如能够是电动马达或者是发电机。

最后要指出，像“具有”、“包括”等等那样的概念不排除其它元件，并且像“一个”那样的概念不排除多个。此外，要指出，参照上述实施例之一已经描述的特征也能够结合其它上面所描述的实施例的其它特征来使用。权利要求中的附图标记不应当视为限制。

Claims (7)

1.用于电机（50）的壳体（10），所述壳体（10）具有：

内部的壁体（12）和外部的壁体（14），所述内部的壁体和所述外部的壁体彼此同心地布置并且彼此隔开，

其中，在所述内部的壁体（12）与所述外部的壁体（14）之间构造了沿着径向方向被所述壁体（12、14）限定的空腔（16），所述空腔用于对所述电机（50）进行流体冷却；以及

密封装置（24、26），所述密封装置布置在所述壳体（10）的端侧（22、23）处，

其中，所述密封装置（24、26）具有密封元件（28），所述密封元件在端侧以密封的方式被接纳在所述内部的壁体（12）与所述外部的壁体（14）之间，

并且其中，所述密封装置（24、26）具有多个转向接片（30），所述转向接片沿着所述壳体（10）的轴向方向从所述密封元件（28）伸出，并且至少部分地布置在所述内部的壁体（12）与所述外部的壁体（14）之间，

其中，所述转向接片（30）构造用于导引所述空腔（16）中的冷却流体，

其特征在于，

-所述密封元件（28）构造成环状，

-设置了另外的密封装置（24、26），所述另外的密封装置具有另外的密封元件（28）和多个另外的转向接片（30），其中，所述密封装置（24、26）和所述另外的密封装置（24、26）布置在所述壳体（10）的两个彼此对置的端侧（22、23）处，

-在所述内部的壁体（12）与所述外部的壁体（14）之间布置了沿着旋转方向彼此隔开的导向接片（18），所述导向接片沿着所述轴向方向在两个密封装置（24、26）之间延伸，

-所述转向接片（30）之一和所述另外的转向接片（30）之一与所述导向接片（18）中布置在入口（36）与出口（38）之间的导向接片对齐地布置，并且其余的转向接片（30）和其余的另外的转向接片（30）分别交替地在所述壳体（10）的彼此对置的侧面处分别与其余的导向接片（18）对齐地布置，使得所述转向接片（30）和所述导向接片（18）在所述空腔（16）中构造了曲回状的冷却通道（40）。

2.按权利要求1所述的壳体（10），其中，所述密封元件（28）和所述转向接片（30）一体地构造。

3.按权利要求1或2所述的壳体（10），其中，所述转向接片（30）沿着所述密封元件（28）的圆周、沿着旋转方向彼此隔开地布置，并且沿着轴向方向手指状地从所述密封元件（28）伸出。

4.按权利要求1或2所述的壳体（10），其中，所述导向接片（18）构造用于导引所述空腔（16）中的冷却流体。

5.按权利要求1或2所述的壳体（10），其中，在环状的密封元件（28）处布置了至少一个密封唇（32a、32b），所述密封唇在所述密封元件（28）的内圆周和/或外圆周处环绕并且沿径向从所述密封元件伸出，所述密封唇以密封的方式分别贴靠在所述壁体（12、14）处。

6.按权利要求1或2所述的壳体（10），其中，所述壁体（12、14）挤压拉制而成。

7.电机（50），所述电机具有按权利要求1到6中任一项所述的壳体（10）。