CN107534360B - 用于电机的冷却体和用于制作这样的冷却体的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于电机的冷却体（1），所述冷却体具有至少一个冷却管道（7），所述冷却管道邻接于被所述冷却体（1）围绕的内室（3）。所述冷却体（1）的特征在于，所述冷却体（1）被构造为单件式的、弯曲成封闭的环的板（5），就所述板而言在接缝（17）的范围内两个相对置的结合表面（19、21）是流体密封地相互连接的，其中，多个封闭的管道（7）在所述板（5）中延伸，所述管道是这样倾斜于所述环的环绕方向延伸的，使得相邻的管道（7）在所述接缝（17）的范围内相互汇入并且如此地形成连贯的、螺旋形的管道，所述管道在多个螺旋环中从环形的冷却体（1）的轴向前面的终端（22）向着轴向后面的终端（24）延伸。所述冷却体（1）的板（5）能够尤其价格上有利地被挤压并且紧接着通过弯曲和沿轴向的偏置变为对于所述冷却体（1）合适的形状。所述冷却体（1）能够简单地和价格上有利地被制造，并且能够实现在最小的空间需求的情况下电机的有效率的冷却。

Description

用于电机的冷却体和用于制作这样的冷却体的方法

技术领域

本发明涉及一种用于电机的冷却体以及配备有这样的冷却体的电机。本发明此外涉及一种用于制作所述冷却体的方法。

背景技术

电机，如同它们例如在电动车辆或混合动力车辆中作为电动机或者发电机应用的那样，越来越多地被要求更高的性能或者功率密度。在电能和机械能之间的转换时的损失以及其他的效应导致的是：在电机中产生热。为了阻止所述电机过热，经常应用流体冷却设备、尤其液体冷却设备。

在此，流体冷却设备到目前为止时常借助特别设计的、例如双层壁的壳体构造，其中，冷却流体通过管道或者肋状物（Rippen）被引导。所述壳体在此邻接于所述电机的组件如例如定子，从而使得来自这些组件的热能够被导出。应用于冷却的壳体的制造和/或可靠的密封可能是成本高的和费用多的。

用于电机设备的冷却装置例如被描述在文献DE 10 2009051881中。

发明内容

本发明的优点

本发明的实施方式能够以有利的方式实现：提供一种冷却体，借助于所述冷却体能够有效率地将热从电机中导出。所述冷却体能够如此地构造，使得所述电机的结构空间能够小地保持。在此能够简单地建立所述冷却体，并且因此除其他外是可靠的和少磨损的（verschleißarm）。此外所述冷却体能够简单地和价格上有利地制作。

按照本发明的第一方面，用于电机的冷却体被提出：所述冷却体具有至少一个冷却管道，所述冷却管道邻接于被所述冷却体围绕的内室。所述冷却体的特征在于，它被构造为单件式的、弯曲成封闭的环的板，就所述板而言在接缝的范围内两个相对置的结合表面是流体密封地相互连接的。就此而言，多个封闭的管道在所述板中延伸，所述管道是这样相对于所述环的圆周方向倾斜地延伸的，使得相邻的管道在所述接缝的范围内相互汇入并且如此地形成连贯的、螺旋形的管道，所述管道在多个螺旋环中从环形的冷却体的轴向前面的终端向着轴向后面的终端延伸。

按照本发明的第二方面，描述了用于制作用于电机的冷却体的方法，其特征在于以下步骤：首先提供板，在所述板中多个封闭的管道相邻地相互延伸。紧接着所述板是这样弯曲的，使得它形成环，就所述环而言在接缝的范围内所述板的两个端面作为结合表面彼此相对置。随后所述板的所述两个相对置的结合表面沿轴向的方向相对地相互这样移动位置，使得相邻的管道在所述结合表面的范围内相互汇入并且如此地形成连贯的、螺旋形的管道，所述管道在多个螺旋环中从所述环形的冷却体的轴向前面的终端这里向着轴向后面的终端延伸。最后，所述板的所述两个相对置的结合表面流体密封地相互连接。

对本发明的实施方式的想法能够除其他外被看作是以后续描述的思想和认知为基础的。

描述的冷却体能够非常简单地建立以及简单地制作。所述冷却体基本上能够仅仅由设有适合的管道并且适合地弯曲的板组成。所述板的端面能够彼此根据所述板的弯曲作为结合表面相对置，从而它们能够以一种类型的接缝的形式相互连接。在此所述板在所述结合表面的结合之前能够是这样扭曲，使得所述板的相对置的端面是沿轴向的方向彼此相对偏置地布置的。由此能够达到的是：所述管道不是准确地在优选弯曲成缸（Zylinder）的板的圆周方向上延伸，而是轻微地斜于这个圆周方向延伸。管道的每个终端区域因此不汇入这个管道的初始区域。取而代之的是，管道的终端区域汇入相邻的管道的初始区域中，所述相邻的管道的终端区域再次汇入到与此相邻的管道的初始区域中，等等。总体而言，在所述板中相邻地相互布置的管道因此依次地进入彼此，从而形成连贯的管道，所述管道在多个螺旋环中从所述环形的冷却体的轴向前面的终端向着轴向后面的终端延伸。所述冷却体在此大面积地被所述冷却管道穿过，从而例如在电机的定子中产生的热能够有效率地被导出，所述定子被接纳在由所述冷却体包围的内室中并且邻接于所述冷却体的内表面。所述冷却体能够因此非常简单地被设计以及制作。

用于所述冷却体的板能够例如首先被提供为平的板，在它随后被变形为例如柱形的环形之前。

所述管道能够在所述板中构造为管状的、长的空腔。在所述管道中的一侧上进入的冷却流体因此被引导直至在相反的侧面上的管道的终端。

具有在其中延伸的管道的所述板能够例如被构造为挤压成型轮廓。换句话说，能够通过挤压制造包括在其中延伸的管道在内的所述板。挤压可以理解为用于制造棒材、线材、管和不规则地成形的棱柱形的型材——例如用于所述冷却体的板——的变形方法。除其他外，其在DIN 8582和DIN 8583中更详细地被描述。在挤压时通常通过模具按压具有压膜（Stempel）的、被加热至形变温度的压制物（块）。挤压棒材（Pressstrangs）的外部的形状通过所述模具来确定。通过不同的成形的冲头（Dorne）能够产生空腔。挤压成型轮廓典型地具有直至60m的长度。原则上所有金属都适用于挤压。挤压的优点是：尤其高的、在一方法步骤中能够达到的形变程度以及低的工具成本。

用于所述冷却体的板能够例如由铝制成。铝具有高的导热能力并且可以例如通过挤压良好地形变。

每个管道能够具有两个管道终端，其中，一个管道终端相应地汇入所述结合表面中的一个中并且另一个管道终端相应地汇入另一个结合表面中。

管道的至少一个在第一结合表面中设置的管道开口能够与另一个相邻的管道的、在第二结合表面中设置的管道开口是流动连接的并且部分地或者完全重叠。

从每个结合表面中，轴向外部的管道的管道开口能够形成所述连贯的、螺旋形的管道的进口或出口。

所述板的两个相对置的结合表面能够沿着所述接缝是材料闭合地相互连接的。材料闭合的连接能够尤其负责用于所述板的相对置的结合表面的流体密封的连接，从而例如在所述板的管道的终端处的冷却流体能够无损失地被引导到相邻的管道的初始部中。材料闭合的连接能够例如通过焊接、焊封（Verlöten）、粘合或类似的手段来实现。尤其通过所述相对置的结合表面的焊接能够产生在所述接缝的范围内在结合表面之间的密封的和长期稳定的连接。能够应用不同的焊接方法，其中，激光焊接鉴于灵活的加工可能性和短暂的工序时间显得极其有利。

在所述板中的管道能够平行地相互延伸和/或平行于该板的边缘延伸。在一种这样的实施方案中，所述板能够尤其通过挤压简单地被制造。相邻的管道能够在此相互拥有固定的侧向的间隔，并且是通过在所述相邻的管道之间延伸的壁区域相互分隔的。

在此，当相邻的管道是少于1cm、以优选的方式少于0.5cm侧向地相互隔开的时，能够被看作为有利的。所述管道中的每个管道能够在此拥有小于在管道之间的侧向的间隔的相应的宽度，例如，少于0.8cm或者少于0.4cm的宽度。通过所述管道具有小的宽度，并且是侧向地相互少许地被隔开的，则能够在制作所述冷却体时满足所述板的所述两个相对置的端面仅仅轻微地、也就是例如少于1cm或者少于0.5cm地沿轴向的方向相对地相互移动位置，以便导致：相邻的管道在所述结合表面的范围内相互汇入并且形成如此地连贯的、螺旋形的管道。所述端面的这样轻微的沿轴向的移动位置阻止的是：在所述板的内部出现过度的机械的应力，否则所述应力可能损害在所述端面的范围内的所述接缝连接或者所述板的完整性。

应当指出的是，一些本发明的可能的特征和优点将参照不同的实施方式在此描述。本领域技术人员认识到的是：例如所述冷却体的特征能够以适合的的方式被组合、适配或者调换，或者能够转换为相应的方法特征，反之亦然，以便获得本发明的其他的实施方式。

附图说明

本发明的实施方式紧接着参照附图描述，其中，既不是将附图也不是将说明限制地解释为本发明。

图1 示出了按照本发明的一种实施方式的冷却体的透视图；

图2 示出了来自图1的冷却体的部分地切去的局部视图；

图3 示出了通过按照本发明的一种实施方式的冷却体的等距剖视图；

图4 示出了针对用于按照本发明的一种实施方式的冷却体的板的端面的、侧向的俯视图；

图5 图解说明了用于按照本发明的一种实施方式的冷却体的、弯曲成环的板的沿轴向的偏移；

附图仅仅是示意性的而不是按比例绘制的。相同的附图标记在附图中表示相同的或者等效的特征。

具体实施方式

图1、图2和图3示出了按照本发明的一种实施方式的冷却体1的透视图、部分地切去的视图以及剖视图。所述冷却体1具有柱形的形状。可以适合地选择柱直径，以便例如能够将电机的定子（未描绘）容纳在所述冷却体1的内室3中。所述柱直径例如能够在2cm和100cm之间、以优选的方式在5cm和40cm之间。所述冷却体的沿轴向的长度能够典型地在5cm和200cm之间、以优选的方式在10cm和50cm之间。

所述冷却体1能够借助板5形成，由该板在截面中在图4中描绘出两个处在相反的端面上的结合表面19、21。所述板5起初能够是平的。它能够具有例如在0.5cm和20cm之间的、以优选的方式在1cm和5cm之间的厚度。所述板5能够由热导能力良好的材料、尤其由金属、以优选的方式由铝、铜、铁或者类似物或者说它们的合金制成。

多个管道7被构造在所述板5中。所述管道7在所述板5的内部笔直地延伸并且平行地相互延伸以及平行于所述板5的侧向的边缘9延伸。并排地相邻的管道7是通过中间壁11相互被分离的。在相邻的管道之间的中心距d少于1cm。所述中间壁11能够具有例如少于1cm的宽度。形成所述板5的同时向着外部暴露的表面的并且向上或者向下限制所述管道7的壁13、15能够具有例如在0.3cm和3cm之间的厚度。所述管道7能够具有矩形的、椭圆形的、圆形的或者任意其他的横截面。

邻接于所述侧向的边缘9，分别相应地存在具有附加的材料的区域27，从而在所述冷却体1的安装好的状态下能够在那里实现相对于其他的法兰的紧固。此外能够在所述边缘9的范围27内处理所述冷却体1的前面或者背面29、31，以便其例如能够平行地相互延伸。

为了能够由设有管道7的平的板5构造所述冷却体1，首先平的板5在弯曲过程中变为柱形的形状。在此，所述板5在此之前被切割至一长度，该长度相应于所希望的柱形的周长。随后将所述板以360°的幅度弯曲，直至所述板5的、作为结合表面19、21起作用的端面彼此在接缝17的范围内相对置。紧接着将所述板5这样地沿着方向22扭曲，使得所述两个相对置的结合表面19、21是相对地相互沿轴向的方向偏置的，如同这一点在图4和图5中图解说明的那样。在此，偏移v是如此地选择的，使得管道7的终端汇入相邻的其他的管道7的初始部中。换句话说，所述管道7的沿轴向的偏移在所述板5的终端以及初始部处围绕空腔向右或者向左进行。最后两个所述结合表面19、21在所述接缝17的范围内相互连接。为此，所述结合表面19、21能够在所述接缝17处例如相互被焊接。沿轴向外置的管道7的管道开口6、 8能够形成到中间的连贯的螺旋形的管道的进口或者出口。

在所述结合表面19、21的焊接之前或者之后，空心柱形的冷却体1的端侧是这样被后处理的，从而取得平坦的端面或者说端侧。所述空心柱形的冷却体1的、通过沿轴向的偏移v形成的、具有阶梯形的凸肩的不平的端侧因此后来被修改为平的端侧。

每个管道7因此具有两个管道端部，其中，一个管道终端相应地汇入到所述结合表面19中并且另一个管道终端相应地汇入另一个结合表面21中。管道7的至少一个在所述第一结合表面19中设置的管道开口是与另一个相邻的管道的在所述第二结合表面21中设置的管道开口流动连接的，并且与其部分地或者完全重叠。在此，从每个结合表面中，沿轴向外部的管道的管道开口形成所述连贯的、螺旋形的管道的进口或出口。

通过所述板5的围绕中心的纵轴的弯曲以及沿轴向的移动位置，所述管道7是这样交错地进入彼此的，从而形成连贯的螺旋形的管道，所述管道在多个螺旋环中从所述环形的冷却体1的轴向前面的终端22这里向着轴向后面的终端24延伸。在终端22、24上设置进口或者说出口23、25，所述进口或者说出口必要时必须有目的性地被密封。

以这种方式形成的冷却体1能够在它的沿径向内部的表面上例如通过转动被处理，尤其为了将其校准或者说这样适配：例如所述电机的定子能够合适地利用机械接触和热接触被接纳在其中。

所述冷却体1能够被接纳在壳体33中，从而所述电机环绕。

在此描述的冷却体1能够简单地和价格上有利地被制造，并且能够实现在最小的空间需求的情况下电机的有效率的冷却。

最后应指出的是：概念如“具有”、“包括”等等不排除其他的元件或者步骤，并且概念如“一个”不排除多个。在权利要求中的附图标记不被看作为限制。

Claims (14)

1.用于电机的冷却体（1），具有至少一个冷却管道（7），所述冷却管道邻接于被所述冷却体（1）围绕的内室（3），

其特征在于，

所述冷却体（1）被构造为单件式的、弯曲成封闭的环的板（5），就所述板而言在接缝（17）的范围内两个相对置的结合表面（19、21）是流体密封地相互连接的，

其中，在所述板（5）中多个封闭的管道（7）从一个结合表面（19）向着另一个结合表面（21）延伸，其中，所述结合表面（19、21）是这样相互沿轴向的方向偏置的：使得相邻的管道（7）在所述接缝（17）的范围内相互汇入并且如此地形成连贯的、螺旋形的管道，所述管道在多个螺旋环中从环形的冷却体（1）的轴向前面的终端（22）向着轴向后面的终端（24）延伸。

2.根据权利要求1所述的冷却体，其中，具有在其中延伸的管道（7）的所述板（5）被构造为挤压成型轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的冷却体，其中，所述板（5）由铝制成。

4.根据权利要求1所述的冷却体，其中，每个管道（7）具有两个管道终端，其中，一个管道终端相应地汇入所述结合表面（19、21）中的一个结合表面中并且另一个管道终端（21）相应地汇入另一个结合表面（21、19）中。

5.根据权利要求1所述的冷却体，其中，管道（7）的至少一个在第一结合表面（19）中设置的管道开口与另一个相邻的管道的、在第二结合表面（21）中设置的管道开口是流动连接的并且部分地或者完全重叠。

6.根据权利要求1所述的冷却体，其中，从每个结合表面（19、21）中，沿轴向外部的管道（7）的管道开口形成所述连贯的、螺旋形的管道的进口（6）或出口（8）。

7.根据权利要求1所述的冷却体，其中，所述板（5）的两个相对置的结合表面（19、21）沿着所述接缝（17）是材料闭合地相互连接的。

8.根据权利要求1所述的冷却体，其中，所述管道（7）平行地相互延伸和/或平行于所述板（5）的边缘（9）延伸。

9.根据权利要求1所述的冷却体，其中，相邻的管道（7）是少于1cm侧向地相互隔开的。

10.根据权利要求1所述的冷却体，其中，所述板（5）的所述两个相对置的结合表面（19、21）是这样被后处理的，从而取得所述冷却体（1）的平坦的端侧。

11.电机，具有：

定子；

转子；以及

围绕所述定子的、按照权利要求1至9中任一项所述的冷却体（1）。

12.用于制作用于电机的冷却体（1）的方法，其特征在于，所述方法具有以下步骤：

提供板（5），在所述板中多个封闭的管道（7）相邻地相互延伸；

这样弯曲所述板（5），使得它形成环，就所述环而言在接缝（17）的范围内所述板（5）的两个端面作为结合表面（19、21）彼此相对置；

这样地将所述板（5）的所述两个相对置的结合表面（19、21）沿轴向的方向相对地相互移动位置，使得相邻的管道（7）在所述结合表面（19、21）的范围内相互汇入并且如此地形成连贯的、螺旋形的管道，所述管道在多个螺旋环中从所述环形的冷却体（1）的轴向前面的终端（22）向着轴向后面的终端（24）延伸；并且流体密封地连接所述板的所述两个相对置的结合表面（19、21）。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述板（5）是通过挤压被制造的。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，将所述板（5）的所述两个相对置的结合表面（19、21）通过焊接相互连接。