CN107925306B - 具有由两个外罩段组成的壳体外罩的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机的空心柱形的壳体外罩（10），所述壳体外罩具有第一外罩段（10），所述第一外罩段具有位于其中的、相互分离的冷却通道（18），所述冷却通道从周侧的端面（14）向所述第一外罩段（12）的另一周侧的端面（14）延伸。连接通道在第二外罩段（20）中延伸，所述连接通道这样导致冷却通道转向结构，使得连接通道（24）分别将在所述第一外罩段中相邻的两个冷却通道（18）如此相互连接，使得所述壳体外罩（10）的连续的冷却通道被形成。

Description

具有由两个外罩段组成的壳体外罩的电机

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电机。本发明尤其涉及一种径流式电机的定子的壳体。

背景技术

对于将电机用于驱动器、例如用于机动车的情况而言，由于要求有限的空间比例并且同时要求高功率密度，能够越来越重要的是，提供特别紧凑的和性能卓越的驱动器。因此，不管所述电机集成在所述驱动系中还是单独地连接，轴向的结构长度都能够是有限的。因此，尤其在集成在所述驱动系中的电机中使用轴流式电机。

具有高功率密度的电机，如能够用于例如混合动力车辆或者电动车辆中的电机，在一些情况下具有高的放热量。这能够部分地需要主动冷却。用于此的解决方法能够是，在定子壳体的外周处与位于其上的另外的壳体件相结合地安装冷却片或者冷却通道。在这种情况下，一方面这些冷却片或者冷却通道能够用于引导冷却液体，另一方面能够由此增大热交换面。通常被用作用于所述定子壳体的材料的是钢，例如以浇铸件或者板材件的形式，定子组被压入到所述浇铸件或者板材件中。

在很多情况下所要求的是，在运行时由所述定子产生的转矩被所述定子壳体接收，为此，定子组与定子壳体之间的力传递是必须的。所述力传递通常通过在定子组与定子壳体之间的挤压配合来实现。为此，在组装时加热所述定子壳体，从而使得该定子壳体膨胀；并且冷却所述定子组，从而使得该定子组收缩。该定子壳体的膨胀和该定子组的收缩如此相互配合，使得这两个构件通常具有间隙或者公差地相接合。在均衡两个构件温度时，所述定子组膨胀，所述定子壳体收缩，从而在两个连接搭档之间产生挤压压力。所述冷却通道或者冷却片的制造能够例如以切削加工的方式来实现。然而，这种加工在很多情况下不仅费时费钱，还附加地需要保护该定子组免遭切屑、冷却润滑剂和一般的污染物的影响。

发明内容

本发明的实施方式的思想除其他外能够被视为基于下文所说明的构思和认识。迄今为止，利用对应地被勾画轮廓的浇铸模具来实现在定子壳体中的冷却通道的浇铸工艺制造，这在流动导向复杂的情况下比较昂贵并且对该浇筑过程的设计提出高要求。然而，由于利用浇铸工艺的制造始终看起来对于实现更复杂的冷却通道结构是有利的，因此值得期望的是，保持用于制造更复杂的冷却通道结构的花费尽可能地少。一种解决方法在于，将具有所述冷却通道的壳体分为在几何形状上简单并且因此能够成本有利地制造的区域和在几何形状上复杂的区域，该在几何形状上复杂的区域的制造成本更高。本发明的实施方式能够以有利的方式实现更少的花费并且从而实现更少的用于所述壳体外罩的总制造成本。

因此，根据本发明的第一方面建议一种电机、尤其是径流式电机，其具有壳体和空心柱形的壳体外罩。所述壳体外罩具有第一外罩段，所述第一外罩段具有多个相互分离的冷却通道，所述冷却通道从在该第一外罩段的第一周侧的端面处的冷却通道开口通过所述第一外罩段向在该第一外罩段的第二周侧的端面处的冷却通道开口延伸。所述壳体外罩具有带有多个连接通道的第二外罩段，所述连接通道分别从在该第二外罩段的第一周侧的端面处的连接通道开口通过所述第二外罩段向在该第二外罩段的第二周侧的端面处的连接通道开口延伸。所述连接通道开口如此布置在该第二外罩段的端面中，使得连接通道分别将在所述第一外罩段中相邻的两个冷却通道如此相互连接，使得在所述第一外罩段中的多个分离的冷却通道与在所述第二外罩段中的连接通道一起形成该壳体外罩的连续的冷却通道。

尤其能够在其中看到的优点在于，通过在所述第一外罩段中实现简单的几何结构而实现了该第一外罩段的更简单的并且更成本有利的制造。同时，用于所述第二外罩段的更高的在制造工艺方面的花费仅限于该壳体外罩的一部分，从而使得能够产生总体上更低的成本。所述第二外罩段也能够被理解为冷却通道转向结构，因为例如冷却通道经由连接通道被朝向在所述第一外罩段中的相邻的冷却通道转向。根据一个例子，所述第二外罩段在该壳体外罩的整个轴向长度上延伸。也能够考虑的是，根据另一个例子，所述第二外罩段只在该轴向长度的一部分上延伸。如此密封相应的通道开口在所述端面处相互对置的区域，使得冷却流体不能够从所述壳体外罩中逸出。

周侧的端面能够在它们的平面中例如横向于周向延伸。根据一个例子，该第一和/或第二外罩段的端面的平面在该壳体外罩的径向上延伸。冷却流体能够被理解为所有液态的和/或气态的介质，所述介质能够在直径和热量给定的情况下被用于冷却。

根据一种实施方式，所述第二外罩段在其外表面处具有入口和出口，用以将冷却流体导入到所述连续的冷却通道中或者从连续的冷却通道中导出。这能够具有下述优点：冷却流体能够从外部通过所述连接通道被导入到该壳体外罩的冷却通道中。这个入口和出口能够被实施为管接件，所述管接件实现外部的管道或者软管的机械上稳定的连接。在一个例子中，这些管接件在该壳体外罩的径向上从所述第二外罩段上突出。在另一个例子中，这些管接件在该壳体外罩的轴向上从所述第二外罩段上突出。

根据一种实施方式，所述多个相互分离的冷却通道在所述第一外罩段中相互平行。这能够具有下述优点：产生特别简单的均匀的几何形状，所述形状能够成本有利地来制造。因此，例如这样的连续的几何形状能够首先一体地并且连续地以较大的偏差来制造，然后为了制造最终的形状而能够通过分离工艺来分开或者弯曲。另外，平行的冷却通道能够构成所述冷却通道在所述第一外罩段中的热有效的布置，从而使得能够有效地从待冷却的区域中运走热量。

根据一种实施方式，该第二外罩段的外罩面实施为矩形。这能够表示成本高效的制造的优点，因为这种矩形的形状能够比较容易制造，并且能够容易保持浇铸形状和浇铸模具。

根据一种实施方式，该第二外罩段的外罩面小于该第一外罩段的外罩面的20%。根据另一种实施方式，该第二外罩段的外罩面小于该第一外罩段的外罩面的10%。在这种情况下，能够有利地减小更复杂的并且从而必须用更高的成本技术上的花费来制造的第二外罩段的尺寸。虽然，一方面从成本和制造花费的角度来看尽可能小地实施该第二外罩管是值得期待的，然而，应该如此布置和实施所述连接通道，使得所述第二外罩段不构成针对所述冷却流体的显著的流动阻力，例如通过弯折或者通过对冷却流体流的、强烈的流动技术上的转向。另一方面能够是尤其是在接合过程的背景下的该第二外罩段的稳定性。

根据一种实施方式，所述第一和/或所述第二外罩段一体地实施。这具有下述优点：为了实现冷却通道结构而能够取消两个单独的构件的接合过程。除了成本方面的优点以外，这也能够引起该冷却通道结构的更高的密封性和可靠性。

根据一种实施方式，所述第一外罩段与所述第二外罩段焊接。以这种方式，能够实现所述两个构件的向外密封的并且同时在机械上持久稳定的连接。另外，在现有技术中已知并且测试了各种适合的焊接工艺。

根据一种实施方式，所述第一外罩段通过挤压制成。由挤压型材制成的第一外罩段的弯曲能够具有下述优点：能够有利地制造坯件，弯曲过程是稳健的并且几乎不产生边角料。根据一个例子，对于积木式变型方案，挤压型材的几何形状变化能够通过挤压模具、例如冲压凹模的变化来实现。

根据一种实施方式，所述第二外罩段通过浇铸工艺制成。通过浇铸工艺能够有利地产生比较复杂的形状，这例如能够实现在所述第二外罩段中的连接通道的大量不同的布置。在一个例子中，如此实施所述外罩段的端面的几何形状，使得通过下述方式实现改良的可焊接性：例如通过设置倒角或者半径，对接焊缝除了能够实施为I形缝之外也能够被实施为V形、Y形或者X形缝。这些缝在所述连接横截面方面有所区别。

要指出的是，在这里参照不同的实施方式来说明本发明的可能的特征和优点中的一些。本领域专业人士将认识到，所述特征能够以适合的方式进行结合、适配或者替换，以便得到本发明的其它实施方式。

附图说明

下面参考所附附图来说明本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不能够被解释为限制本发明。

图1示出根据本发明的电机的壳体外罩的第一外罩段。

图2示出根据本发明的电机的壳体外罩的第二外罩段。

图3示出根据本发明的电机的壳体外罩，该壳体外罩具有第一和第二外罩段。

图4在第二外罩段的区域中的截面图中示出根据本发明的电机的壳体外罩，该壳体外罩具有第一和第二外罩段。

图5在截面图中示出根据本发明的电机的壳体外罩的一部分，该壳体外罩具有第一和第二外罩段以及端侧的覆盖物和径向延伸的连接管接件。

图6示出根据本发明的电机的壳体外罩的在空间上的总视图，该电机具有端侧的覆盖物和径向延伸的连接管接件。

图7示出根据本发明的电机的壳体外罩在空间上的总视图，该壳体外罩具有端侧的覆盖物和轴向延伸的连接管接件。

图8在截面图中示出根据本发明的电机的壳体外罩的部分区域，该壳体外罩具有端侧的覆盖物和轴向延伸的连接管接件。

附图仅是示意性的，并不是按比例的。相同的附图标记在附图中表示相同或者相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出根据本发明的电机的壳体外罩10的第一外罩段12。所述第一外罩段12具有弯曲的形状，所述弯曲的形状构成该壳体外罩10的柱形形状中的片段。所述第一外罩段12在制造该第一外罩段时通过挤压来产生，并且在随后的工作步骤中被弯曲成它的最终形状。所述第一外罩段12在相应的周侧的端面14处具有冷却通道开口16。这些冷却通道开口16构成进入分别相互分离的冷却通道18的进口。为了更好地说明，在这里示意性地只以虚线示出在该第一外罩段12的内部中延伸的两个冷却通道18。在这种情况下，各个冷却通道18在该第一外罩段12的周向上分别相互平行。即，相应的冷却通道18从该第一外罩段12的第一周侧的端面14通过第一外罩段12的外周向该第一外罩段12的第二周侧的端面14延伸。所述制造步骤能够通过简单的几何形状比较成本有利地来实现。

在图2中示出了根据本发明的电机的壳体外罩10的第二外罩段20的例子。在该第二外罩段20的两个周侧的端面22之间，连接通道24在该第二外罩段20的内部延伸。这些连接通道24在连接通道开口26的相应的周侧的端面22处终止。在此，如此布置这些连接通道开口26，使得它们分别与该第一外罩段12的冷却通道开口16对置，并且从而能够将位于所述冷却通道18（见图1）的内部的冷却流体（未示出）传递到连接通道24中。对应地，同样适用于连接通道开口26，所述连接通道开口这样布置在冷却通道开口16对面，使得冷却流体从所述连接通道24传递到冷却通道18中。

在图2中仅示例性地以虚线示出了连接通道24，所述连接通道在该第二外罩段20的内部延伸。在这种情况下，所述连接通道24将相邻的并且在所述第一外罩段12中首先相互分离的两个冷却通道18相互连接，从而产生连续的冷却通道，在这里首先示例性地利用相邻的两个冷却通道18来示出。因此，利用所述连接通道24的整体产生该壳体外罩10的连续的冷却通道。换言之，该连接通道24的倾斜的走向通过平行地布置的并且最初分离的两个冷却通道18来产生，其中，所述连接通道24也能够被理解为冷却通道转向结构。该第二外罩段20的制造例如通过浇铸工艺来实现。通过浇铸工艺的制造，能够有利地实现比较复杂的几何结构。

在图3中在空间示意图中示出了根据本发明的电机的壳体外罩10的总视图。现在，在这里接合所述第一外罩段12和所述第二外罩段20，从而使得产生该壳体外罩10的空心柱形的形状。所述接合例如通过将该第一外罩段12与所述第二外罩段20焊接来实现。在这种情况下，这样进行所述接合，使得冷却流体仅仅残留在该第一外罩段12的内部或者该第二外罩段20的内部，并且不能够向外到达所述端面14、22上。

与该第一外罩段12的尺寸相比，该第二外罩段20的尺寸明显更小。由此，用于制造该壳体外罩的总成本能够被减小，因为通过缩小该第二外罩段20，用于制造该第二外罩段20的更高的成本能够被保持得较小，并且通过该第一外罩段12的更简单的几何结构，能够实现该第一外罩段12的相对更便宜的制造。在一个例子中，该第二外罩段20的外罩面小于该第一外罩段12的外罩面的20%。在第二例子中，该第二外罩段20的外罩面小于该第一外罩段12的外罩面的10%。

在图4中对应于图3示出了壳体外罩10，然而，为了更好地说明，在切线截面图中在该第二外罩段20的区域中示出了该壳体外罩10的部分区域。在这种情况下，能够看到在所述第一外罩段12中在内部延伸的冷却通道18的接口。此外，能够看到在所述第二外罩段20中倾斜地延伸的连接通道24。分别布置在该壳体外罩10的轴向端部处的连接通道24能够形成在该第二外罩段20的轴向端部处的入口或者出口（参见图5）。

在图5中示出了根据本发明的电机的壳体外罩10的片段，其中，所述截面在这里穿过所述第二外罩段20延伸。在这里能够在所述横截面中看到所述连接通道24。在该壳体外罩10的轴向端部处附加地分别示出了端侧的覆盖物28。这个覆盖物能够有利地为例如位于其中的定子组提供附加的保护免受外部的影响，例如污垢、颗粒或者湿气。在该第二外罩段20的轴向端部处，分别布置有入口或者出口30。这些入口或者出口在这里实施为连接管接件，所述连接管接件例如能够实现连接管或者连接软管的连接。

在这里所示的例子中，该入口或者出口30的连接管接件在径向上突出于所述壳体外罩10。在图6中再次在空间示意图中示出了具有端侧的覆盖物28的壳体外罩10的示例性的实施。尤其是所述端侧的覆盖物28，在这里示出了其整体尺寸。在一个例子中，该入口或者出口30的连接管接件布置在所述端侧的覆盖物28中。

在图7中，与图6类似地，示出了具有端侧的覆盖物28的壳体外罩10，其中，在这里所述入口或者出口30实施为连接管接件，所述连接管接件布置在所述端侧的覆盖物28中，并且在该壳体外罩的轴向上突出。在这里示例性地示出，该入口或者出口30的横截面具有细长的形状。这能够有利地实现该入口或者出口30的连接管接件的、节省空间的结构形状。此外，在这种情况下能够有利的是，在冷却流体充分通过的情况下，尽管如此，通过有利地细长地实施所述冷却通道18或者所述连接通道24，也能够实现该壳体外罩10的平坦的或者薄的结构形状。在图8中在空间的截面示意图中在该第二外罩段20的区域中示出了在图7中示例性地示出的实施例。

最后必须注意的是，“具有”、“包括”等等术语属于不排除别的元件或者步骤，术语“一个”或者“一种”不排除复数。在权利要求中的附图标记不能够被视为限制。

Claims (10)

1.电机，其具有壳体，该壳体的空心柱形的壳体外罩（10）具有：

第一外罩段（12），其具有多个相互分离的冷却通道（18），所述冷却通道从在所述第一外罩段（12）的、第一周侧的端面（14）处的冷却通道开口（16）通过所述第一外罩段（12）向在所述第一外罩段（12）的、第二周侧的端面（14）处的冷却通道开口（16）延伸，

其特征在于，所述壳体外罩（10）具有带有多个连接通道（24）的第二外罩段（20），所述连接通道分别从在所述第二外罩段（20）的第一周侧的端面（22）处的、用于此的连接通道开口（26）通过所述第二外罩段（20）向在所述第二外罩段（20）的、第二周侧的端面（22）处的连接通道开口（26）延伸，所述冷却通道（18）和连接通道（24）分别具有封闭的流动横截面，

其中，所述连接通道开口（26）如此布置在所述第二外罩段（20）的端面（22）中，使得连接通道（24）分别将在第一外罩段（12）的第一端面处的流体通道（16）与在第一外罩段（12）的第二端面处的流体通道（16）连接，使得在所述第一外罩段（12）中相邻的两个冷却通道（18）如此相互连接，使得在所述第一外罩段（12）中的多个分离的冷却通道（18）与在所述第二外罩段中的连接通道（24）一起形成所述壳体外罩（10）的连续的冷却通道，该冷却通道具有多个分别在完整的外周上延伸的螺旋。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第二外罩段（20）在其外表面处具有入口和出口（30），用以将冷却流体导入到所述连续的冷却通道中或者从连续的冷却通道中导出。

3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述多个相互分离的冷却通道（18）在所述第一外罩段（12）中相互平行。

4.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第二外罩段（20）的外罩面实施为矩形。

5.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第二外罩段（20）的外罩面小于所述第一外罩段（12）的外罩面的20%。

6.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第二外罩段（20）的外罩面小于所述第一外罩段（12）的外罩面的10%。

7.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第一外罩段（12）和/或所述第二外罩段（20）一体地实施。

8.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第一外罩段（12）与所述第二外罩段（20）焊接。

9.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第一外罩段（12）通过挤压制成。

10.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第二外罩段（20）通过浇铸工艺制成。

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