CN112889204A - 用于制造液体冷却套的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造电动旋转机械(1)的、尤其是牵引驱动器的定子(2)的液体冷却套(5)的方法，其通过以下步骤实现：‑提供由铸造材料、例如GJS(球状灰铸铁)或铝制成的液体冷却套(5)的预制的基础元件(6)，其具有构造的空腔(15)，所述空腔具有至少一个进入开口(17)、至少一个排出开口(18)和至少一个铸造开口(7)，‑从由铸造材料形成的基础元件(6)的空腔(15)中去除铸砂，‑借助冷喷涂方法封闭铸造开口(7)。
Description
本发明涉及一种用于制造电动机械的液体冷却套的方法、一种具有这种液体冷却套的定子和一种具有这种定子的电动机械。
电动(或者说机电的)机械、尤其是较大程度被充分利用的电动机械需要充分的冷却，以便确保按照规定的运行。表面被冷却的机械在此并不总是足够的。因此，将液体冷却套围绕电动机械的定子布置，以便可以高效地导出损耗热量。根据经验需要耗费地制造这种液体冷却套。在此存在若干材料、例如铸造材料，它们是不可焊接的或只能非常困难地焊接。然而，利用其它的可更好地焊接的材料制造这种液体冷却套在其制造方面是比较贵的。
为了在这些液体冷却套中减少焊接过程，规定壳体部件的两件式形式和同轴的布置。随后利用附加的O形环密封这些壳体部件，这例如从专利文献DE 10 2004 050 645 B4得知。
由此出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于制造液体冷却套的方法，该方法以经济的方式适用于提供液体冷却套，以便确保高效地冷却电动机械的定子。在此还应该考虑到已经存在的制造方法。
所提出的技术问题通过用于制造电动旋转机械、尤其是牵引驱动器的定子的液体冷却套的方法、通过以下步骤解决：
-提供由铸造材料、例如GJS(球状灰铸铁)或铝制成的液体冷却套的预制的基础元件，所述基础元件具有构造(或者说形成)的空腔，所述空腔具有至少一个进入开口、至少一个排出开口和至少一个铸造开口，
-从由铸造材料形成的基础元件的空腔中去除铸砂，
-借助冷喷涂方法封闭铸造开口。
通过根据本发明的用于制造定子的液体冷却套的方法，现在通过铸造过程提供整体式的和一件式的基础元件，其具有构造的空腔。基础元件的材料在此是铸铁、如球状灰铸铁(GJS)或者铝。
铸铁材料在此理解为具有比较高份额的碳(>2％)的铁碳合金组。铸铁可以是碳在其中以石墨的形式存在的灰铸铁。根据石墨存在的形式，铸铁是球状灰铸铁(GJS；球状石墨)、具有片状石墨的铸铁(GJL；石墨以片状形式存在)或具有蠕虫状石墨的铸铁(GJV；石墨作为“块”存在)。
为了可以在铸造过程中在砂型铸造模具中支撑用于构造基础元件的空腔的核心，在铸造部件或基础部件的内部和/或外部需要至少一个铸造开口。铸造开口必须在事后被封闭，以便得到密封的空腔，所述空腔随后应该形成液体冷却套的冷却通道。
根据本发明，冷喷涂方法在此用于封闭，冷喷涂方法在开口的区域中设置封闭元件。封闭元件与基础元件通过冷喷涂方法连接，并且因此密封铸造开口。
冷喷涂方法(也被称为冷气喷射)是一种涂层方法，其中，将粉末形式的涂层材料以比较高的速度施加在对象(基底)上。在此，加热到几百度的工艺气体(氮气或氦气)通过膨胀在拉瓦尔喷嘴中被加速到超音速，并且随后将粉末颗粒注射到气体束中。所注射的喷射颗粒在此被加速到这样高的速度，使得其与其它的热喷射方法不同地、在没有事先熔融或者熔化的情况下，在碰撞到基底上时也实现密封的和固定附着的层，并且因此实现连接或密封。但在碰撞的时间点的动能不足以完全熔化颗粒。
为了在封闭元件与基础元件的铸造开口之间得到相应的足够的材料积聚，在该区域中适宜地设置有槽。该槽随即借助冷喷涂方法“被填充”以材料，在此发生连接和密封过程。通过附加的封闭元件，密封过程可以在时间上被加速，因为需要通过冷喷涂方法置入铸造开口中的材料更少了。这尤其是以下情况，即该槽构造为V形、U形，或者以其它的方式方法缩窄横截面地构造。
在另外的实施方式中，基础元件和其空腔以及应该通过冷喷涂方法封闭的铸造开口如下地被处理：在空腔中、尤其在铸造开口的区域中，在去除铸砂之后置入可硬化的但可溶于液体的物质、例如被挤压的或烧结的盐芯。现在可以借助冷喷涂方法将材料安置到这个现在存在的壁上，并且使用该材料，从而由此封闭铸造开口。在铸造开口被封闭和密封之后，现在将可溶于液体的物质从液体冷却套的空腔中通过液体冷却套的入口和出口冲出。
所提出的技术问题同样通过用于制造电动旋转机械、尤其是牵引驱动器的定子的液体冷却套的方法、通过以下步骤解决：
-提供由铸造材料、例如GJS或铝制成的液体冷却套的两个或更多个可组装的基本元件，所述基本元件在组装状态下具有构造的空腔，
-在组装基本元件时，借助冷喷涂方法密封和固定接缝部位和/或对接边缘。
铸铁材料在此也理解为具有比较高份额的碳(>2％)的铁碳合金组。铸铁可以是碳在其中以石墨的形式存在的灰铸铁。根据石墨存在的形式，铸铁是球状灰铸铁(GJS；球状石墨)、具有片状石墨的铸铁(GJL；石墨以片状形式存在)或具有蠕虫状石墨的铸铁(GJV；石墨作为“块”存在)。
液体冷却套首先具有多个基本元件，所述基本元件在组装状态下形成一个或多个空腔。在这些基本元件的对接部位或接缝部位处，现在借助冷喷涂方法置入适合于冷喷涂的材料、例如黄铜、镍锡合金、铝或因科镍合金，从而密封这些对接部位和接缝部位。
因此，与液体套是否由一件式的基础元件还是多件式的基本元件组成无关地，借助冷喷涂方法实现液体冷却套的充分密封和比较简单的制造。
迄今的壳体部件必须用O形环来密封，这在制造技术上并不是没有风险的，因为这些密封件可能从槽的接合部滑出并且因此可能被挤压，现在，冷喷涂方法的这种应用是对液体冷却套的安全和充分的制造。
所提出的技术问题同样通过具有根据本发明的液体冷却套的电动旋转机械的定子解决。在此，液体冷却套热压套装在定子上，其中，产生液体套与定子的导热的接触区域，该接触区域在电动机械运行时将热量从定子的叠片组导出。
所提出的技术问题同样通过具有根据本发明的定子的电动旋转机械解决，所述定子能够实现电动机械的紧凑的结构。
所提出的技术问题同样通过具有至少一个根据本发明的电动旋转机械的轨道交通工具、矿用车或其它的电动交通工具解决，其中，通过它们的紧凑结构使这种交通工具上的需要提供用于驱动器的空间情况最小化。
根据以下实施例详细示出本发明和本发明的其它有利的设计方案。在附图中：
图1示出了两个基本元件；
图2示出了液体冷却套；
图3示出了两个另外的基本元件；
图4示出了液体冷却套；
图5示出了一件式的基础元件；
图6示出了液体冷却套；
图7示出了另外的基础元件；
图8示出了液体冷却套；
图9示出了电动机械上的液体冷却套。
图1示出了两个原则性地示出的基本元件19，所述基本元件不同地设计并且在组装状态下形成未详细示出的电动机械1的液体冷却套5。一个基本元件19具有附加的轴承盖9，其中，另一基本元件19具有附加的板条13，所述板条在组装状态下产生液体冷却套5的冷却通道15。
图2示出了图1的基本元件19，所述基本元件在组装状态下产生液体冷却套5，其中，分隔板条13实现了冷却通道15，所述冷却通道15通过两个基本元件19基于组装形成。通过冷喷涂方法实现两个基本元件19相互的密封和固定。在此，在两个基本元件19的对接部位上施加适当的冷喷涂材料14。由此实现有效的液体冷却套5，该液体冷却套具有接触区域12，定子2的叠片组可以在之后收缩到所述接触区域中。同样可看到轴承盖9，其将在电动机械的进一步制造过程中容纳轴承。该轴承容纳能够围绕轴线11旋转的转子3的轴16。
图3示出了两个另外的不同设计的基本元件19，所述基本元件在组装状态下同样实现空腔并且因此形成液体冷却套5和其冷却通道15。在此，一个基本元件19也具有最后形成轴承盖9的设计方案。在此根据图4在两个基本元件19的、尤其设计为V形的对接部位上引入冷喷涂材料14。对于接触区域12重要的是，冷喷涂材料14在液体冷却套5的内侧齐平地施加。
图5示出了一件式的基础元件6，所述基础元件同样形成轴承盖9并且具有铸造开口7，所述铸造开口由于结构设计而被封闭，但在制造过程中首先是需要的，以便支撑铸造的核心。通过冷喷涂材料引入部14或通过未详细示出的封闭材料8实现该铸造开口7的封闭，封闭元件设置在铸造开口7中并且借助冷喷涂方法与一件式的基础元件6连接。铸造开口7根据图5向内指向。
对于接触区域12重要的是，冷喷涂材料14和/或封闭元件8在液体冷却套5的内侧齐平地布置，以便得到液体冷却套5在定子2上的有效的热压配合。
图7示出了一件式的基础元件6的铸造开口7，所述铸造开口向外指向并且在那里同样借助封闭元件8或通过冷喷涂材料引入部14被封闭。因此，根据图6和图8存在这样的液体冷却套5，所述液体冷却套分别只具有一个沿周向观察环绕的冷喷涂材料引入部14。
与液体冷却套5的组装无关地，即与由一件式的基础元件6还是两件式的或多件式的基本元件19组装液体冷却套5无关地，将定子2收缩到液体冷却套5中。因此，在接触区域12中贴靠有定子的电磁传导材料、尤其是定子叠片组，从而形成从定子2的叠片组向液体冷却套5的比较好的热传递。
图9示出了具有根据本发明的液体冷却套5的电动机械1。通过进入开口17将冷却剂馈入空腔中或冷却通道15中，并且通过排出开口18取出冷却剂。在此可以通过相应的元件、如板条构造空腔，从而调节形成在空腔15内从进入开口17向排出开口18的预设的冷却剂走向。这例如可以是在空腔15内的回纹形的走向，或者是围绕轴线11的螺旋形的走向。
进入开口17和排出开口18在此要么已经设置在基础元件6或基本元件19上，要么事后安置在液体冷却套5上。
冷却回路在此也可以例如以如下方式集成到轨道交通工具、矿用车或其它的电动交通工具的驱动器的冷却方案中，即热量通过热交换器用于交通工具内部的加热目的。
Claims (7)
1.一种用于制造电动旋转机械(1)的、尤其是牵引驱动器的定子(2)的液体冷却套(5)的方法，通过以下步骤实现：
-提供由铸造材料、例如GJS(球状灰铸铁)或铝制成的液体冷却套(5)的预制的基础元件(6)，所述基础元件具有构造的空腔(15)，所述空腔具有至少一个进入开口(17)、至少一个排出开口(18)和至少一个铸造开口(7)，
-从由铸造材料形成的基础元件(6)的空腔(15)中去除铸砂，
-借助冷喷涂方法封闭铸造开口(7)，
其中，借助封闭元件(8)封闭所述铸造开口(7)，方式为借助冷喷涂方法使所述封闭元件(8)与基础元件(6)连接并且因此密封所述铸造开口(7)，其中，所述封闭元件(8)和所述铸造开口(7)分别具有槽、尤其是V形槽(10)，借助冷喷涂方法将材料置入所述槽中。
2.一种用于制造电动旋转机械(1)的、尤其是牵引驱动器的定子(2)的液体冷却套(5)的方法，通过以下步骤实现：
-提供由铸造材料、例如GJS(球状灰铸铁)或铝制成的液体冷却套(5)的预制的基础元件(6)，所述基础元件具有构造的空腔(15)，所述空腔具有至少一个进入开口(17)、至少一个排出开口(18)和至少一个铸造开口(7)，
-从由铸造材料形成的基础元件(6)的空腔(15)中去除铸砂，
-借助冷喷涂方法封闭铸造开口(7)，
其中，在去除所述铸砂之后，将硬化的能溶于液体的物质置入构造的空腔(15)中，所述冷喷涂方法喷涂到所述物质上并且封闭铸造开口(7)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在冷喷涂方法结束之后，将所述能溶于液体的物质从基础元件(6)的空腔(15)经由进入开口(17)和/或排出开口(18)冲出。
4.一种用于制造电动旋转机械(1)的、尤其是牵引驱动器的定子(2)的液体冷却套的方法，通过以下步骤实现：
-提供由铸造材料、例如GJS(球状灰铸铁)或铝制成的液体冷却套(5)的两个或更多个能组装的基本元件(19)，所述基本元件在组装状态下具有构造的空腔(15)，
-在组装所述基本元件(19)时，借助冷喷涂方法密封和固定接缝部位和/或对接边缘。
5.一种电动旋转机械(1)的定子(2)，具有根据前述权利要求1、2或4中任一项所述的液体冷却套(5)，其特征在于，所述液体冷却套(5)热压套装到所述定子(2)上，其中，存在液体套(5)与定子(2)的导热的接触区域(12)。
6.一种电动旋转机械(1)，具有根据权利要求5所述的定子(2)。
7.一种轨道交通工具、矿用车或者其它的电动交通工具，具有至少一个根据权利要求6所述的电动旋转机械(1)。
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