CN113711474A - 具有经优化的密封环的电机的壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机（1）的壳体，所述壳体包括空心柱形的壳体元件（5）、尤其是壳体罩以及至少一个壳体盖（6），所述壳体盖安装在所述壳体元件（5）的端侧，其中，在所述壳体中构造有冷却通道（8），其中，所述壳体元件（5）具有所述冷却通道（8）的至少两个冷却通道区段（8.1），所述冷却通道区段分别从所述壳体元件（5）的端面（11）中的通道端面开口（13）出发在关于壳体轴线（100）的轴向上延伸到所述壳体元件（5）中，其中，两个相邻的冷却通道区段（8.1）分别通过构造在所述壳体盖（6）中的转向区段（8.2）相互流动连接，其中，在所述壳体元件（5）与所述壳体盖（6）之间布置有用于密封所述冷却通道（8）的密封垫（7），其中，所述密封垫（7）在所述通道端面开口（13）的区域中具有用于将所述冷却通道导通到所述壳体盖（6）中的贯通开口（20），并且其中，所述密封垫（7）具有环形的载体（10）和布置在所述载体上的密封组件（9），其特征在于，所述密封组件（9）这样环绕所述载体（10），使得所述载体（10）相对于所述壳体的冷却通道（8）完全密封。

Description

具有经优化的密封环的电机的壳体

技术领域

本发明涉及一种电机的壳体。此外，本发明还涉及一种包括这种壳体的电机。该壳体尤其具有经优化的密封环。

背景技术

由现有技术已知用于电驱动单元的定子壳体。这种电驱动单元尤其是用于车辆的电机。在此，定子壳体尤其是铸造金属壳体，所述铸造金属壳体借助盖封闭。为了密封在铸造金属壳体和盖内伸展的冷却剂流，需要在部件之间非常精确地插入形状稳定的密封件。

在出版物WO2016/062440 A3中描述了一种挤压型材壳体，其在壳体壁中具有蜿蜒地伸展的冷却通道。在这些挤压型材壳体中，通过具有专门的桥接片的三维塑料环使冷却介质转向。由于塑料环由聚酰胺制成，因此，桥接片吸收通常用作冷却介质的水并且膨胀。通过由此导致的体积变化以及表面变化，这些桥接片与壳体尤其粘附连接，并且不能够被再次拆卸或者更换。

对于形状稳定的塑料环而言，由于与冷却介质直接接触，因此需要选择特定抗水解的聚酰胺。然而，这难以加工并且对应地是昂贵的。

在塑料环的上侧上，在附加的注塑成型工艺和注塑成型工具中喷射密封件，该密封件朝向盖密封。这个密封件的滑落能够导致干扰和冷却介质流中的颗粒，由此存在冷却损失的危险、进而存在驱动单元停止运转的危险。

发明内容

电机的根据本发明的壳体具有空心柱形的壳体元件。在壳体中构造有冷却通道。空心柱形的壳体元件优选是壳体罩，并且包括冷却通道的单个的冷却通道区段，所述冷却通道区段关于壳体轴线在径向上延伸到壳体元件中。空心柱形的壳体元件优选相对于壳体轴线旋转对称。此外，壳体具有至少一个壳体盖，该壳体盖安装在壳体元件的端侧。壳体元件具有冷却通道的至少两个不同的冷却通道区段，所述冷却通道区段特别有利地在壳体元件内完全相互分离。冷却通道区段分别从壳体元件的端面的通道端面开口出发延伸到壳体元件中去。在所述端面处安装有壳体盖，其中，在壳体元件与壳体盖之间布置有密封垫、尤其是环形的密封垫。壳体盖具有凹槽，该凹槽构造为冷却通道的转向区段，以便将两个通道端面开口、尤其是两个相邻的通道端面开口流动连接、进而将两个冷却通道区段流动连接。通过这种方式，冷却通道从冷却通道区段中的一个冷却通道区段出发穿过密封垫的贯通开口、穿过构造在壳体盖中的转向区段并且穿过密封垫的另一个贯通开口伸展至另一个冷却通道区段，冷却介质沿着该冷却通道流动。尤其是，密封垫和构造在壳体盖中的转向区段能够实现：冷却通道从壳体元件的一个冷却通道伸展至壳体元件的相邻的冷却通道区段。通过这种方式能够实现冷却通道的蜿蜒形状。

密封垫在通道端面开口的部位处具有所述贯通开口。此外，密封垫具有用于在壳体元件与壳体盖之间密封冷却通道的密封组件和用于保持密封组件的载体。载体尤其构造为环形。在此设置，密封组件将载体完全与沿着冷却通道伸展的流体屏蔽。这意味着，密封组件这样环绕载体，使得载体相对于壳体的冷却通道完全密封。因此，尤其能够防止：载体与冷却介质接触并且由此被冷却介质改变、尤其是膨胀。

载体有利地由玻璃纤维填充的热塑性塑料制成，该热塑性塑料尤其在第一注塑成型步骤中制造。密封组件尤其是液态硅酮（液体硅橡胶，Liquid Silicone Rubber，LSR）在下游的注塑成型过程中喷射到载体上。因此，密封组件能够保证壳体元件与壳体盖之间的优化的密封效果，从而使得一方面防止冷却介质的逸出，另一方面不干扰在冷却通道内流动的冷却介质。冷却介质尤其是水。

由于载体通过密封组件完全相对于冷却介质密封，因此，载体能够由成本有利的且不必强制性抗水解的材料制成。由此能够使用易于加工的、成本有利的塑料。

从属权利要求的内容是本发明的优选的扩展方案。

优选设置，载体具有内环和外环以及连接内环和外环的桥接片。在此，载体尤其一体地构造。因此，在内环、外环与桥接片之间保留贯通开口，冷却介质能够流动通过所述贯通开口。有利地，桥接片允许两个冷却通道区段之间的过渡。此外，通过贯通开口尤其能够实现壳体元件的冷却通道区段与壳体盖的凹槽之间的过渡。尤其是，流体能够从冷却通道区段逸出到壳体盖的凹槽中，并且通过该凹槽到达相邻的冷却通道区段。通过这种方式能够容易且低花费地实现上文描述的蜿蜒的冷却通道。通过使用载体能够容易且低花费地确定密封垫几何形状。尤其是，载体由易于加工的材料制成，从而使得能够容易且低花费地、在此尤其是成本有利地确定密封垫的几何形状。

特别有利地设置，内环和外环C形地或者括号形地被密封组件包围。由此，内环相对于密封组件径向向内地凸出来或者与这个密封组件齐平。外环相对于密封组件径向向外地凸出来或者与这个密封组件齐平。由于在这些部位处绝对不存在冷却介质，因此，载体完全相对于冷却介质密封。通过密封组件的C形形状，通过形状锁合实现密封组件在载体处的经改进的机械保持。因此，尤其减小密封组件滑落的危险，由此尤其减小干扰冷却介质的流的危险。因此，壳体能够实现对位于其中的电机的优化的冷却，进而能够实现电机的安全且可靠的运行。

桥接片优选完全被密封组件包围。由于桥接片尤其用于隔开相邻的冷却通道区段，因此，桥接片完全暴露在冷却介质中。因此，通过被密封组件完全包围来保证载体完全相对于冷却介质密封。

优选地，在横截面中看，密封组件分别以从载体的两个端侧中的一个端侧出发经由面向冷却通道的内回廊朝向载体的另一个端侧的方式括号形地或者C形地环绕内环和外环。在此，特别有利地，通过密封组件实现上文描述的对桥接片的完全的环绕。因此，一方面，密封组件可靠地固定在载体处，另一方面，载体相对于冷却通道密封。因此避免冷却介质和载体的接触。

另外，特别有利地设置，密封组件在内环上方和/或在外环上方具有第一层厚度。在桥接片上方，密封组件要么同样具有第一层厚度、要么替代地具有第二层厚度，其中，第二层厚度小于第一层厚度。因此，存在第一组桥接片，所述第一组桥接片具有具有第一层厚度的密封组件，而第二组桥接片具有具有第二层厚度的密封组件。尤其设置，所有桥接片能够要么配属于第一组、要么配属于第二组。因此，第一组桥接片能够实现对相邻的冷却通道区段的完全密封。尤其是，由于具有与在外环和内环上方存在的层厚度相同的层厚度的密封组件，流体绝对不可能通过桥接片流动。由于外环和内环设置用于在壳体元件与壳体盖之间进行完全密封，因此，以相同的第一层厚度安装在第一组桥接片上方的密封组件同样导致产生壳体元件与壳体盖之间的完全密封。相反，具有具有较小的第二层厚度的密封组件的第二组桥接片能够实现相邻的冷却通道区段的连接。由于较小的第二层厚度，在此密封组件不能够在壳体元件与壳体盖之间进行完全密封。因此，能够实现相邻的冷却通道区段之间的过渡，由此实现冷却通道的上文描述的蜿蜒形状。因此，在第二组桥接片处，密封组件仅用于将载体与冷却介质屏蔽。在一种替代的构型方案中，密封组件能够具有一致的层厚度，从而使得第一组桥接片与第二组桥接片不以如上所述的方式区分开。

在一种特别优选的实施方式中，密封组件在第一组桥接片处形成密封面，用以密封相邻的冷却通道区段。在第二组桥接片处，密封组件形成连接面，用以连接相邻的冷却通道区段。因此，通过对应地选择第一组桥接片和第二组桥接片能够创建冷却通道，所述冷却通道蜿蜒地延伸穿过电机的整个壳体，这意味着，尤其是在壳体元件内的相邻的冷却通道区段被对向地穿流。

有利地，载体具有恒定的壁厚度。由此，能够容易且成本有利地制造载体。壁厚度尤其是载体的沿着密封垫的环形形状的中心轴线的尺寸。

有利地，载体至少部分地借助密封组件注塑包封。尤其是，载体是注塑件，该注塑件在下游的注塑过程中借助密封组件注塑包封。因此，能够实现密封垫的容易且低花费的制造。

载体优选由热塑性材料制成，该热塑性材料尤其是纤维填充的。尤其是，载体由热塑性塑料制成。这个热塑性塑料能够容易且成本有利地加工，由此能够容易且低花费地制造载体。

密封组件优选由弹性体制成。因此，密封组件能够以优化的方式承担密封功能。有利地，弹性体对所使用的冷却介质具有耐抗性，该冷却介质尤其能够是水。

优选地，载体具有至少一个定心销。特别有利地，在载体处存在多个定心销。通过至少一个定心销能够使密封垫在壳体元件和/或壳体盖处定心。如果存在多个定心销，所述定心销特别有利地对称地布置，则在装配密封垫时只能够实现密封垫的唯一一种取向。通过这种方式尤其防止将密封垫错误地装配在壳体元件和/或壳体盖处。

通过使用载体来提供密封垫的高度形状稳定性。尤其是，密封垫的扭曲最小化。同时，优化密封垫的密封效果。

优选地，本发明此外还涉及一种电机。这个电机包括转子、定子和如上所述的壳体。在此设置，定子安装在壳体的空心柱形的壳体元件处。

附图说明

以下参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中示出：

图1 根据本发明的实施例的电机的示意性视图，

图2 电机的部分区域的示意性分解图，

图3 根据本发明的实施例的电机的壳体元件的示意性详细视图，该壳体元件带有密封垫，

图4 根据本发明的实施例的电机的壳体元件的示意性详细视图，该壳体元件带有密封垫，

图5 根据本发明的实施例的电机的密封垫的示意性详细视图，

图6 根据本发明的实施例的电机的密封垫的另一个示意性详细视图，

图7 根据本发明的实施例的电机的密封垫的再一个示意性详细视图。

具体实施方式

图1示意性示出根据本发明的实施例的电机1。电机1包括转子轴3，在该转子轴上安装有转子2。转子轴3沿着电机1的壳体的壳体轴线100延伸。此外，电机1包括壳体元件5，该壳体元件构造为空心柱形并且承载定子4。通过定子4能够驱动转子2，从而使得转子轴3能够转动。尤其是，壳体轴线100构成壳体元件5的中心轴线。

壳体具有至少一个壳体盖6，该壳体盖安装在壳体元件5的端侧7处。在壳体盖6与壳体元件5之间安装有密封垫7。下面，参考图2至图7更详细地阐述壳体元件5、壳体盖6和密封垫7的相互作用。

图2示出电机1的壳体的部分区域的示意性分解图，其中，仅示意性地示出壳体元件5、壳体盖6和密封垫7。此外，作为参考，与图1一样也画入转子轴3的壳体轴线100。在壳体中构造有冷却通道8。

在图2的示意性例子中，冷却通道8具有两个冷却通道区段8.1，其中，冷却通道区段8.1通过冷却通道8的在壳体盖6的凹槽12中实现的转向区段8.2连接，以便因此建立蜿蜒的冷却通道8。为此设置，壳体元件5的端面11具有两个通道端面开口13，其中，冷却通道区段8.1从每个通道端面开口13出发关于壳体轴线100在轴向上延伸穿过壳体元件5。这样构造通过壳体盖6的凹槽12实现的转向区段8.2，使得这个转向区段通过两个通道端面开口13延伸。密封垫7安装在端面11与壳体盖6之间并且用于在壳体盖6与壳体元件5之间进行密封。在密封垫7的与通道端面开口13相对应的部位上设置有贯通开口20，以便能够实现通过冷却通道8的不受阻碍的流体流。通过密封垫7防止：沿着冷却通道8流动的冷却介质能够从壳体元件5和壳体盖6的组件中逸出。同时，密封垫7不得对冷却通道8产生负面影响。

为了将壳体元件5与壳体盖6连接，尤其存在有壳体肋片19。这些壳体肋片优选具有螺纹，该螺纹能够用于壳体元件5和壳体盖6的螺纹连接。

图3和图4示出具有已安装的密封垫7的壳体元件5。在此设置，密封垫7具有内环14、外环15以及在内环14与外环15之间进行连接的桥接片16。如图2所示，为了分别连接两个相邻的冷却通道区段8.1，密封垫7具有不同的两组桥接片16。第一组桥接片构造为具有密封面17a，用以在壳体元件5与壳体盖6之间进行密封。第二组桥接片16设有连接面17b，用以连接两个相邻的冷却通道区段8.1。所有桥接片16能够要么配属于第一组、要么配属于第二组。图5尤其详细示出第一组和第二组桥接片16的构型。

为了实现密封垫7相对于壳体元件5和壳体盖6的明确的固定，在内环14处安装有至少两个定心销18。这些定心销18不对称地布置在内环14处，从而使得密封垫7只能够以唯一一种定向布置在壳体元件5处。因此，防止密封垫7的错误装配。

下面，对图4、图6和图7一起进行描述。尤其是，由这些附图能够看出，如何以不同的方式构造第一组桥接片16和第二组桥接片16，以便一方面形成密封面17a、另一方面形成连接面17b。如尤其由图6和图7所知的那样，密封垫7两件式地构造。在载体10处安装有密封组件9，其中，载体10用于限定密封垫7的形状，而密封组件9承担密封功能。因此，载体10具有内环14和外环15以及进行连接的桥接片16，其中，载体10一体地构造。例如，载体10能够由纤维填充的热塑性塑料制成，并且通过注塑成型获得其形状。载体10的壁厚度优选是恒定的，并且对应于在图14中示出的壁厚度C。

为了使载体10能够由易于加工的且成本有利的材料制成，有利的是，不能够使用抗水解的材料。这导致，载体10不得与沿着冷却通道8流动的冷却介质接触。因此，密封组件9将载体10完全与冷却介质屏蔽。为此，密封组件9C形地围绕内环14和外环15并且完全地围绕桥接片16。因此，外环15径向向外地从密封组件9中伸出来，而内环14径向向内地从密封组件9中伸出来。然而，在这个部位处不存在冷却介质，从而排除冷却介质与载体10之间的接触。由于载体10从密封组件9中伸出来，能够实现：密封垫7能够通过载体10固定在壳体元件5和/或壳体盖6处，从而使得能够对密封垫7进行形状稳定且运动少的固定。因此尤其防止：冷却通道8能够由于密封垫7的滑落而受到干扰。

密封组件9尤其是弹性体、例如液态硅酮（液体硅橡胶，Liquid Silicone Rubber，LSR）。有利地，这个材料能够喷射到载体10上，从而使得密封垫7能够容易且低花费地通过两相注塑成型工艺制造。

为了实现上文描述的通过密封面17a可选地密封两个相邻的冷却通道区段8.1的优点并且实现通过连接面17b连接两个相邻的冷却通道区段8.1，设置：在桥接片16处，密封组件9具有不同的层厚度。当密封组件9不仅在内环14处、还在外环15处具有恒定的第一层厚度A时，密封组件9在桥接片9处的层厚度可选地要么是第一层厚度A、要么是小于第一层厚度A的第二层厚度B。

尤其是，在第一组桥接片16处存在具有第一层厚度A的密封组件9，而在第二组桥接片16处存在具有第二层厚度B的密封组件9。由此，在第一组桥接片16处存在具有与在内环14和外环15处相同的第一层厚度A的密封组件9。由于在内环14和外环15处需要相对于壳体元件5和壳体盖6进行完全密封，因此，通过第一组桥接片16处的第一层厚度A同样实现完全密封，由此生成密封面17a。这意味着，冷却介质不能够通过具有密封面17a的第一组桥接片16流动。更确切地说，相邻的冷却通道区段8.1完全分离。相反，在第二组桥接片16处，由于具有第二层厚度B的密封组件9而形成连接面17b，因为在这里密封组件9由于相对于内环14的和外环15的区域减小的层厚度不能够实现密封效果。因此，冷却介质能够通过第二组桥接片16流动，由此实现连接面17b，该连接面能够实现相邻的冷却通道区段8.1的连接。因此，在一种替代的构型方案中，能够省去壳体盖6的凹槽12。

与第一层厚度A和第二层厚度B无关地，对于所有桥接片16而言都保证：借助密封组件9完全包围这些桥接片。因此，在任何情况下都实现：通过密封组件9相对于冷却介质密封桥接片16、进而整个载体10。因此防止冷却介质可能与载体10接触，由此防止载体10的膨胀。因此，密封垫7是非常形状稳定且耐用的。

密封垫7尤其能够在电机中使用，所述电机能够用作车辆驱动器。这尤其能够是外部激励的同步电机。

Claims (13)

1.电机（1）的壳体，所述壳体包括空心柱形的壳体元件（5）、尤其是壳体罩以及至少一个壳体盖（6），所述壳体盖安装在所述壳体元件（5）的端侧，

其中，在所述壳体中构造有冷却通道（8），其中，所述壳体元件（5）具有所述冷却通道（8）的至少两个冷却通道区段（8.1），所述冷却通道区段分别从所述壳体元件（5）的端面（11）中的通道端面开口（13）出发在关于壳体轴线（100）的轴向上延伸到所述壳体元件（5）中，其中，两个相邻的冷却通道区段（8.1）分别通过构造在所述壳体盖（6）中的转向区段（8.2）相互流动连接，其中，在所述壳体元件（5）与所述壳体盖（6）之间布置有用于密封所述冷却通道（8）的密封垫（7），其中，所述密封垫（7）在所述通道端面开口（13）的区域中具有用于将所述冷却通道导通到所述壳体盖（6）中的贯通开口（20），并且其中，所述密封垫（7）具有环形的载体（10）和布置在所述载体上的密封组件（9），其特征在于，所述密封组件（9）这样环绕所述载体（10），使得所述载体（10）相对于所述壳体的冷却通道（8）完全密封。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述载体（10）具有内环（14）和外环（15）以及连接内环（14）和外环（15）的桥接片（16），其中，所述内环（14）、所述外环（15）和所述桥接片（16）优选一体地构造。

3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述内环（14）和所述外环（15）分别C形地或者括号形地被所述密封组件（9）包围，从而使得所述内环（14）径向向内地并且所述外环（15）径向向外地从所述密封组件（9）中凸出来或者与所述密封组件（9）齐平。

4.根据权利要求2或者3所述的壳体，其特征在于，所述桥接片（16）完全被所述密封组件（9）包围。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的壳体，其特征在于，在横截面中看，所述密封组件（9）分别以从所述载体（10）的两个端侧中的一个端侧出发经由面向所述冷却通道（8）的内回廊朝向所述载体（10）的另一个端侧的方式括号形地或者C形地环绕所述内环（14）和所述外环（15）。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述密封组件（9）在所述内环（14）上方和/或在所述外环（15）上方具有第一层厚度（A），其中，所述密封组件（9）在第一组桥接片（16）上方具有所述第一层厚度（A）并且在第二组桥接片（16）上方具有第二层厚度（B），其中，所述第二层厚度（B）小于所述第一层厚度（A）。

7.根据权利要求6所述的壳体，其特征在于，所述密封组件（9）在所述第一组桥接片（16）处形成密封面（17a），用以密封相邻的冷却通道区段（8.1），并且在所述第二组桥接片（16）处形成连接面（17b），用以连接相邻的冷却通道区段（8.1）。

8.根据上述权利要求中任一项所述的壳体，其特征在于，所述载体（10）具有恒定的壁厚度（C）。

9.根据上述权利要求中任一项所述的壳体，其特征在于，所述载体（10）至少部分地借助所述密封组件（9）注塑包封。

10.根据上述权利要求中任一项所述的壳体，其特征在于，所述载体（10）由热塑性材料、尤其是纤维填充的热塑性材料、尤其是热塑性塑料制成。

11.根据上述权利要求中任一项所述的壳体，其特征在于，所述密封组件（9）由弹性体制成。

12.根据上述权利要求中任一项所述的壳体，其特征在于，所述载体（10）具有至少一个、尤其多个定心销（18），以便使所述密封垫（7）在所述壳体元件（5）和/或所述壳体盖（6）处定心。

13.电机（1），所述电机包括转子（2）、定子（4）和根据上述权利要求中任一项所述的壳体，其中，所述定子（4）安装在所述壳体的空心柱形的壳体元件（5）处。

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