CN114303306A - 电驱动器的壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电驱动器的壳体（10），其具有用于电驱动车辆的E轴模块的定子（29）和转子、被冷却介质穿流通过的冷却通道（56）。冷却通道（56）一方面由壳体（10）的套筒形的附件（11）的内侧（13）上的第一通道几何结构（16）形成，另一方面由在套筒（28）的护套（54）上实施的第二通道几何结构（24）形成。

Description

电驱动器的壳体

技术领域

本发明涉及一种用于电驱动器的壳体，其具有用于电驱动车辆的E轴模块的至少一个转子和定子、在该壳体中延伸的冷却通道，冷却介质穿流通过该冷却通道。此外，本发明涉及壳体在用于电驱动车辆的E轴模块中的用途。

背景技术

DE 10 2015 205 783 A1涉及一种用于容纳电动机的冷却套装置、一种具有该冷却套装置的电驱动器以及一种用于制造该冷却套装置和/或电驱动器的方法。除了驱动力矩之外，电动机由于功率损失而产生废热，从而使电动机在运行过程中变热。因此，针对冷却电动机提出了一种用于容纳电动机的冷却套装置，其具有内套区段和外套区段，其中外套区段具有贴靠区域和引导区域，其中贴靠区域贴靠在内套区段上，并且引导区域与内套区段间隔开，从而在内套区段和外套区段之间形成用于引导流体的流体引导结构。引导区域和/或贴靠区域构造为外套区段中的成形区域，其中成形区域通过工具引入外套区段中。

DE 10 2009 001 387 A1涉及一种电机。该电机尤其设置用于机动车并且包括壳体、具有轴线的轴、定子和转子。设置有至少一个用于引导冷却流体以冷却电机的通道，其中至少一个通道的至少一个区段的几何结构或取向构造为，使得冷却流体以小于40º的偏差、尤其是仅在轴的轴线的方向上穿流通过至少一个通道。

DE 10 2015 212 442 A1涉及一种用于电动机的冷却套装置和具有该冷却套装置的电驱动器。提出了一种用于电动机的冷却套装置，其具有用于容纳电动机的冷却套，其中冷却套围绕主轴线布置，并且冷却套具有用于引导冷却流体的冷却通道区域。第一偏转装置布置在冷却套的第一轴向侧面上，其中第一偏转装置形成用于偏转冷却流体的第一偏转区域，并且第一偏转装置具有第一插接区段。第一插接区段沿相对于主轴线的轴向方向移入冷却通道区域中，使得第一偏转区域通过插接区段与冷却通道区域以流动技术连接。

DE 10 2017 211 317 A1涉及一种电机的定子及其冷却设备。电机的定子、尤其是用于电动或混动车辆的机电驱动机器的定子具有定子叠片组（其具有定子轭和多个径向取向的定子齿）以及相应数量的布置在定子齿之间的、用于容纳定子绕组的定子槽。设置有具有一定数量的冷却通道的冷却设备，冷却通道分别轴向延伸地布置在其中一个定子槽中。

发明内容

根据本发明，提出了具有用于电驱动车辆的E轴模块的至少一个转子和定子的电驱动器的壳体，其中壳体具有在其中延伸的冷却通道，冷却介质穿流通过该冷却通道。根据本发明，冷却通道一方面由实施在壳体的套筒形的附件的内侧上的第一通道几何结构，另一方面由构造在套筒的护套上的第二通道几何结构形成。

通过根据本发明提出的解决方案，可以以在制造技术方面特别有利的方式避免对用于容纳电机的定子的壳体的复杂的、昂贵的和耗时的切削加工。冷却通道几何结构一方面可以在制造壳体的情况下浇注到壳体中，并且另一方面可以在制造可移入壳体中的套筒的情况下，在其外套上与第一通道几何结构互补地，同样以铸造的成形方法制造为第二通道几何结构。

在根据本发明提出的解决方案的扩展方案中，一方面在套筒形的附件的内侧上的通道几何结构和另一方面在套筒的外侧上的通道几何结构可以通过肋、尤其是通过径向肋来表示。在根据本发明提出的壳体的情况下，套筒和套筒形的附件的内侧以有利的方式相互形成明显简化安装的拉出倾斜部。这简化了套筒在壳体的套筒形的附件中的沿轴向方向进行的安装。

以有利的方式提供拉出倾斜部，从而使拉出倾斜部沿轴向方向从A轴承区域出发延伸到B轴承区域，其中通过拉出倾斜部在A轴承区域中产生与套筒形的附件在B轴承区域中具有的直径相比更小的直径。在根据本发明提出的壳体的情况下，两个相互互补地构造的通道几何结构分别具有弧形构造的偏转部，其能够实现通过冷却通道的冷却介质的偏转。这又以有利的方式有利于在电机运行期间形成的热损失的散热。

在根据本发明提出的壳体的情况下，由第一通道几何结构和第二通道几何结构形成的冷却通道基本上构造为回纹形状。回纹形状以有利的方式提供了冷却流体流动的明显的延长，从而其在通过所有相互连接的冷却通道时导出最大的热损失，并且确保电机的有效冷却。

在根据本发明提出的壳体的情况下，槽实施在第一通道几何结构中，例如浇注到其中，在套筒的基本上沿轴向方向进行的安装的情况下，第二通道几何结构的径向肋移动到槽中。

另一方面，槽也可以实施、尤其是浇注在第二通道几何结构中，在套筒的基本上沿轴向方向进行的安装的情况下，第一通道几何结构的径向肋移动到这些槽中。槽以有利的方式提供针对尤其实施为径向肋的肋的相应的端部的容纳区域，从而在将套筒安装在壳体的套筒形的附件中时形成密封部位，并且通过将肋的头移动到相应的槽中有效地禁止冷却介质流动的短路轴，并且强制经由冷却通道通过的冷却流体流动。

在根据本发明提出的壳体的情况下，槽基本上沿轴向方向延伸，槽一方面实施在套筒形的附件的内侧上，并且另一方面实施在套筒的护套上。

在根据本发明提出的壳体的情况下，套筒形的附件上的套筒在B轴承区域中利用轴向密封件和径向密封件密封，并且在A轴承区域中利用至少一个径向密封件密封。

本发明还涉及壳体在用于电驱动车辆的E轴模块的电驱动器上在变速器中的用途。

通过根据本发明提出的解决方案可以以在制造技术方面有利的方式避免冷却通道在用于容纳电驱动器的壳体中的复杂的切削制造。相反，根据本发明提出的解决方案能够通过铸造的成形方法不仅在壳体的内侧，而且在要与壳体拼接的构件（尤其是套筒）的周侧面上成形出通道几何结构。通道几何结构定义了冷却通道和进而冷却介质通过壳体或壳体部分的流动的特定的走向。通过预设冷却通道的走向，可以以限定的方式调整电机的热损失的废热传输。

在制造技术方面特别简单的和廉价的方法中，在制造通道几何结构时，尤其可以制造径向肋，其一方面能够实现简单的脱模，并且另一方面形成具有非常好的密封特性的冷却通道结构。如果槽例如浇注到通道几何结构中（与之互补地构造的径向肋的头部或半径嵌入槽中），那么各个冷却通道可以通过相应地形成壁而彼此密封，而无需另外的密封元件。因此，以有利的方式可以避免冷却介质流的短路，从而确保有效的冷却，并且尤其是可以确保冷却介质的连续的穿流。在根据本发明提出的解决方案中，入口和出口例如可以实施在要插入到壳体中的套筒上。为了简化安装，不仅壳体的内侧（冷却通道的第一通道几何结构构造在其上），而且沿轴向方向要拼接到壳体中的套筒的周侧面以第二通道几何结构具有拉出倾斜部。这明显简化了基本上在轴向方向上进行的安装，从而不需要进一步的切削加工步骤。

由于定子被压入共同的壳体中，通过覆盖而形成固有应力。固有应力对共同的壳体的形状和位置公差产生影响。通过共同的壳体的根据本发明提出的解决方案实现冷却通道不仅在径向而且在轴向方向上的密封可能性。在轴向密封的情况下，O形环的槽在端侧浇注在相应的壳体半部上。根据共同的壳体的弯曲，这可以具有多个密封变型方案，其适配于产生的形状和位置公差。

附图说明

随后根据附图更详细地描述本发明。其中：

图1示出了壳体和在其内侧构造的第一通道几何结构的立体视图；

图2以纵截面图示出了可沿轴向方向移入根据图1的壳体中的套筒；

图3示出了套筒和构造在护套上第二通道几何结构的立体视图；

图4示出了在根据图1的套筒形的附件和根据图3的套筒之间的拉出倾斜部的图示；

图5示出了穿过由套筒形的附件和拼接在其中的套筒拼接成的装置的截面图；

图6示出了相互拼接的第一和第二通道几何结构的图示；

图7示出了在套筒形的附件中、在第一通道几何结构的范围内构造的偏转部的图示；

图8示出了A轴承侧的密封件的图示；

图8.1和8.2示出了B轴承区域中的轴向密封件和径向密封件；

图9示出了带有冷却剂入口和冷却剂出口的套筒的立体视图；

图10示出了基本上相应于图6的图示，其具有在套筒的已安装的状态中的第一通道几何结构和第二通道几何结构的嵌接到彼此中的径向肋或浇注的槽；

图11示出了短路流动的详细图示；

图12示出了在套筒的周侧面上的第二通道几何结构的示例中的冷却介质的流动路径的走向；并且

图13示出了穿过套筒形的附件和安装在其中的套筒连同电机的定子的截面图。

具体实施方式

在本发明的实施方式的以下描述中，相同的或相似的元件利用相同的附图标记表示，其中在个别情况下省略对这些元件的重复描述。附图仅示意性示出本发明的主题。

从根据图1的图示可以立体的方式看到壳体10的视图，在该壳体上设置有柱筒形的、套筒形的附件11。在套筒形的附件11的内部存在A轴承区域12，在套筒形的附件11的敞开的端部上设置有B轴承区域14。在图4中示出的定子29可转动地支承在A轴承区域12和B轴承区域14中，定子由于更好的可视性的原因在图1中被省略。套筒形的附件11的内侧13设有第一通道几何结构16。根据图1，第一通道几何结构16被提供为，使得其具有各个向内延伸的径向肋26，在这些径向肋之间分别浇注有关于套筒形的附件11基本上沿轴向方向延伸的槽42。优选地，套筒形的附件11制造为铸件，以便避免通过切削方法对套筒形的附件11的内侧13的复杂的和昂贵的加工，并且相反通过成形方法、例如铸造在套筒形的附件11的内侧13上建立第一通道几何结构16。

从根据图1的图示产生的是，在第一通道几何结构16的范围内，在套筒形的附件11的内侧13上，被冷却介质穿流通过的各个冷却通道区段通过径向肋26彼此分离。在相应的径向肋26的端部上存在弧形的偏转部18。在套筒形的附件11的内侧13上的径向向内延伸的各个径向肋26之间存在基本上沿轴向方向延伸的槽42，其优选被浇注到套筒形的附件11的内侧13中。图2示出了穿过套筒28的纵截面图，该套筒在其护套54上设有第二通道几何结构24。在图2中以纵截面图示出的套筒28上，在B轴承区域14中存在环绕的环30。在图2中以纵截面图示出的套筒28的内表面是基本上平坦的，除了直径阶梯部以外。

图3以立体视图未切开地示出了套筒28。从根据图3的立体视图得到的是，套筒28在其护套54上设有第二通道几何结构24。第二通道几何结构24构造成与根据图1中的图示的第一通道几何结构16互补。如果根据图3中的图示的套筒28被移入套筒形的附件11的内部，那么在一方面套筒形的附件11的内侧13上的第一通道几何结构16和另一方面套筒28的护套54上的第二通道几何结构24之间形成冷却通道56。从图3得到的是，在第二通道几何结构24的各个部段之间同样设置有槽43，槽优选被浇注到周侧面54中。与第一通道几何结构16的径向肋26类似地，在套筒28的护套54上的第二通道几何结构24也具有径向肋44。如随后描述的那样，在套筒28沿轴向方向安装在套筒形的附件11中时，第二通道几何结构24的径向肋44被移入内侧13上的第一通道几何结构16的槽42中；此外，在套筒形的附件11的内侧13上实施的径向肋26被移入第二通道几何结构24的槽43中，从而使得在套筒28安装在套筒形的附件11中时，冷却通道56形成为冷却通道插件22。

图4示出了穿过套筒形的附件11的纵截面图，套筒28移入到该附件中。如从根据图4的截面图得到的那样，在套筒形的附件11和套筒28之间设置有拉出倾斜部20，其能够实现套筒28的轴向的安装或拆卸。在敞开的端部上，套筒28具有环30；套筒28此外包围在此未详细示出的电机的定子29。拉出倾斜部20以如下方式被限定，即与套筒28在B轴承区域14中的直径相比，拉出倾斜部在A轴承区域12中具有更小的直径。通过直径差异形成基本上锥形延伸的拉出倾斜部20。

图5示出了套筒形的附件11、在其内侧13上设置的第一通道几何结构16、根据图3的移入套筒形的附件11中的套筒28以及电机的定子29的俯视图。

图6示出了，具有第二通道几何结构24的套筒28移入套筒形的附件11的内侧13上的第一通道几何结构16中。如图6所示的那样，在套筒28的已安装的状态下，其径向肋44移入第一通道几何结构16的相对应的槽42中。这同样适用于第一通道几何结构16的内侧上的径向肋26。

从图7可看到第一通道几何结构16的如下细节：通过径向肋26形成各个冷却通道区段，冷却通道区段分别由A轴承区域12中的偏转部18限界。偏转部18分别将冷却介质流重新转向到对置的侧面。

从图8、8.1和8.2可看到密封部位，其在套筒28和套筒形的附件11的拼接状态中出现。图8示出了，套筒28（其包围在图8中示意性示出的定子29）移入壳体10的套筒形的附件11中。通过拉出倾斜部20使移入操作简化地进行。套筒28包括已经多次提到的环30。位于A轴承区域12中的径向密封件32在该部位处密封。从图8.1和8.2可以看到，在B轴承区域14中（分别通过O形环示出）提供轴向密封件34或径向密封件36。在这两个图中，即在图8.1和8.2中，具有环30的套筒28移入套筒形的附件11中，从而产生冷却通道56的由两个通道几何结构16、24产生的结构。

图9以示意性的方式、以立体视图示出了套筒28。在环30的上侧存在用于冷却介质的入口38；与之相邻地示出了出口40，在出口上，冷却介质在通过冷却通道56之后被加热地离开冷却通道56。如图9所示的那样，第二通道几何结构24构造在套筒28的护套54上，第二通道几何结构除了径向肋44之外还包括第二通道几何结构24的沿轴向方向延伸的槽43。

从根据图10的图示可以看到，在套筒28的周侧面54上的第二通道几何结构24嵌入套筒形的附件11的内侧13上的第一通道几何结构16中。从根据图10的图示得到的是，不仅第二通道几何结构24的径向肋44嵌入第一通道几何结构16的槽42中，而且在套筒形的附件11的内侧13上的第一通道几何结构16的径向肋26嵌入第二通道几何结构24的相对应的槽43中。因此确保的是，用于冷却流体的各个流动通道区段保持彼此分离，并且不会出现图11所示的短路流动46。密封部位48已经提供在冷却通道56的区域中，从而如图11所示的那样，第二通道几何结构24的径向肋44嵌入第一通道几何结构16的相对应的槽42中。因此，有效地禁止了冷却通道56的两个通道区段之间的短路流动46。

从图12可以看到，冷却介质通过入口38流入冷却通道56中，并且从B轴承区域14溢出到A轴承区域12中。在通过在图12中未示出的弧形延伸的偏转部18（参见根据图1的图示）之后，被导回的冷却介质52从A轴承区域12导回到B轴承区域14中。冷却通道56整体上，即在第一通道几何结构16和第二通道几何结构24相互拼接的情况下具有回纹形状58。通过在套筒28和套筒形的附件11之间构造回纹形状58提供了用于冷却介质的流动路径的延长部，从而通过根据本发明提出的解决方案可以实现最大程度运走电机的热损失。

图13示出了，套筒28连同环30沿拉出倾斜部20移入壳体10的套筒形的附件11中。从图13可看到拉出倾斜部20的锥度。以如下方式形成冷却通道56，即将套筒28移入具有构造在内侧13上的第一通道几何结构16的套筒形的附件11中。在其周侧面54上存在第二通道几何结构24，其和第一通道几何结构16一起形成壳体10中的冷却通道56的走向和密封。

本发明并不局限于在此描述的实施例和在其中强调的方面。相反，在通过权利要求说明的范围内，在专业处理范围内的大量修改是可能的。

Claims (11)

1.电驱动器的壳体（10），所述壳体具有用于电驱动车辆的E轴模块的定子（29）和转子、被冷却介质穿流通过的在壳体（10）中延伸的冷却通道（56），其特征在于，所述冷却通道（56）一方面由在壳体（10）的套筒形的附件（11）的内侧（13）上实施的第一通道几何结构（16）形成，另一方面由构造在套筒（28）的护套（54）上的第二通道几何结构（24）形成。

2.根据权利要求1所述的壳体（10），其特征在于，在套筒形的附件（11）和套筒（28）上的通道几何结构（16、24）通过肋（26、44）、尤其是径向肋示出。

3.根据权利要求1和2所述的壳体（10），其特征在于，套筒（28）和套筒形的附件（11）的内侧（13）具有拉出倾斜部（20）。

4.根据权利要求3所述的壳体（10），其特征在于，所述拉出倾斜部（20）沿轴向方向从A轴承区域（12）延伸到B轴承区域（14）。

5.根据权利要求1至4所述的壳体（10），其特征在于，所述通道几何结构（16、24）具有分别弧形构造的用于使冷却介质偏转的偏转部（18、50）。

6.根据权利要求1至5所述的壳体（10），其特征在于，由第一通道几何结构（16）和第二通道几何结构（24）构成的冷却通道（56）以回纹形状（58）延伸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的壳体（10），其特征在于，在第一通道几何结构（16）中实施有槽（42），第二通道几何结构（24）的径向肋（44）在安装套筒（28）的情况下移入所述槽中。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的壳体（10），其特征在于，在第二通道几何结构（24）中实施有槽（43），第一通道几何结构（16）的径向肋（26）在安装套筒（28）的情况下移入到所述槽中。

9.根据权利要求7或8所述的壳体（10），其特征在于，在套筒形的附件（11）的内侧（13）上以及在套筒（28）的护套（54）上的槽（42、43）基本上沿轴向方向延伸。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的壳体（10），其特征在于，套筒（28）在套筒形的附件（11）中在B轴承区域（14）中利用轴向密封件（34）和径向密封件（36）进行密封，并且在A轴承区域（12）中利用至少一个径向密封件（32）进行密封。

11.根据前述权利要求中任一项所述的壳体（10）在电驱动车辆的电驱动器上在变速器中的用途。

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