EP4005068A1 - Motorgehäuse und verfahren zur herstellung eines motorgehäuses - Google Patents

Motorgehäuse und verfahren zur herstellung eines motorgehäuses

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EP4005068A1
EP4005068A1 EP20749895.7A EP20749895A EP4005068A1 EP 4005068 A1 EP4005068 A1 EP 4005068A1 EP 20749895 A EP20749895 A EP 20749895A EP 4005068 A1 EP4005068 A1 EP 4005068A1
Authority
EP
European Patent Office
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inner part
jacket
motor housing
base body
housing according
Prior art date
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Pending
Application number
EP20749895.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Franz-Josef Wöstmann
Jonas KLEI
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4005068A1 publication Critical patent/EP4005068A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the application relates to a motor housing for an electric motor and a method for producing a motor housing for an electric motor.
  • Electric motors which are increasingly being used, for example, in the automotive industry, typically have a housing that accommodates a stator and transmits forces between the stator and connected elements, such as a body.
  • the motor housings represent complex technical components that have to meet certain technical requirements and are designed differently depending on the intended application.
  • a motor housing for an electric motor which comprises an inner part and a jacket.
  • the inner part comprises a hollow cylindrical base body and at least one rib arranged on the outside of the base body.
  • the jacket is slipped over the inner part and makes contact with the at least one rib.
  • a cooling channel is formed between the part and the jacket.
  • the proposed motor housing has the advantage that it can be adjusted cost-effectively. In particular, it can be manufactured in different sizes and adapted for certain applications, whereby a complex modification of the manufacturing process and / or the tools required for it can preferably be dispensed with.
  • a method for producing a motor housing for an electric motor - in particular the motor housing defined above - comprises a step for producing an inner part which has a hollow cylinder base body and at least one rib arranged on the outside of the base body.
  • the method includes manufacturing a jacket.
  • the jacket is placed over the inner part, so that the jacket contacts the at least one rib and a cooling channel is formed between the inner part and the jacket.
  • a motor output can be scalable through the length of the housing while the diameter remains the same.
  • the motor housing can then, for example, depending on the desired output of the motor to be produced, in different Lengths can be made.
  • a stator of the electric motor can be inserted into an inner cavity of the hollow cylindrical base body - either directly or, for example, using an additional socket.
  • the cooling channel then runs outside the inner part and can, for example, be supplied with a cooling medium in order to cool the motor.
  • the cooling channel can be made fluid-tight for this purpose.
  • the motor housing there can be a press fit between the jacket and the inner part.
  • the interference fit can be produced when the jacket is slipped over the inner part.
  • the jacket and inner part can alternatively or in addition to the press fit, for example, also be joined to one another in a materially bonded manner.
  • the method for producing the motor housing can accordingly include a step for materially joining the jacket to the inner part. For example, welding or gluing can be provided. In possible designs, spot welding, roller welding, but also thermal joining can be provided.
  • the jacket can have a conical shape.
  • an outer radius of the inner part which is predetermined by the at least one rib, can increase in an axial direction. Due to the conical shape or the increasing outer radius, the manufacture of the press fit can be favored and the turning can be made easier. In executions in which both a conical shape and an increasing outer radius are provided, both can be coordinated.
  • the inner part can, for example, be produced by casting - in particular by chill casting or sand casting or pressure casting - or by extrusion.
  • the production of the inner part can alternatively or additionally include reshaping.
  • the production of the inner part can furthermore include joining, in particular joining the ribs, for example by gluing or welding.
  • the use of extruded profiles can cause a special allow this cost-effective production.
  • Casting production can also enable inexpensive production, in particular if integration of a cover plate or functional elements is envisaged, or if ribs with a complicated design are provided.
  • the at least one rib can be reworked in one step of the method.
  • interruptions can be made in the at least one rib, for example by machining.
  • the outer radius which increases in one direction can alternatively or additionally be set.
  • the ribs can, however, also be produced with the increasing outer radius and / or the interruptions.
  • the inner part can be cast together with the ribs and their desired properties.
  • the at least one rib can extend axially on the outside of the Grundkör pers.
  • several ribs are typically provided, for example at least three ribs or at least four ribs or at most 20 ribs, with chambers for a cooling medium being formed between the ribs, which chambers can be connected to one another by possible interruptions in one or more of the ribs.
  • the cooling channel is formed by these chambers. If the ribs are alternately interrupted or shortened at opposite ends, the cooling channel is given a meander shape.
  • the min least one rib runs in a spiral shape around the base body. This also creates a spiral cooling channel.
  • the inner part can for example be made of metal, in particular steel or aluminum.
  • One or two cover plates can be provided for the motor housing.
  • the cover plates can be arranged in such a way that they close the hohlzylindri's main body on both sides, it being possible for a hole to be provided for a shaft of the motor.
  • one or two the cover plates each have at least one contact opening which enables contact between the cooling channel and the cooling medium.
  • the at least one contact opening can be located in a radially outer region of the respective cover plate, which, viewed in the radial direction, is at the level of the cooling channel, that is, between the base body and the jacket.
  • One of the cover plates can be produced together with the inner part. In particular, this can be produced in one piece with the inner part, for example it can also be cast.
  • the jacket can be produced by forming.
  • the method can for example comprise reshaping and joining for the production of the jacket. Short cycle times can be achieved by manufacturing the shell by means of forming.
  • the jacket can be made of metal. In particular, it can be made from sheet metal, steel, aluminum or from steel or aluminum alloys.
  • the jacket can, however, also be made of plastic, in particular made of fiber-reinforced plastic.
  • the jacket is made in one piece.
  • the jacket can have a spatially varying wall thickness and / or a cone shape.
  • the manufacture of the shell may include reverse extrusion. Backward extrusion can be used in particular when different wall thicknesses are to be produced within the shell and / or functional elements in the shell.
  • the application also relates to a motor housing for an air-cooled electric motor, comprising an inner part produced by casting or extrusion with a hollow cylindrical base body and several ribs arranged on the outside of the base body and two cover plates connected to the base body.
  • This motor housing can be made in an advantageous manner using the method described here or using the facilities required to carry out the method.
  • the flexible and inexpensive manufacture mentioned at the beginning which is achieved by the devices and methods according to the application is made possible, extends to this motor housing for an air-cooled electric motor.
  • the inner part of the motor housing of the air-cooled electric motor can be produced in the manner described above - that is, in the same way as the above-described part of the motor housing which comprises the jacket - and have the same properties.
  • Figure 1 is an exploded view of a motor housing
  • Figure 2 is an exploded view of a motor housing with a
  • FIG. 3a, b two views of a motor housing, with a directly cast-on cover plate and a circumferential shoulder,
  • FIG. 4 shows a side view of an inner part with ribs with a conical outer contour
  • FIG. 5 shows an inner part with a meandering flow channel
  • FIG. 6 an inner part with a spiral flow channel
  • FIGS. 7a, b show a motor housing with an inner part and a closing jacket
  • FIG. 8 a motor housing for an air-cooled electric motor.
  • Figure 1 shows an exploded view of a motor housing for a media tightly cooled electric motor. It comprises an inner part with a hohlzylindri's main body 1 and several axially extending ribs 2 arranged on the outside of the main body. It also includes a jacket 3, which is slipped over the inner part, and two cover plates 4, which have holes 5 for a motor shaft.
  • the stator of the motor can be inserted into an inner cavity of the hollow cylindrical base body 1 and the motor housing can then be closed at the opposite ends by the cover plates 4.
  • the inner part can be produced by casting or by extrusion, for example from steel or aluminum.
  • the production can take place including the ribs 2; but these can also be added later.
  • the abovementioned shortening of the ribs 2 can already be made during casting.
  • the shortenings can also be introduced subsequently, for example by machining.
  • the manufacture of the inner part can also include a reshaping.
  • the jacket 3 is formed in one piece and Herge provides by forming and joining. It is made of sheet metal or aluminum, but can also be made of plastic.
  • the jacket 3 can have a spatially varying wall thickness and / or a conical shape. In this way the press fit can be favored the. Its manufacture may involve reverse extrusion.
  • the jacket S and the inner part are coordinated in such a way that the parts can be turned over and fastened to one another through the press fit, the press fit being the only connection between the jacket S and the inner part in possible designs, while in other possible designs it is also a cohesive joining can be provided by welding or gluing.
  • FIG. 2 shows a variant of the motor housing shown in FIG.
  • the inner part is manufactured in one piece together with one of the two cover plates 4 in a casting process.
  • the second of the two cover plates can then be attached to the inner cavity after the stator has been introduced.
  • the co-cast cover plate 4 has in a radially outer area contact openings 6, which allows the cooling channel 8 to be acted upon with a cooling medium.
  • FIGS. 3 a and b show the inner part in a cast version with a cast cover plate 4 from two different sides.
  • FIG. 3a reveals the cover plate 4 with the contacting openings
  • FIG. 3b shows an opposite side on which a circumferential shoulder is arranged.
  • the stator can be inserted directly into the inner part, or a separate liner can be inserted into the inner part and the stator pressed into the socket.
  • FIG. 4 shows that the ribs 2 of the inner part have a height that changes in the axial direction, as a result of which an outer radius of the inner part defined by this height changes in this axial direction.
  • the inner part tapers from bottom to top. That is to say, the angle ⁇ drawn as an example for one of the ribs 2 to the base surface of the cylindrical base body is slightly more than 90 °.
  • the variable height of the ribs 2 can - as well as the interruptions or shortenings of the ribs 2 which can also be seen in the figure - are already produced during casting or can be incorporated subsequently.
  • a cor responding coat that is slipped over the inner part can be a the angle a have adapted cone shape.
  • FIG. 5 the mentioned interrupted design of the ribs 2 is illustrated again, by means of which the meander shape which promotes cooling is achieved.
  • the ribs 2 are alternately shortened at opposite ends, so that the chambers defined by them are connected to one another where the ribs 2 are shortened. No shortening is provided for one of the ribs 2.
  • the chambers arranged on the two sides of this non-shortened rib 2 form the first chamber and the last chamber of the cooling channel. These chambers are each connected to a contact opening.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of the inner part, a spiral-shaped rib 2 being provided on the hollow cylinder base body 1 instead of several axially extending ribs 2.
  • Such an inner part can be used instead of the inner parts shown in the previous figures.
  • it can be cast in one piece.
  • the spiral-shaped rib also has a variable height, whereby a continuously increasing outer radius of the inner part in one direction is acted.
  • a jacket 3 can be turned up with a corresponding cone shape.
  • FIGS. 7 a and b An alternative embodiment of the motor housing is illustrated in FIGS. 7 a and b.
  • the inner part with the base body 1 and ribs 2 and the jacket 3 are again provided.
  • the cover plate 4 is arranged on the jacket.
  • the jacket 3 together with the cover plate arranged thereon can then be slipped over the inner part, as shown in FIG. 7 b.
  • an extruded inner part and a jacket produced by forming technology can be used. As a result, a risk of leakage in particular can be reduced here.
  • Figure 8 shows a motor housing for an air-cooled electric motor. It has the inner part, which comprises the hollow cylindrical base body 1 with the Rip pen 2, and two cover plates 4, one of which can in particular be made in one piece with the inner part. The inner part 3 is not enclosed by the jacket 3. The ribs 2 then represent a larger surface area for air cooling.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorgehäuse für einen Elektromotor, welches ein Innenteil mit einem hohlzylindrischen Grundkörper und mindestens einer außen am Grundkörper angeordneten Rippe und einen über das Innenteil gestülpten Mantel umfasst, der die mindestens eine Rippe kontaktiert, wobei ein Kühlkanal zwischen Innenteil und Mantel ausgebildet wird.

Description

Motorgehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Motorgehäuses
Die Anmeldung betrifft ein Motorgehäuse für einen Elektromotor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Motorgehäuses für einen Elektromotor.
Elektromotoren, die etwa in der Automobilindustrie zunehmend zum Einsatz kommen, weisen typischerweise ein Gehäuse auf, welches einen Stator auf nimmt und wirkende Kräfte zwischen dem Stator und angeschlossenen Ele menten, wie etwa einer Karosserie, überträgt.
Die Motorgehäuse stellen dabei komplexe technische Bauteile dar, die be stimmten technischen Anforderungen genügen müssen und entsprechend je nach vorgesehener Anwendung unterschiedlich auszuführen sind. Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leis tungsfähiges Motorgehäuse bzw. ein Herstellungsverfahren dafür vorzuschla gen, um eine kostengünstige und vorzugsweise möglichst flexibel an unter- schiedliche Anforderungen anpassbare Herstellung von Elektromotoren zu ermöglichen.
Dies wird durch ein Motorgehäuse gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bzw. gemäß Anspruch 17 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 18 er reicht. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Unter ansprüchen sowie aus der Beschreibung und den Figuren.
Demgemäß wird ein Motorgehäuse für einen Elektromotor vorgeschlagen, welches ein Innenteil und einen Mantel umfasst. Das Innenteil umfasst dabei einen hohlzylindrischen Grundkörper und mindestens eine außen am Grund körper angeordnete Rippe. Der Mantel ist über das Innenteil gestülpt und kontaktiert die mindestens eine Rippe. Ein Kühlkanal wird zwischen dem In nenteil und dem Mantel ausgebildet.
Das vorgeschlagene Motorgehäuse hat den Vorteil, dass es kostengünstig her stellbar ist. Insbesondere kann es in unterschiedlichen Größen und für be stimmte Anwendungen angepasst hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine aufwändige Modifikation des Herstellungsprozesses und/oder der dafür benötigten Werkzeuge entfallen kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Motorgehäuses für einen Elektromotor - insbesondere des oben definierten Motorgehäuses - umfasst einen Schritt zum Herstellen eines Innenteils, welches einen hohlzy lindrischen Grundkörper und mindestens eine außen am Grundkörper ange ordnete Rippe aufweist. Außerdem umfasst das Verfahren ein Herstellen ei nes Mantels. In einem Schritt des Verfahrens wird der Mantel über das Innen teil gestülpt, so dass der der Mantel die mindestens eine Rippe kontaktiert und ein Kühlkanal zwischen Innenteil und Mantel ausgebildet wird.
Hierdurch kann eine flexible und kostengünstige Herstellung des Motorgehäu ses realisiert werden.
Eine Motorleistung kann durch die Länge des Gehäuses bei gleichbleibendem Durchmesser skalierbar sein. Das Motorgehäuse kann dann beispielsweise, je nach angestrebter Leistung des herzustellenden Motors, in unterschiedlichen Längen hergestellt werden.
In einen inneren Hohlraum des hohlzylindrischen Grundkörpers kann bei spielsweise ein Stator des Elektromotors einsetzbar sein - entweder direkt oder beispielsweise unter Verwendung einer zusätzlichen Buchse. Der Kühl kanal verläuft dann außerhalb des Innenteils und kann beispielsweise mit ei nem Kühlmedium beaufschlagt werden, um den Motor zu kühlen. Der Kühl kanal kann zu diesem Zweck fluiddicht ausgeführt sein.
Bei dem Motorgehäuse kann eine Presspassung zwischen Mantel und Innen teil bestehen. In einer möglichen Ausführung besteht neben der Presspassung keine weitere Verbindung zwischen Mantel und Innenteil. Die Presspassung kann beim Stülpen des Mantels über das Innenteil hergestellt werden. In an deren möglichen Ausführungen können Mantel und Innenteil alternativ oder zusätzlich zur Presspassung aber beispielsweise auch stoffschlüssig aneinan der gefügt sein. Wenn eine stoffschlüssige Verbindung vorgesehen ist, kann das Verfahren zur Herstellung des Motorgehäuses entsprechend einen Schritt zum stoffschlüssigen Fügen des Mantels mit dem Innenteil umfassen. Bei spielsweise kann ein Schweißen oder Kleben vorgesehen sein. In möglichen Ausführungen kann Punktschweißen, Rollenschweißen, aber auch thermi sches Fügen vorgesehen sein.
Der Mantel kann eine Kegelform aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zur Ke gelform des Mantels kann ein durch die mindestens eine Rippe vorgegebener Außenradius des Innenteils sich in eine axiale Richtung vergrößern. Durch die Kegelform bzw. durch den sich vergrößernden Außenradius kann das Herstel len der Presspassung begünstigt und das Stülpen erleichtert werden. In Aus führungen, in denen sowohl eine Kegelform als auch ein sich vergrößernder Außenradius vorgesehen sind, können beide aufeinander abgestimmt sein.
Das Innenteil kann beispielsweise durch Gießen - insbesondere durch Kokil lengießen oder Sandgießen oder Druckgießen - oder durch Strangpressen hergestellt werden. Das Herstellen des Innenteils kann alternativ oder zusätz lich ein Umformen umfassen. Das Herstellen des Innenteils kann weiterhin ein Fügen, insbesondere ein Anfügen der Rippen umfassen, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen. Ein Einsatz von Strangpressprofilen kann eine beson- ders kostengünstige Herstellung ermöglichen. Eine gießtechnische Herstellung kann ebenfalls eine günstige Fertigung ermöglichen, insbesondere wenn eine Integration einer Deckplatte oder von Funktionselementen angedacht ist, o- der wenn kompliziert ausgestaltete Rippen vorgesehen sind. Diese Aspekte werden später noch näher erläutert.
Unabhängig davon, ob die Rippen zusammen mit dem Grundkörper herge stellt oder nachträglich daran angeordnet werden, kann in einem Schritt des Verfahrens eine Nachbearbeitung der mindestens einen Rippe erfolgen. Bei der Nachbearbeitung können beispielsweise Unterbrechungen in die mindes tens eine Rippe eingebracht werden, beispielsweise durch Spanen. Bei der Nachbearbeitung kann alternativ oder zusätzlich auch der sich in eine Rich tung vergrößernde Außenradius eingestellt werden. Die Rippen können aber auch gleich mit dem sich vergrößernden Außenradius und/oder den Unter brechungen hergestellt werden. Etwa kann das Innenteil mitsamt den Rippen und ihren gewünschten Eigenschaften gegossen werden.
Die mindestens eine Rippe kann sich axial an der Außenseite des Grundkör pers erstrecken. In diesem Fall sind typischerweise mehrere Rippen vorgese hen, beispielsweise mindestens drei Rippen oder mindestens vier Rippen oder höchstens 20 Rippen, wobei zwischen den Rippen Kammern für ein Kühlmedi um ausgebildet werden, die durch mögliche Unterbrechungen in einer oder mehreren der Rippen miteinander verbunden sein können. Durch diese Kam mern wird der Kühlkanal gebildet. Wenn die Rippen abwechselnd an entge gengesetzten Enden unterbrochen oder verkürzt sind, erhält der Kühlkanal eine Mäanderform. Bei dem Motorgehäuse kann es auch sein, dass die min destens eine Rippe spiralförmig um den Grundkörper verläuft. Dadurch ent steht ein ebenfalls spiralförmiger Kühlkanal.
Das Innenteil kann beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium gefertigt sein.
Für das Motorgehäuse können eine oder zwei Deckplatten vorgesehen sein. Die Deckplatten können derart angeordnet sein, dass sie den hohlzylindri schen Grundkörper auf beiden Seiten verschließen, wobei ein Loch für eine Welle des Motors vorgesehen sein kann. Weiterhin kann in einer oder in bei- den Deckplatten jeweils mindestens eine Kontaktierungsöffnung vorgesehen sein, die eine Kontaktierung des Kühlkanals mit dem Kühlmedium ermöglicht. Dafür kann die mindestens eine Kontaktierungsöffnung in einem radial außen liegenden Bereich der jeweiligen Deckplatte liegen, der sich in radialer Rich tung betrachtet auf Höhe des Kühlkanals, also zwischen Grundkörper und Mantel, befindet. Eine der Deckplatten kann zusammen mit dem Innenteil hergestellt werden. Insbesondere kann diese einstückig mit dem Innenteil hergestellt werden, beispielsweise mitgegossen werden.
Der Mantel kann umformtechnisch hergestellt sein. Das Verfahren kann zur Herstellung des Mantels beispielsweise ein Umformen und Fügen umfassen. Durch eine umformtechnische Herstellung des Mantels können kurze Zyklus zeiten erreicht werden.
Der Mantel kann aus Metall gefertigt sein. Insbesondere kann er aus Blech, Stahl, Aluminium oder aus Stahl- oder Aluminiumlegierungen gefertigt sein. Der Mantel kann aber auch aus Kunststoff, insbesondere aus Faserkunst stoffverbunden, ausgebildet sein.
In einer möglichen Ausführung ist der Mantel einteilig ausgebildet.
Der Mantel kann eine räumlich variierende Wandstärke und/oder eine Kegel form aufweisen. Die Herstellung des Mantels kann ein Rückwärtsfließpressen umfassen. Das Rückwärtsfließpressen kann insbesondere dann eingesetzt werden, wenn unterschiedliche Wandstärken innerhalb des Mantels und/oder Funktionselemente in dem Mantel hergestellt werden sollen.
Die Anmeldung bezieht sich auch auf ein Motorgehäuse für einen luftgekühl ten Elektromotor, umfassend ein durch Gießen oder durch Strangpressen hergestelltes Innenteil mit einem hohlzylindrischen Grundkörper und mehre ren außen am Grundkörper angeordneten Rippen und zwei mit dem Grund körper verbundene Deckplatten. Dieses Motorgehäuse kann auf vorteilhafte Weise unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens bzw. unter Ver wendung der zur Durchführung des Verfahrens benötigten Einrichtungen her gestellt werden. Die eingangs erwähnte flexible und kostengünstige Herstel lung, die durch die anmeldungsgemäßen Vorrichtungen bzw. Verfahren er- möglicht wird, erstreckt sich so auch auf dieses Motorgehäuse für einen luft gekühlten Elektrotor.
Das Innenteil des Motorgehäuses des luftgekühlten Elektromotors kann auf die oben beschriebene Weise - also genauso wie das oben beschriebene In nenteil des Motorgehäuses, welches den Mantel umfasst - hergestellt werden und dieselben Eigenschaften aufweisen.
Es sei erwähnt, dass Merkmale, die hier nur im Zusammenhang mit dem Mo torgehäuse beschrieben sind auch für das Verfahren beansprucht werden können und umgekehrt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Explosionsdarstellung eines Motorgehäuses,
Figur 2 eine Explosionsdarstellung eines Motorgehäuses mit einem
Innenteil mit einer angegossenen Deckplatte,
Figur 3a, b zwei Ansichten eines Motorgehäuses, mit einer direkt angegos sene Deckplatte und einem umlaufenden Absatz,
Figur 4 eine Seitenansicht eines Innenteils mit Rippen mit kegelförmi ger Außenkontur,
Figur 5 ein Innenteil mit einem mäanderförmigen Strömungskanal,
Figur 6 ein Innenteil mit einem spiralförmigen Strömungskanal,
Figuren 7a, b ein Motorgehäuse mit Innenteil und abschließendem Mantel,
(a) vor und (b) nach einem Übereinanderstülpen, und
Figur 8 ein Motorgehäuse für einen luftgekühlten Elektromotor. Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Motorgehäuses für einen medi engekühlten Elektromotor. Es umfasst ein Innenteil mit einem hohlzylindri schen Grundkörper 1 und mehreren außen an dem Grundkörper angeordne ten axial verlaufenden Rippen 2. Weiterhin umfasst es einen Mantel 3, der über das Innenteil gestülpt wird, sowie zwei Deckplatten 4, die Löcher 5 für eine Motorwelle aufweisen.
In aufeinandergestülptem Zustand besteht eine Presspassung zwischen dem Mantel 3 und dem Innenteil, wobei der Mantel auf die Rippen 2 gepresst ist und auf diese Weise zwischen Mantel 3 und Grundkörper 1 ein fluiddichter Hohlraum ausgebildet wird, der durch die Rippen 2 in mehrere Kammern un terteilt ist, die zusammen einen fluiddichten Kühlkanal 8 bilden. Die Rippen sind dabei abwechselnd an entgegengesetzten Enden verkürzt, um einen mä anderförmigen Kühlkanal 8 zu bilden, wie er für die Kühlung vorteilhaft sein kann. Der Kühlkanal 8 ist in der Figur an der Außenseite des Innenteils, zwi schen den Rippen verlaufend, gekennzeichnet. Dabei sei angemerkt, dass ein Kanal im engeren Sinne zwischen Mantel 3 und Innenteil dann entsteht, wenn der Mantel 3 über das Innenteil gestülpt wird.
In einen inneren Hohlraum des hohlzylindrischen Grundkörpers 1 kann der Stator des Motors eingesetzt werden und das Motorgehäuse dann an den entgegengesetzten Enden durch die Deckplatten 4 verschlossen werden.
Das Innenteil kann durch Gießen oder durch Strangpressen, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium hergestellt sein. Die Herstellung kann dabei inklusi ve der Rippen 2 erfolgen; diese können aber auch nachträglich angefügt wer den. Insbesondere wenn das Innenteil gegossen wird, können die oben er wähnten Verkürzungen der Rippen 2 bereits beim Gießen hergestellt werden. Die Verkürzungen können aber auch nachträglich eingebracht werden, bei spielsweise durch Spanen. Die Herstellung des Innenteils kann auch ein Um formen umfassen.
Der Mantel 3 ist einteilig ausgebildet und durch Umformen und Fügen herge stellt. Er ist aus Blech oder Aluminium gefertigt, kann aber auch aus Kunststoff sein. Der Mantel 3 kann eine räumlich variierende Wandstärke und/oder eine Kegelform aufweisen. Dadurch kann etwa die Presspassung begünstigt wer- den. Seine Herstellung kann ein Rückwärtsfließpressen umfassen.
Der Mantel S und das Innenteil werden so aufeinander abgestimmt, dass ein Stülpen und Befestigen der Teile aufeinander durch die Presspassung ermög licht wird, wobei die Presspassung in möglichen Ausführungen die einzige Verbindung zwischen Mantel S und Innenteil darstellt, während in anderen ebenfalls möglichen Ausführungen auch ein stoffschlüssiges Fügen durch Schweißen oder Kleben vorgesehen sein kann.
Figur 2 zeigt eine Variante des in der Figur 1 gezeigten Motorgehäuses. Hier wird das Innenteil in einem Gießprozess einstückig mitsamt einer der beiden Deckplatten 4 hergestellt. Die zweite der beiden Deckplatten kann dann nach dem Einbringen des Stators in den inneren Hohlraum angebracht werden.
Die mitgegossene Deckplatte 4 weist in einem radial äußeren Bereich Kontak tierungsöffnungen 6 auf, die eine Beaufschlagung des Kühlkanals 8 mit einem Kühlmedium erlaubt.
Figuren 3 a und b zeigen das Innenteil in einer gegossenen Ausführung mit angegossener Deckplatte 4 von zwei verschiedenen Seiten. Figur 3a offenbart die Deckplatte 4 mit den Kontaktierungsöffnungen, während Figur 3b eine gegenüberliegende Seite zeigt, an der ein umlaufender Absatz angeordnet ist. Der Stator kann direkt in das Innenteil eingesetzt werden, oder es kann eine separate Buchse (Liner) in das Innenteil gesetzt und der Stator in die Buchse gepresst werden.
Figur 4 zeigt, dass die Rippen 2 des Innenteils eine in axialer Richtung verän derliche Höhe aufweisen, wodurch ein durch diese Höhe definierter Außenra dius des Innenteils sich in dieser axialen Richtung verändert. In der in der Figur gezeigten Darstellung verjüngt sich das Innenteil von unten nach oben. Das heißt, der für eine der Rippen 2 beispielhaft eingezeichnete Winkel a zur Ba sisfläche des Zylindrischen Grundkörpers beträgt etwas mehr als 90°. Die Ver änderliche Höhe der Rippen 2 kann - wie auch die in der Figur ebenfalls er kennbaren Unterbrechungen bzw. Verkürzungen der Rippen 2 - bereits beim Gießen hergestellt werden oder nachträglich eingearbeitet werden. Ein kor respondierender Mantel, der über das Innenteil gestülpt wird, kann eine an den Winkel a angepasste Kegelform aufweisen.
In Figur 5 wird nochmals die angesprochene unterbrochene Ausführung der Rippen 2 illustriert, durch die die die Kühlung begünstigende Mäanderform erreicht wird. Die Rippen 2 sind dabei alternierend an entgegengesetzten En den verkürzt, so dass die durch sie definierten Kammern dort, wo die Rippen 2 verkürzt sind, miteinander verbunden sind. Bei einer der Rippen 2 ist keine Verkürzung vorgesehen. Die auf den beiden Seiten dieser nicht verkürzten Rippe 2 angeordneten Kammern bilden die erste Kammer und die letzte Kammer des Kühlkanals. Diese Kammern werden jeweils mit einer Kontaktie rungsöffnung verbunden.
Figur 6 zeigt eine alternative Ausführung des Innenteils, wobei an dem hohlzy lindrischen Grundkörper 1 statt mehrerer axial verlaufender Rippen 2 eine spiralförmig verlaufende Rippe 2 vorgesehen ist. Ein solches Innenteil kann anstelle der in den vorangegangenen Figuren gezeigten Innenteile verwendet werden. Es kann beispielsweise einstückig gegossen werden. Die spiralförmig verlaufende Rippe weist ebenfalls eine veränderliche Höhe auf, wodurch ein in eine Richtung kontinuierlich ansteigender Außenradius des Innenteils be wirkt wird. Auch hier kann also ein Mantel 3 mit einer entsprechenden Kegel form aufgestülpt werden.
In Figuren 7 a und b wird eine alternative Ausführung des Motorgehäuses illustriert. Dabei wird wieder das Innenteil mit Grundkörper 1 und Rippen 2 sowie der Mantel 3 bereitgestellt. In diesem Fall ist jedoch die Deckplatte 4 an dem Mantel angeordnet. Der Mantel 3 mitsamt der daran angeordneten Deckplatte kann dann über das Innenteil gestülpt werden, wie in Figur 7 b gezeigt ist. Bei dem Beispiel aus Figuren 7 a und b kann beispielsweise ein stranggepresstes Innenteil und ein umformtechnisch hergestellter Mantel verwendet werden. Dadurch kann hier insbesondere ein Leckage-Risiko ver ringert werden.
Es ist auch möglich, dass eine der Deckplatten an dem Innenteil angeordnet, insbesondere mit ihm zusammen gegossen wird, und eine zweite der Deck platten mit dem Mantel 3 verbunden wird. Figur 8 zeigt ein Motorgehäuse für einen luftgekühlten Elektromotor. Es weist das Innenteil auf, welches den hohlzylindrischen Grundkörper 1 mit den Rip pen 2 umfasst, sowie zwei Deckplatten 4, von denen eine insbesondere ein stückig mit dem Innenteil gefertigt sein kann. Das Innenteil 3 wird nicht mit dem Mantel 3 umschlossen. Die Rippen 2 stellen dann eine Oberflächenver größerung zur Luftkühlung dar.
Bezugszeichenliste
1 Grundkörper
2 Rippe
3 Mantel
4 Deckplatte
5 Loch
6 Kontaktierungsöffnung
7 Umlaufender Absatz
8 Kühlkanal
a Abschrägungswinkel der Rippen

Claims

FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT...e.V. 207PCT 22S5 Patentansprüche
1. Motorgehäuse für einen Elektromotor, umfassend
ein Innenteil mit einem hohlzylindrischen Grundkörper (1) und mindestens einer außen am Grundkörper (1) angeordneten Rippe (2) und
einen über das Innenteil gestülpten Mantel (3), der die mindes tens eine Rippe (2) kontaktiert,
wobei ein Kühlkanal (8) zwischen Innenteil und Mantel (3) aus gebildet wird.
2. Motorgehäuse gemäß Anspruch 1, wobei eine Presspassung zwischen Mantel (3) und Innenteil besteht.
3. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mantel (3) eine Kegelform aufweist.
4. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein durch die mindestens eine Rippe (2) vorgegebener Außenradius des Innenteils sich in eine axiale Richtung erhöht.
5. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innenteil durch Gießen oder Strangpressen hergestellt ist.
6. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innenteil aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium ge fertigt ist.
7. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter hin eine oder zwei Deckplatten (4) umfassend.
8. Motorgehäuse gemäß Anspruch 7, wobei zumindest eine der Deckplat ten (4) mindestens eine Kontaktierungsöffnung (6) aufweist.
9. Motorgehäuse gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei eine der Deckplatten (4) einstückig mit den Innenteil ausgebildet, insbesondere gegossen, ist.
10. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mantel umformtechnisch hergestellt ist.
11. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mantel einteilig ausgebildet ist.
12. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mantel eine räumlich variierende Wandstärke aufweist.
13. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mantel aus Metall, insbesondere aus Blech oder Stahl oder Alumi nium ausgebildet ist, oder aus Kunststoff, insbesondere aus Faser kunststoffverbunden, ausgebildet ist.
14. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mantel (3) und das Innenteil stoffschlüssig aneinander gefügt sind.
15. Motorgehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Rippe (2) spiralförmig um den Grundkörper (1) verläuft oder wobei mehrere Rippen (2) axial entlang dem Grundkör per (1) verlaufen.
16. Motorgehäuse gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei mehrere Rippen (2) axial entlang dem Grundkörper (1) verlaufen und zumindest ein Teil der Rippen (2) unterbrochen oder verkürzt ist.
17. Motorgehäuse für einen luftgekühlten Elektromotor, umfassend
ein durch Gießen oder durch Strangpressen hergestelltes In nenteil mit einem hohlzylindrischen Grundkörper (l)und mehreren außen am Grundkörper (1) angeordneten Rippen (2) und
zwei mit dem Grundkörper (2) verbundene Deckplatten (4).
18. Verfahren zur Herstellung eines Motorgehäuses für einen Elektromo tor, umfassend die Schritte: Herstellen eines Innenteils, welches einen hohlzylindrischen Grundkörper (1) und mindestens eine außen am Grundkörper (1) an geordneten Rippe (2) aufweist,
Herstellen eines Mantels (3),
Stülpen des Mantels (S) über das Innenteil, so dass der der Mantel (S) die mindestens eine Rippe (2) kontaktiert und ein Kühlkanal (8) zwischen Innenteil und Mantel (3) ausgebildet wird.
19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Herstellen des Innenteils ein Strangpressen oder ein Gießen, insbesondere ein Kokillengießen oder ein Sandgießen oder ein Druckgießen, umfasst.
20. Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei das Herstellen des In nenteils ein Fügen, insbesondere ein Anfügen der Rippen (2) umfasst.
21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das Herstellen des Innenteils ein Umformen umfasst.
22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei eine Deck platte (4) zusammen mit dem Innenteil hergestellt wird, insbesondere einstückig mitgegossen wird.
23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei der Mantel (3) durch Umformen und Fügen hergestellt wird, insbesondere aus Metall.
24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, einen Schritt zum stoffschlüssigen Fügen des Mantels (3) mit dem Innenteil umfassend, insbesondere durch Schweißen oder durch Kleben.
25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei Unterbre chungen in der mindestens einen Rippe beim Gießen hergestellt wer den oder nachträglich, insbesondere durch Spanen, eingebracht wer den.
26. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei die Herstel lung des Mantels (3) ein Rückwärtsfließpressen umfasst, wobei vor- zugsweise unterschiedliche Wandstärken innerhalb des Mantels und/oder Funktionselemente in dem Mantel hergestellt werden.
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