用于船舶的电动吊舱驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于船舶的电动吊舱驱动器，其中电动吊舱驱动器具有带有定子的电动机和壳体部分，该壳体部分在轴向方向上至少部分地沿着定子延伸，并且该壳体部分在周向上至少部分地包围定子。
【背景技术】
[0002]这种电动吊舱驱动器例如作为驱动单元在船舶中应用，其中吊舱驱动器位于船体的外部和水平面以下、特别在海水中并且驱动螺旋桨。这种电动吊舱驱动器也称作P0D驱动器。在此在这种电动吊舱驱动器中，电机的损耗热量必须以合适的方式排掉，以使电机在运行中保持在恒定的和可接受的温度水平。
[0003]迄今为止，定子的散热在壳体的表面上通过对流进行。定子叠片组收缩到壳体内，由此确保良好的热传导。然而由此不能充分地冷却绕组头，因为绕组头不接触壳体并且热量因此不能直接地传导到壳体处和因此传导到水中。
[0004]从DE877 254 C中已知了一种吊舱驱动器，其具有在发动机壳体中的电动机，其中电动机壳体被吊舱壳体包围，并且在电动机壳体和吊舱壳体之间设置有环形通道。在此，进入到吊舱内的水能够穿过该环形通道流动。
[0005]从DE 198 26 229 A1中还已知了一种吊舱驱动器，其固定在船体上的杆部处。在此冷却元件设置在杆下部。此外，吊舱驱动器的轴实施为空心轴，海水能够穿过该空心轴流动。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种具有更好的冷却的电动吊舱驱动器。
[0007]该目的通过开头所述类型的吊舱驱动器由此实现，即设置有基本上在轴向方向上延伸的冷却通道，在该冷却通道中相应地至少一种冷却介质能够流动，并且借助于该冷却介质能够冷却电动机，其中冷却通道至少径向向内地相应地通过一种材料的层限界，该材料具有至少lW/(m*K)的热导率，并且该材料至少在含海水的环境中是抗腐蚀的。
[0008]在电动机器中，机器内部的冷却通常是有问题的，因为在运行中在该处形成有过热的位置点，即所谓的“hot spots(热点)”。因此根据本发明提出，通过冷却通道至少径向向内地被具有热导率为至少lW/(m*K)的材料的层限界，由此冷却通道在其径向内侧面具有相比较高的热导率。通过该层实现了对电动吊舱驱动器的可靠的和强效的冷却，该层特别地也能够径向向外和/或在周向上对相应的冷却通道限界。
[0009]在此，该层的材料也能够具有至少60W/(m*K)的热导率。按照增加的热导率排序，这种材料例如是铜合金、特别是铜合金CC333G或CuA110Fe5Ni5-C、以及金属锡、铬、锌或铝，其中也能使用石墨。也能够考虑使用达到这种热导率的合金。尤其是能够选择具有至少80W/(m*K)的热导率的材料。
[0010]在此定子通常实施为空心圆柱体，其中电动吊舱驱动器的冷却通道的位置优选地比空心圆柱体形的定子的内表面在径向上更向外。这表明，冷却通道能够至少部分地在定子中、在壳体部分中和/或在定子和壳体部分之间延伸。
[0011]为了电动机的特别好的冷却，冷却通道优选地在超过定子的轴向长度的一半上延伸，尤其是在定子的整个轴向长度上延伸。
[0012]特别地，定子和/或壳体部分由热导率小于55W/(m*K)、例如小于40W/(m*K)的材料制成。例如定子通常具有硅钢片，该硅钢片具有部分小于30W/(m*K)的相比较小的热导率。此外壳体部分能够由钢制成，其中由于成本原因通常使用普通的钢而放弃使用特种合金或不锈钢。这种普通的钢通常具有范围从用于镍铬钢的15W/(m*K)到用于具有小于0.4%碳含量的钢的最大值为55W/ (m*K)的热导率。
[0013]在此，层的材料至少在含海水的环境中是抗腐蚀的，其中特别在电动吊舱驱动器的常规使用期间、特别是当吊舱驱动器浸入水中或海水中时应当达到该材料特性。因此达到实现吊舱驱动器在海水中常年运行的耐用性。
[0014]特别地能够这样地选择材料，即确保足够的抗腐蚀性，例如根据用于大气环境条件的腐蚀性类别C4或者C5-1的或根据DIN ΕΝ ISO 12944-2用于水的Im2或者Im3的抗腐蚀性。因此例如能够考虑材料与海水直接接触。可替换地，材料能够与冷却空气或者其他的冷却介质直接接触，冷却介质通过电动吊舱驱动器在海水中的运行而含盐，并且因此代表上述的含海水的环境。因此至少一种冷却介质例如能够设计为液态地或者气态地实施，尤其能够为此考虑具有循环的冷却水的或者循环的冷却空气的封闭的冷却循环。
[0015]例如能够将足够的抗腐蚀性解释为5到15年之间的保护期限或大于15年的保护期限，如在DIN ΕΝ ISO 12944-5中说明的那样。
[0016]可替换地或者附加地能够如下地选择材料的抗腐蚀性，材料的侵蚀率在电动吊舱驱动器的常规使用期间每年小于ΙΟΟμπι，特别地小于50μπι。在此能够这样地测量层的厚度，即根据期望的最小使用寿命或保护期限并且在给定的侵蚀率的情况下保持最小层厚。特别地能够提出，层在径向方向上对冷却通道限界。
[0017]—般地，驱动器吊舱的壳体部分经由杆能旋转地布置在船的下侧处，其中电动吊舱驱动器的定子具有至少lm、特别地大于2m的直径。在此，电动吊舱驱动器能够达到至少1丽、优选大于10丽的功率。
[0018]在本发明的有利的设计方案中，定子在相应的轴向端部具有绕组头，其中冷却通道中的至少一个在绕组头中的一个的轴向区域内至少逐段地延伸，其中设置有至少一个流体动力机器，该流体动力机器布置在电动吊舱驱动器的轴和壳体部分之间，并且该流体动力机器与该轴抗扭地连接，其中通过借助于至少一个流体动力机器而能够循环的另外的冷却介质能够冷却相应的绕组头。
[0019]通过使用至少一个与轴抗扭地连接的流体动力机器能够提高可供应吊舱驱动器的冷却功率，这实现了，能将吊舱驱动器相对于支撑吊舱驱动器杆封装地实施。这由此实现能够通过另外的冷却介质冷却相应的绕组头的区域，该另外的冷却介质由至少一个流体动力机器循环。特别地，相应的绕阻头的区域能够在此形成封闭的冷却循环，其中必要时冷却通道中的至少一个朝向相应的绕组头区域是向外开放，或者至少能够将相应的区域中的热量排出。
[0020]如果冷却通道中的一个朝向相应的绕组头区域向外开放地实施，除了改进相应的绕组头的冷却外，附加地实现了吊舱驱动器的轴向中部的改进的冷却，因为能够从轴向中部至绕组头区域地将废热导出。
[0021]另外的冷却介质能够气态地或者液态地实施，例如实施为空气，其中至少一个流体动力机器在气态的冷却介质时相应地实施为通风装置或者在液态的冷却介质时实施为栗。原则上在此能够考虑的是，另外的冷却介质与至少一种冷却介质一致、或两种冷却介质在相同的冷却循环中循环。特别对于这种情况，通过冷却介质来实现相应的绕组头的冷却，随后引导该冷却介质穿过在轴向方向上延伸的冷却通道。
[0022]在此如下地理解在轴和壳体部分之间的至少一个流体动力机器的布置，即至少一个流体动力机器从径向内部向径向外部地跟随轴并且壳体部分最终跟随轴。由此并非强制需要相应的部件在轴向方向上的重叠。
[0023]可替换地，至少一个流体动力机器也能实施为外部通风装置或与轴的转速无关的能够驱动的流体动力机器。
[0024]在本发明的另一个有利的设计方案中，为了形成冷却通道中的至少一个而在壳体部分中设置有凹槽。
[0025]在此该凹槽基本上在轴向方向上延伸，并且明显有助于壳体部分的改进的冷却。因为