专利名称：管子、带有冷却系统的机器壳体及带有该壳体的旋转电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机器制造领域且涉及带有冷却系统的功率转换的电机(例如马达和发电机)。
背景技术：
对于在此类电机中发生的、带有相应的损失功率的较大的能量转换的情况而言，主动冷却的机器经常被使用。主动冷却可例如设置冷却系统，在其中流体(尤其是冷却液)运动通过在机器区域中的通道，以便于尽可能有效地排出热量。这样的冷却通道是特别有效的，当其被直接集成到电机的壳体中时。DE 102010034157A1示出了一种电动机的如下冷却系统，该冷却系统带有规则地曲折地分布的、被集成到机器的定子中的冷却通道。被集成到壳体中的冷却系统例如由DE 102005002897A1公知。在那里，在马达的具有圆柱形的形状的铸造壳体中，安置纵向上彼此平行地、直地分布的通道，在这些通道中相应地相邻的通道经由在端侧所设置的轴承盖处的适合的空隙彼此连接，从而总体上形成冷却通道在机器壳体中的曲折的分布。为了在壳体中构造冷却通道而如下设置，即，相应地直的钢管被弯曲成U形且被铸入。相邻的呈U形的钢管的臂于是同样经由在轴承盖处的空隙彼此连接。
实用新型内容在现有技术的背景下，本实用新型基于如下目的，S卩，创造一种用于电机的机器壳体以及一种带有相应壳体的电机，通过该电机，能以尽可能少的设计成本且特别简单地匹配于机器的独特的特点地，提供有效地起作用的冷却。该目的根据本实用新型通过专利权利要求1的特征来解决。在此，设置有带有被集成到机器壁中的如下冷却系统的机器壳体、该冷却系统带有至少一个用于冷却剂的如下冷却通道，该冷却通道由集成到壳体材料中的管子，尤其是不锈钢管，构成。管子具有第一连接端和第二连接端(其例如可由壳体被引出)以及多重的打弯部，该多重的打弯部以如下方式地设计，即，至少三个管臂分别在两个打弯部位之间或在打弯部位与连接端之间的区域中构成，其至少区段式地相对彼此保持相等间距分布，且共同地构成格栅结构。在此，管臂可优选地区段式地直地分布，或也可在规则的弯转中、以保持相等的间距、彼此相邻地分布。优选地，管子构造为连续的、一件式的由钢制成的管子。然而，其同样可由有充分的导热能力的其它的材料(例如铜)制成，且其也可在分布方向上由模块组装成。连续的、构成冷却通道的管子的优点在于，制造和到壳体中的集成被简化。管子例如可被整体地铸入到壳体原材料中。此外，对于冷却通道的密封性而言只要注意管子和其连接的密封性。由此，排除了如下问题，该问题可能出现在例如壳体外罩与壳体盖拼接以便使冷却通道完整的情形中。因此，管子的定位也可比较自由地选择。冷却系统也可仅集成到机器壳体的侧壳面的壳体壁中，从而使得壳体盖的移除不牵涉冷却系统。[0012]一种有利的设计方案如下地设置，S卩，至少两个规则的管臂是基本上等长的，且相对彼此保持相等间距、尤其是相对彼此彼此平行地、以及在纵向上不错开地彼此相邻地布置。至少一个经调整的管臂相对规则的管臂缩短、在纵向上错开、摆动、扭转和/或从多个管臂等距布置的规则的位置中在横向上推移，以便于保持机器壳体的特别区域无管臂。管臂可构成规则的格栅，该格栅由如下管子的曲折的分布构成，该管子带有很大程度上彼此相邻的平行的管臂。为此，该曲折结构始终交替地设置有优选地直地分布的长的管段，此后，(例如90°的)打弯部跟随有较短的管段和另一 90°的打弯部，接着又跟随有平行于第一管段分布的长的管段。作为两个90°打弯部的替代，也可设置有半圆形弯转的或类似的形式的唯一的180°打弯部。因此，格栅理解为平行地分布的管段/管臂，其中，在这些管臂之间的横向连接仅由打弯部构成，而不存在在平行地分布的管段之间的另外的交织。在壳体具有如下特别区域处，在所述特别区域中由于热的、电气的或材料的原因(例如不足的材料厚度或材料空隙)冷却通道的施行是较困难的、不可能的或不期望的，相应的区域在冷却通道的或者管子的敷设中被排除在外。这借助如下方式发生，即，从管子的规则的分布(也就是例如从管子的规则的曲折的分布)偏离，从而导致与管子的几何形状的周期的偏离。于是，相对多数个规则的管臂出现不规则的、经调整的管臂。在此可有利地如下地设置，即，格栅的打弯部尤其仅包含90°的打弯部。同样地可有利地如下地设置，即，打弯部尤其仅包含180°的打弯部。最后也可优选地作如下设置，即，打弯部尤其仅包含在0°与90°之间的打弯部、例如45°的打弯部。在上面所提及的类型的机器壳体中，在该类型中，沿着管子的整个长度打弯部以确定的角度、确定的曲率半径以及直地分布的管臂长度和管臂间距周期性地重复，可优选地设置有至少一个不匹配于重复样式的管长度、至少一个不匹配于重复样式的曲率半径、至少一个不匹配于重复样式的打弯角度和/或至少一个不匹配于重复样式的管臂相对相邻管臂的间距，通过所述措施保持机器壳体的确定的特别区域无管臂。
如下通常是足够的，S卩，参数中的仅唯--个(如管臂长度、曲率半径或者确定的
打弯角度)在管子的纵向分布中被修改唯--次，以便于保持机器壳体的确定的特别区域
无管臂。由此如下是可能的，即，冷却系统匹配于机器系列的不同的要求，而不须提供冷却通道分布的较大的形式多样性。在用于构成冷却通道的相应的管子的制造中，制造步骤同样在很大程度上被确定，且仅须在很少的个别情况中分别匹配于所要求的设计方案。根据本实用新型可有利地如下地设置，S卩，管子的分布轴线在空间三个维度中如此地设计，即，管子至少在机器壳体的两个侧壁内部、尤其是三个或四个侧壁内部(在空出例如由转动轴穿插的端壁的情形下)或在机器壳体的圆柱形的或部分圆柱形的壁中分布。整个壳体可以该方式装备唯一的管子。例如在旋转的电机(例如马达)的情况下，完整的侧壳面壳体件能以冷却管穿插。通过相应的空间上的造型(例如以圆柱的形状)，管子可在铸造壳体之前被嵌入到金属铸型中，在该处不用力地受保持，且被一起浇铸。例如，钢管可铸入到铝壳体中。本实用新型的另一有利的设计方案如下地设置，S卩，管臂平行于机器壳体的纵轴线地、且平行于布置在机器壳体中的旋转的电机的旋转轴线地定向。[0023]在管子的曲折的分布中，各较长的管臂可平行于机器壳体的纵轴线地、或者平行于旋转的电机的旋转轴线地定向。打弯部位于是可例如分别布置在壳体的侧壳面的轴向端部处，优选地所有打弯部位或大部分打弯部位在相同的轴向高度上。本实用新型的另一有利的设计方案如下地设置，S卩，壳体的至少一个比其它壳体区域具有更小壁厚的特别区域保持无管臂。通常壳体的特别区域的特征在于，在其中冷却通道没有空间，S卩，在该区域中电机的冷却是低效的，或壁厚度由于空隙或其它的几何原因(例如螺纹孔或工具槽)对于冷却管的铺设而言不够。因此可优选地如下地设置，即，壳体的至少一个在其中设置有螺纹孔、工具槽或接驳盒(AnschlussgeMuse )的特别区域保持无管臂。本实用新型也具体地涉及例如一种带有纵轴线的旋转的电机的壳体，在其中构成冷却通道的管子在壳体的周向上环绕地以曲折地盘旋的形式覆盖壳体的侧壳面，并且在其中，在壳体处、尤其地在其外侧处以平行于纵轴线的方向布置有至少两个削弱壁的工具槽。在此，管臂平行于工具槽分布。在管臂之间和所述管臂的位置之间以如下方式设有尤其是分别相等的间距，即，每个工具槽对称地处在两个管臂之间，其中，尤其是连接处在工具槽两侧的管臂的打弯部位，布置在工具槽的端部那一侧。除了涉及一种上面所描述类型的机器壳体之外，本实用新型也涉及一种用于如下冷却系统的管子，该冷却系统用于此类具有如上面所描述的不同可能的变形方案的造型的壳体。此外，本实用新型也涉及一种带有如上面所描述的相应壳体的旋转的电机、尤其是马达。此外，本实用新型涉及一种用于制造机器壳体的、且最终制造根据上述的实施方案的机器的、和相应的管子的方法，其中，管子首先以平面的曲折的格栅形式、带有所有打弯部地弯曲，或以其他方式成形，并且此后，所构成的平面的格栅弯曲成机器壳体的空间的形状。首先，带有多重打弯部的管子的平面形式的造型相比在多个维度中的打弯部较易做到，其中，管子分布轴线保持在唯一的平面中。在制造所有必要的打弯部之后，相应地弯曲的管子于是可整个地通过平面的分布形状的相应的弯转被给予圆柱的形状或被给予立方体的表面的形状，以便此后有利地送入用于以壳体材料进行包封的金属铸型中。在此可有利地如下地设置，S卩，首先完成机器壳体的展开方案，并且为该展开方案配属保持无管臂的特别区域。接着使管子沿着其分布轴线配备打弯部。一旦发现下面紧接着的管臂在规则的打弯部的情形中会侵入到特别区域中，则要么选择下一管臂的增大的或缩小的间距，要么选择直至管臂的下一打弯部的减小的管长度。也可适宜地如下地设置，即，在下一管臂的增大的间距、或下一管臂的缩短的构造的情形中，打弯的角度和/或一个或两个打弯部的曲率半径相对规则地重复的结构而言同样被修改。
下面，借助附图详细阐释本实用新型的实施例。其中:图1以透视性的视图形式示出了一种电动机，[0035]图2以透视视图示出了一种马达壳体，带有作为冷却系统的部分的嵌入的管子，图3示出了图2中的壳体的另一视图，图4示出了带有相应曲折地、弯曲地嵌入的管子的另一种马达壳体，图5示出了壳体的侧壳面的周向上的管子的第一展开方案，以及图6示出了带有根据本实用新型成形的管子的壳体的侧壳面的第二展开方案。
具体实施方式
图1示出马达2的壳体1，该马达2构造为带有轴3的电动机，轴3也定义了马达2的、或者马达壳体I的纵轴线。除了马达壳体I的侧壳面的壁4之外，在轴3由其伸出的表面处设置有轴承盖5，该轴承盖在端侧封闭壳体I。轴承盖5设置固定孔6、7，通过该固定孔可连接马达壳体I与未示出的马达支架。为了使得此处未示出的螺钉可更好地够到，在壳体I的侧壳面零件处、或者在侧壳面的壁4处设置有工具槽8、9、9a，该工具凹槽削弱了壳体I的壁。在壳体处示出了构造为管子的冷却通道的第一连接端10。图2以镂空的、且示意性的图示形式示出了壳体的侧壳面零件4，其中，示出了集成到壳体材料中的、尤其是铸造铝中的管子11。管子11可一件式地作为钢管被弯曲或也可由不同的区段组装且被粘合、钎焊或熔焊。压接同样是可以考虑的。管子11曲折地或波浪式地在壳体I的周向上环绕，且构造管臂12，该管臂分别相对彼此平行地，且平行于壳体I的、或者处在其中的马达的纵轴线地分布。在图示中，各个管臂12部分地具有相对彼此不同的间距，也至少在壳体的纵轴线上同样具有不同的长度，且因此以如下方式不规则地设计，即，例如(如在图2中可见)工具槽8、9保持无管臂。此外，接线盒15，通过管臂的缩短、且通过偏离于通常的打弯部的管弯转的设置，保持无管臂。连接端10、16分别在马达壳体I的相同的轴向端部处、由其中引出，且在该处为了冷却剂的输送或者排出可够到。管子11可总体上根据确定的壳体的需求与本实用新型相应地弯曲。然而，管子同样可由预制的、且具有标准化的曲率半径的，或者具有打弯部位的零件以如此地适合地组装，使得特定的壳体的应被冷却的特别区域保持无管臂。不同管段的拼接可如已实施的那样通过熔焊、粘接、钎焊或压接或其它通用的密封的拼接形式发生。图3由另一侧示出了图2中的壳体I的视图，其中，连接端IO、16比较清楚地可见。同样地，工具槽9的在管子铺设中的空出相对清楚地可见。图4示出了马达壳体Ia的侧壳面零件4a，该零件在轴向上相比图2和3中的壳体I较长地实施。管子Ila的规则的曲折的敷设在该处清楚可见地以同样长的、“规则的”管臂12a实施。如下被示出，S卩，管臂之间的间距分别相等。整个管子Ila以如下方式地定位，即，两个管臂12a分别相对于工具槽21对称地在两侧以如下方式布置，S卩，工具槽21的经削弱的壳体壁区域保持无管臂。在管臂12a之间的打弯区域22，在工具槽21端部那一侧，也以如下方式定位在壳体壁中，即，该管臂在如下区域中分布，在该区域中壳体具有其标准的壁厚。管子Ila的整个敷设三个维度地看来具有圆柱形的轮廓，从而使得基本上圆柱形地构造的壳体Ia或者其侧壳面的区域4a可由管子Ila以如下方式穿插，即，壳体Ia可被完全地集成到壳体壁的材料中。图5示出了管子Ilb的另一实施方式的平面的展开，借助于管子Ilb提供了在壳体4内部的冷却通道。虚线地示出了工具槽21的位置。管子Ilb曲折地带有多个管臂12b地设计，其分别成对地基本上同样长。管臂12b中的每个经由打弯部22与分别相邻的管臂连接。绕工具槽21布置的管臂12b相对彼此平行地分布。换而言之，在两个包围工具槽21的管臂12b之间的打弯部22基本上相当于180°。在管臂12b (在该管臂之间不存在工具槽21)之间的间距发生变化。由此，壳体4的相对较大的区域由管子Ilb穿插，从而进行此处未示出的壳体4的特别有效的、也就是相对较大的冷却。相应地成形的管子的制造方法也可如下地设置，即，所示出的弯曲首先以平面的形式制造，且此后管子通过卷起被给予壳体外罩的圆柱形的形状。图6示出了在根据图5的图示中的另一管子11c。未示出的壳体4具有四个工具槽21以及接线盒15，该工具草和该接线盒应保持无管臂，且其位置虚线地示出。工具槽21的区域又保持无管臂12c，且各个管臂12c经由打弯部22彼此连接。除了通常的打弯部22还设置有两个特别的打弯部51和两个在长度上缩短的管臂47以及一个弯曲的管段53。通过两个偏离于90°的打弯部51和弯曲的管段53，接线盒15的区域保持无管臂。管臂47相对彼此具有与通常的、规则的管臂不同的间距。此外，也示出了两个连接端10、16。通过本实用新型，冷却管的或者冷却通道的分布在机器壳体内部、尤其是马达壳体内部的有效的分配变得更简单，且对于冷却而言变得更有效。相应的冷却管可以标准化的形式组装或者根据标准程序来制造。由此，用于制造经流体冷却的壳体的成本降低，且在所给定的成本的中实现更有效的冷却。附图文字1、Ia壳体2马达3轴4、4a侧壳面零件5轴承盖6、7固定孔8、9、9a具槽10连接端11、11a、lib、Ilc管子12、12a、12b、12c管臂15接线盒16连接端21具槽22打弯区域47管臂51打弯部 53弯曲的管段
权利要求1.带有冷却系统的机器壳体，所述冷却系统集成到所述机器壳体的壳体壁(4、4a)中且具有至少一个用于冷却剂的通道，其中，所述通道由集成到所述壳体壁的材料中的管子(ll、lla、llb、lie)构成，且其中，所述管子具有第一连接端(10)和第二连接端(16)， 其特征在于， 所述管子在所述第一连接端与所述第二连接端之间以如下方式多次打弯，即，至少三个、分别在打弯部位之间的区域中构成的或在打弯部位与连接端之间的区域中构成的管臂(12、12a、12b、12c、47)以至少区段式地相对彼此保持相等间距分布的方式构成格栅结构。
2.根据权利要求1所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于， -至少两个规则的管臂(12、12a、12b、12c、47)是等长的，并且相对彼此保持相等间距、以及在纵向上不错开地彼此相邻地布置，并且， -经调整的管臂(12、12a、12b、12c、47)相对所述规则的管臂缩短、在纵向上错开、摆动、扭转和/或从多个管臂等间距布置的规则的位置中在横向上推移，以便保持所述机器壳体(I)的特别区域(8、9、9a、21)无管臂。
3.根据权利要求2所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于， 所述至少两个规则的管臂(12、12a、12b、12c、47 )相对彼此平行地布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯包含90°的打弯。
5.根据权利要求4所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯仅包含90°的打弯。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯包含180°的打弯。
7.根据权利要求6所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯仅包含180°的打弯。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯包含处在O °与90°之间的打弯。
9.根据权利要求8所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯仅包含处在0°与90°之间的打弯。
10.根据权利要求8所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯包含45°的打弯。
11.根据权利要求10所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述打弯仅包含45°的打弯。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，在所述机器壳体中，沿着所述管子的整个长度，打弯以确定的角度、曲率半径和直地分布的管臂长度周期性地重复至少两次,其中， 设置有 -至少一个不匹配于重复样式的管长度， -至少一个不匹配于重复样式的曲率半径， -至少一个不匹配于重复样式的打弯角度，和/或， -至少一个不匹配于重复样式的管臂相对于相邻管臂的间距，由此所述机器壳体的确定的特别区域(8、9、9a、21)保持无管臂。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述管子(ll、lla、llb、llc)的分布轴线在空间三个维度上以如下方式设计，即，所述管子至少在所述机器壳体的两个侧壁内部、或在所述机器壳体的圆柱形的或部分圆柱形的壁中分布。
14.根据权利要求13所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述管子在所述机器壳体的三个或四个侧壁内部分布。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述管臂(12、12a、12b、12c、47)平行于所述机器壳体的纵轴线地、且平行于布置在所述机器壳体中的旋转的电机的旋转轴线(3a)地定向。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述壳体(I)的至少一个比其它壳体区域具有更小壁厚的特别区域(8、9、9a、21)保持无管臂。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述壳体的至少一个在其中设 置有螺纹孔、工具凹槽或接驳盒的特别区域(8、9、9a、21)保持无管臂。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体，带有纵轴线(3a)， -其中，所述管子(11、11&、1113、11(3)在所述壳体的周向上环绕地以曲折地盘旋的形式覆盖所述壳体的侧壳面(4、4a)， -其中，在所述壳体处以平行于所述纵轴线的方向布置有至少两个削弱壁的工具槽， -其中，所述管臂平行于所述工具槽地分布， -其中，在所述管臂之间和其位置之间，以如下方式设有间距，即，每个工具槽对称地处在两个管臂之间，且 -其中，连接所述两个管臂的打弯部位布置在所述工具槽的端部那边。
19.根据权利要求18所述的带有冷却系统的机器壳体，其特征在于，所述间距分别相坐寸ο
20.管子，所述管子用于根据权利要求1至19中任一项所述的机器壳体中的冷却系统。
21.旋转电机，带有根据权利要求1至19中任一项所述的带有冷却系统的机器壳体。
22.根据权利要求21所述的旋转电机，所述旋转电机是电动机。
专利摘要本申请涉及管子、带有冷却系统的机器壳体及带有该壳体的旋转电机，带有冷却系统的机器壳体，冷却系统集成到其壳体壁中，该冷却系统具有至少一个用于冷却剂的通道，其中，该通道由集成到机器壳体(1)的材料中的管子(11、11a、11b、11c)构成，并且管子具有第一连接端(10)和第二连接端(16)，管子在第一连接端(10)与第二连接端(16)之间以如下方式多次打弯，即，至少三个、分别在打弯部位之间的区域中构成的或在打弯部位与连接端之间的区域中构成的管臂以至少区段式地相对彼此保持相等间距分布的方式构成格栅结构。由此建立一种几何上简单的、且易制造的、冷却通道的标准化形状，其借助于可被集成到壳体中的管子容易地被制造。有利地，通过管子的分布，可从冷却通道的铺设中排除确定的壳体的特别区域。
文档编号H02K9/19GK202997796SQ20122009104
公开日2013年6月12日 申请日期2012年3月12日 优先权日2011年7月22日
发明者弗兰克·古特雅尔 申请人:包米勒公司