散热环、具有这种散热环的电动马达和驱动装置的制作方法

本发明涉及一种用于紧固在电动马达的外罩壁上的散热环。本发明还涉及一种具有这种散热环的电动马达以及一种驱动装置，该驱动装置包括具有这种散热环的电动马达。

背景技术：

1、专利文献de102004007395b4描述了一种发电机，其具有被一体式覆盖的基板，该基板具有多个平行于径向方向布置的通孔作为冷却空气通道。基板通过螺栓在端侧拧紧在发电机的第二壳体部件上。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种散热环，特别是具有这种散热环的电动马达，并且特别是具有这种散热环的驱动装置，通过该散热环改善了电动马达的散热。

2、本发明的目的通过一种散热环来实现，该散热换被紧固在发热的电动马达的外罩壁上，该散热环具有：

3、-周向内壁，该内壁具有与电动马达的外罩壁的构型相匹配的横截面轮廓，使得散热环能够沿轴向方向被推到电动马达的外罩壁上；

4、-多个沿周向布置在散热环上并径向向外延伸的周向散热肋，该周向散热肋彼此平行定向地且彼此间隔开地延伸，使得每两个直接相邻的周向散热肋限定一个用于气体的径向和/或切向流入的流动通道；以及

5、-至少一个布置在散热环上的导流壁部，其从外部逐段地(abschnittsweise)覆盖至少一个由周向散热肋侧向限定的流动通道，使得在散热环的面对流入空气一侧的第一区域中进入流动通道的气流被偏转到散热环的背对流入空气一侧的第二区域中。

6、散热环可以构造为闭合的环或开口的、即开缝的环。然而，该环至少必须围绕马达的外罩壁的周向延伸超过180度，使得在将散热环轴向插接在放热电动马达的外罩壁上之后，散热环被径向形状配合地固定。对于散热环在放热电动马达的外罩壁上的轴向固定而言，例如通过将散热环设计为弹簧弹性的，能够充分地实现力配合或摩擦配合的连接。散热环的弹簧弹性设计可以例如通过将散热环构造为开缝的环来实现。通过径向形状配合固定和轴向插接，能够很容易地将散热环加装到马达上，而不必改变马达本身的结构，例如对马达壳体的结构性改装。通过在放热电动马达的外罩壁上插接附加的散热环，现有的马达可以通过该散热环而升级以提高其散热能力。该散热环特别适合于使径向供应到马达的冷却气流进行环绕流动从而垂直于马达的轴向延伸而流入马达并且特别是环绕马达流动。马达的轴向延伸是基于马达的马达轴的轴向取向获得。

7、散热环的周向内壁形成了散热环的向内指向的侧表面。当散热环插接到马达上时，散热环是以周向内壁至少大部分或完全地齐平贴靠在电动马达的外罩壁上。通过散热环的周向内壁与电动马达的外罩壁的接触表面实现热传递，以便将马达中产生的热量散发到散热环。为了改善热传递，可以在散热环与马达之间，也就是在散热环的周向内壁与电机的外罩壁之间，中间添加导热胶散热环的周向内壁并非必须完全环绕360度，而是可以如同所提到的那样使环仅延伸经过180度至360度之间的角度，使得散热环的内壁就此而言仅环绕了360度的一部分。散热环的周向内壁必要时也可以是不连续的，例如将散热环构造为开槽的环，或者散热换尽管被构造为闭合的环，但是具有内侧凹陷、窗式切口或凹槽。

8、散热环的与电动马达的外罩壁的构型相匹配的横截面轮廓应理解为，在散热环与马达之间，也就是在散热环的周向内壁与电动马达的外罩壁之间，实现最大可能的接触面。尽管如此，散热环的横截面轮廓并非必须与马达的横截面轮廓相同。相反，尽管在散热环与马达之间提供了基本匹配的、即有最大可能接触面的横截面轮廓，但是散热环的横截面轮廓与马达的横截面轮廓还是相应地略微不同。另一方面，散热环的横截面轮廓在必要时可以与马达的横截面轮廓完全相同。

9、就此而言，将散热环沿轴向推到电动马达的外罩壁上是沿平行于马达的马达轴的转动轴线的方向进行的。

10、径向向外延伸的周向散热肋可以在散热环的整个周向上或者在散热环被构造为小于360度的情况下在相应的部分周向上连续地形成。替代地，径向向外延伸的周向散热肋可以在散热环的整个周向上或者在散热环被构造为小于360度的情况下在相应的部分周向上不连续地形成，即，布置在轴向高度位置的周向散热肋可以由两个或更多个子周向散热肋形成。在本公开的框架内，沿周向环绕布置在散热环上的周向散热肋应该被广义地理解。

11、周向散热肋或两个或更多个子周向散热肋相对于彼此平行且间隔开地延伸，使得每两个直接相邻的周向散热肋或子周向散热肋限定一个流动通道用于径向和/或切向流入的空气。在子周向散热肋的意义上，它们所限定的流动通道也可以称为流动子通道。

12、导流壁部从外部逐段地覆盖至少一个由周向散热肋侧向限定的流动通道。通过适当的设计和在散热环上的适当定位，导流壁部可以使在散热环的面对流入空气一侧的第一区域中进入流动通道中的气流偏转到散热环的背对流入空气一侧的第二区域中。

13、如前所述，散热环特别用于使径向供应到马达的冷却气流进行环绕流动，从而垂直于马达的轴向延伸而流入马达并且特别是环绕马达流动。

14、除了通过热传导将热量从马达直接传递到散热环之外，另一个功能是围绕散热环并因此围绕马达输送或者说确保有最大可能均匀的气流。这不仅涉及对马达的完全环绕流动，还涉及在背对空气一侧的环绕流动，以及对散热肋通道的至少一定程度上均匀的穿流，特别是位于马达背风区的、也就是背对流入冷空气一侧的流动通道。为了实现这一点，散热环具有附加的导流壁部，该附加的导流壁部从外部封闭径向肋、即周向散热肋并因此形成封闭的通道。在一种实施方式中，这些导流壁部可以朝马达一侧或者说向内是开放的并直接引导空气掠过马达外罩表面。此外，向内开放的通道(开放侧被马达封闭)也可以被实现为具有更大的横截面，而不必调整外径。导流壁部可以与周围的散热肋在几何形状上匹配，并且被设计为有针对性地通入各个散热肋通道中。通过改变开口的数量及其高度，可以有针对性地影响围绕马达的气流和空气分布。导流壁部的入口特别可以位于马达中心平面的区域中，在马达的两侧旁边。例如来自位于马达前面的多条散热肋通道的空气聚集在这里，其由于散热环的周向散热肋而不能越过马达逃逸。可选地还可以在入口处设置附加的、必要时为漏斗形的引导元件。除了切向或周向侧的空气引导之外，也可以在马达尾侧、也就是端侧设置附加的端壁散热肋，即散热环的顶肋用于空气引导。该端壁散热肋特别是具有以下功能：将在端侧流过马达的气流引领到中间的散热肋通道中，该中间散热肋通道在没有端壁散热肋的情况下往往被更差地穿流。在一种实施方式变型中，还可以附加地通过另外的引导元件将马达后面的空气引导到中间区域中再向下。

15、为了实现高效的环绕流动，散热环可以与马达一起特别是结合驱动装置来使用，驱动装置包括主动散热装置，该主动散热装置具有带有凹槽的散热体，散热环定位在该凹槽中。在这种实施方式变型中，散热环可以特别是与具有凹槽的散热体相匹配，这将在下面进行更详细的说明。

16、然而，除了这样布置在散热体的凹槽中之外，也还可以使散热环在没有附加的散热体和凹槽、也就是没有专门的散热装置的情况下工作，即，只有马达而没有驱动装置。在这种情况下，导流壁部可以明显更多地环绕马达。运行出口可以例如位于马达中心平面的区域中，在背对空气的马达侧，而导流通道的入口马达两侧旁边。

17、通过布置水平径向延伸的散热肋，能够实现对马达主体的无干扰切向环绕流动，其中，在马达侧面(motorseite)区域中的散热面积可以例如扩大为五倍。此外，马达的前侧(oberseite)或后侧(rückseite)的表面上同样设有散热肋，由此可以再次将散热面积提高例如一倍。

18、通过紧密连接，优选是外罩表面的夹紧连接，在散热环与马达之间形成大面积的接触。在此，该接触既可以在马达的侧向表面上进行，也可以附加地在马达的后侧表面上进行。为了安装和张紧，环可以具有弹性的或更有弹性的区域，其能够实现变形和紧贴。可以通过在马达与散热环之间使用导热胶来改善热传递。

19、亦即，散热环能够紧密贴靠地围绕马达紧固，而且优选通过夹紧来紧固。散热环在此始终是特定于马达构造的并且与马达的几何形状相匹配。

20、散热环可以由导热良好的材料制成，优选是金属，优选是铝，并且优选一件式地制成为铸造结构或金属3d打印件。然而，也可以将散热环以差动结构形式制造为两件式或多件式的。后者能够实现一种模块化系统，该模块化系统包括可缩放的(skalierbar)基本元件，例如保持环、多个具有周向散热肋的径向冷却元件和具有导流壁部的空气引导元件。这允许根据马达的不同几何形状而简单和低成本地修改或适配散热环。

21、除了马达的散热之外，根据本发明的散热环还可以用于其它物体的散热，例如具有热流体的容器等。

22、为了能够被重新紧固，至少一个导流壁部可以被可拆卸地紧固在一个或多个周向散热肋上，从而使得现有的导流壁部能够从其在周向散热肋上的当前位置移除，并且能够再次附接在周向散热肋上的另一位置处。

23、为此，每个导流壁部可以具有夹紧部，这些夹紧部被构造为将相应的导流壁部夹紧到一个或两个直接相邻的周向散热肋上。相应的导流壁部也可以夹紧在两个直接相邻的周向散热肋之间。

24、至少一个导流壁部可以一件式地构造在散热环上，并且可以通过可调节的模具插入件以如下方式制造：即，通过调节和/或重新安装模具插入件，可以制造具有定位不同的导流壁部的散热环。

25、在至少一个导流壁部与一个周向散热肋或与两个直接相邻的周向散热肋一件式构造的情况下，散热环可以例如通过铸造工艺来制造。为了能够根据具体应用情况来制造实现了不同流动路径的散热环，可以规定，将用于制造铸造散热环的铸模内部的模具插入件(其形成导流壁部)可调节地或可重新安装地布置在铸模上。因此，通过调节或重新安装模具插入件，可以用同一铸模制造出具有不同定位的导流壁部或具有不同数量的导流壁部或具有不同设计的导流壁部的散热环。

26、由周向散热肋限定的流动通道可以至少逐段地构造为朝向内壁开放，使得流动通道在内周侧不是由散热环的内壁来限定，而是在散热环紧固在马达上的状态下，流动通道至少逐段地由马达的外罩壁来限定。

27、通过去除散热环上的流动通道的内周侧限定壁，冷却气流可以直接沿着马达的外罩壁引导。同时，在散热环的其它尺寸相同的情况下，可以通过去除限定壁来增大单个流动通道的流动横截面。此外，由于去除了限定壁，还可以节省散热环上的材料和并因此减轻重量。

28、散热环可以具有至少一个端壁部，在该端壁部上布置有多个端壁散热肋。

29、由于端壁散热肋，还可以通过散热环根据需要沿着马达尾部、即背对马达轴的驱动末端的端侧来引导、即引领冷却气流。

30、端壁散热肋可以被构造为将出现在散热环的面对流入空气一侧的第一区域中的气流引导到散热环的背对流入空气一侧的第二区域中，其中端壁散热肋倾斜或弧形地伸展，将在第一区域的宽度上进入的气流集中到第二区域的中间部分中。

31、端壁散热肋可以特别是不是径向延伸，而是优选地或完全横向地，即特别是沿类似于圆的割线的方向，被引导经过马达的端侧。多个端壁散热肋可以至少基本上彼此平行地延伸经过端侧。

32、端壁散热肋可以在端壁部的第二半表面中具有关于端壁部的第一半表面中的端壁散热肋的走向不对称的走向。这意味着端壁散热肋不必关于中心线镜像对称或相同地形成，而是可以不同走向地布置。亦即，关于竖直的中心线，端壁散热肋在在端壁部的左半部中的走向不同于在端壁部的右半部中的走向。

33、端壁部不是必须构造为封闭面，而是可以具有例如一个窗式切口，甚或是两个或更多个窗式切口。例如，如果在端壁部的中心区域形成窗式切口，例如以便为马达的后侧隆起或后侧突起提供空间，则当散热环在马达上张紧时，该隆起或突起可以突出穿过该窗式切口。由于在冷却气流径向流入时，马达的该隆起或突起可能会对冷却气流构成流动障碍，因此端壁散热肋可以这样延伸：即，对准隆起或突起的冷却气流借助于端壁散热肋被引导绕过隆起或突起，并在必要时在隆起或突起之后至少部分或全部地再次聚合在一起。

34、散热环可以被构造为弹簧弹性的，使得散热环能够以其周向内壁贴靠在放热电动马达的外罩壁上的方式在马达上张紧。

35、替代地或附加地，散热环可以具有螺栓凸缘部，在该螺栓凸缘部上可以安装张紧螺栓，以便能够通过张紧螺栓的拉紧而将开缝的散热环夹紧在马达上。这种张紧螺栓可能是适宜的，特别是在散热环本身不能在马达上施加足够高的弹簧张紧力时，或者散热环基本上完全不是被弹簧弹性地构成时。

36、本发明的目的还通过一种电动马达来实现，该电动马达具有：转子，具有马达轴；定子，转子可旋转地布置在该定子中；以及马达壳体，具有外罩壁；其中，在电动马达的外罩壁上布置有根据至少一种所述实施方式的散热环。外罩壁可以是马达壳体的一部分。定子可以紧固在马达壳体中。

37、本发明的目的又通过一种驱动装置来实现，该驱动装置具有：放热电动马达；根据至少一种所述实施方式的散热环，布置在电动马达上；以及散热装置，该散热装置包括至少一个散热体和至少一个对散热体加载空气的风扇；其中，散热体具有凹槽，散热环在电动马达关于驱动装置的安装位置上伸入该凹槽中，使得从风扇引入散热体的通道中的空气在一侧进入到散热环中，并且在至少基本上对置的一侧从散热环中再次离开，以便重新进入散热体中。

38、正如已经提到的，散热环特别用于使径向供应到马达的冷却气流进行环绕流动，从而垂直于马达的轴向延伸而流入马达并且特别是环绕马达流动。冷却气流可以通过散热装置的散热体被带入径向供应到马达的流入中，从而垂直于马达的轴向延伸而流入马达并且特别是环绕马达流动。散热装置包括至少一个风扇，以便在散热体上和散热环上实现强制对流。

39、除了通过热传导将热量从马达直接传递到散热环之外，另一个功能是围绕散热环并因此围绕马达输送或者说确保有最大可能均匀的气流。这不仅涉及对马达的完全环绕流动，还涉及在背对空气一侧的环绕流动，以及对散热肋通道的至少一定程度的均匀穿流，特别是位于马达背风区的、也就是背对流入冷空气一侧的流动通道。为了实现这一点，散热环具有附加的导流壁部，该附加的导流壁部从外部封闭了径向肋、即周向散热肋并因此形成封闭的通道。

40、周向散热肋可以在其周边外边缘处具有留空，这些留空沿轴向方向彼此对齐，从而形成一个或多个沟槽状的底切，在散热环的插入散热体的凹槽中的布置中，散热体的翅片伸入到所述沟槽状底切中。

41、作为留空的替代或补充，每两个相邻的端壁散热肋可以分别限定散热环的一个流动通道，其中，在散热环的插入散热体的凹槽中的布置中，散热环的流动通道与散热体的流动通道对齐和/或通入散热体的流动通道中。

42、特别地，端壁散热肋可以这样与散热体的流动通道对齐和/或通入散热体的流动通道中：即，将来自散热体的冷却气流在凹槽内部、也就是在散热环的端壁部中转向，并在流过凹槽之后在散热环的另一端部上至少部分地或完全地聚合在中间区域、即中央区域中，冷却气流在离开散热环之后在这里再次进入散热体中。