具有集成到壳体中的冷却通道的电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机，所述电机具有壳体，冷却通道被集成到所述壳体中。
【背景技术】
[0002]电机能够为各种目的用作电动机或者发电机。尤其当在结构空间小时电机应实现高的电动机模式的和/或发电机模式的功率时，会有必要对所述电机进行有效地冷却，以便能够导出例如由于效率损耗而产生的热。有效的冷却例如对永磁电机而言能够是重要的，因为对永磁电机而言过高的温度会促使其中安装的永磁体加速消磁。此外，用于有待使用的磁性材料的通常的成本随着其可能的使用温度范围提高。
[0003]因此研究出一种电机，在所述电机上定子和围绕定子的转子被壳体围绕，其中在所述壳体中设置有冷却通道，经由冷却剂入口进来的冷却剂能够通过所述冷却通道被导向冷却剂出口。在此，所述壳体大多如此构造，从而使得冷却通道回形纹地沿着所述壳体的柱形罩或者沿着沿所述壳体的柱形罩的轴向相互平行构造的肋延伸，这例如在DE 101 41693 Al中得以说明。此外在DE 10 2009 047 215 Al中描述了一种电机，在所述电机中在冷却通道中设置有形式为小销栓的热传递器件，从而改进穿流的冷却剂和所述壳体之间的热传递。
【发明内容】
[0004]本发明的实施方式实现了，电机装备有有效的冷却部，其中所述冷却部被集成到所述电机的壳体中并且所述壳体在此不仅能够简单且价格低廉地得以制造还能够负责对由所述壳体围绕的定子和转子进行有效的、尤其均匀的冷却。
[0005]根据本发明的一方面提出一种电机，所述电机具有转子、围绕所述转子的定子以及围绕所述定子的壳体。在所述壳体中构造有冷却剂入口、冷却剂出口和将所述冷却剂入口和所述冷却剂出口沿周向连接起来的冷却通道。在所述冷却通道中在所述壳体的内壁和所述壳体的外壁之间布置有多个销栓。所述电机的特征在于，所述壳体由两部分构造，即形成内壁的壳体内部件和形成外壁的壳体外部件。所述销栓在此与所述壳体部件之一是一体的(也就是说要么与所述壳体内部件是一体的要么与所述壳体外部件是一体的)并且基本上沿径向朝向其中另一个壳体部件延伸地构造。在此，所述销栓应直接邻接(也就是以机械接触的方式贴靠)到所述其中另一个壳体件上(也就是说相应地邻接到所述壳体外部件或者说壳体内部件上)。
[0006]此外，本发明的实施方式的构思能够视作基于下面所描述的认识和想法。
[0007]首先，应为电机设计出带有集成的冷却通道的壳体，所述壳体具有高的冷却功率并且能够尽可能以传统的并且广泛流行的生产方法来制造。提升的冷却功率能够实现电机的提升的持久功率、用于有待应用在所述电机中的永磁体的更低的成本和/或更小的结构尺寸以及由此得到的电机的更小的重量。
[0008]在传统的电机中，有待配备冷却通道的壳体大多作为一体的构件来制造，例如作为复杂的铝铸件。这种一体的壳体能够实现构造在其中的冷却通道的可靠的密封性以及有待在其中导流的冷却剂和有待冷却的定子之间良好的热传递。但是应该注意到，构造所述冷却通道所能够利用的几何形状受到很大约束，所述约束来自于为了制造这种一体式的壳体所使用的生产方法。所述冷却通道例如不能以细小的结构构造在所述壳体的内部中。
[0009]在此提出，所述壳体由两部分构造。在此，壳体内部件应形成所述壳体的内壁或者说有待集成到所述壳体中的冷却通道的内壁，并且壳体外部件应形成与此互补匹配的外壁。所述壳体内部件例如能够构造成罐状并且所述壳体外部件例如能够构造成管状。
[0010]换句话说，所述壳体内部件例如能够构造为柱状的部件，在其一个端部上设置有底盘，所述底盘法兰状地径向向外伸出所述柱状的部件。所述壳体外部件同样能够构造为柱状并且具有管状的几何形状。所述柱状的部件尤其能够是圆柱状的并且为了形成壳体优选相互同轴地布置。在此，从所述罐状的壳体内部件径向向外伸出的底部能够向外密封地封闭所述壳体内部件和所述壳体外部件之间形成的空腔的端侧。这个空腔的对置的端侧例如能够借助匹配的另外的部件或者密封环来密封。能够有利的是，将所述壳体内部件和所述壳体外部件之间的径向间距选择得尽可能小，从而能够良好地引导有待在位于其间的中间腔中导引的冷却剂流并且从而能够使所述壳体有高的机械稳定性。
[0011]在所述壳体内部件和所述壳体外部件之间设置有多个销栓，所述销栓在所述壳体的内壁和外壁之间延伸。所述销栓在此与所述两个壳体部件之一一体地构造并且从该壳体部件伸向其中另一个壳体部件。在此如此设计所述销栓以及所述壳体部件的尺寸，使得所述从其中一个壳体部件伸出的销栓延伸到其中另一个壳体部件上并且直接邻接到所述另一个壳体部件上。所述销栓例如能够一体地设置在壳体内部件上并且向外伸出并且在所述壳体外部件处贴靠在通过所述壳体外部件形成的外壁上。由此能够相对于所述壳体内部件稳定地定位并且保持所述壳体外部件。
[0012]此外，所述销栓用于提升由所述冷却剂穿流而过的壳体的冷却功率。所述销栓横穿所述冷却通道并且由此被穿过所述通道流动的冷却剂环流。此外，因为所述销栓要么一体地构造在壳体内部件上，要么至少直接机械地邻接在所述壳体内部件上，所以例如从定子向所述壳体内部件传递的热量能够经由所述销栓良好地排出到穿流而过的冷却剂上。
[0013]在此，所述壳体的两部分的结构能够使所述销栓能够以对于热传递有利的布置方式来构造。当壳体按传统方式由单部分构成时，位于冷却通道内部的结构一般以相对较大的尺寸来构造，而当壳体由两部分构造时则能够更加细小地构造这种随后位于组装好的壳体内部中的结构。
[0014]所述销栓例如能够以大于每平方米100个销栓、优选大于每平方米1000个销栓的密度来布置。相邻销栓之间的最大间距例如能够小于100mm、优选小于30mm。在冷却通道内部以这样紧密相邻的布置方式构造多个销栓或者说小销栓，看来不可能以传统的制造方法并且尤其以一体式构造壳体来实现。
[0015]此外，以尽可能简单的方式将销栓构造在所述壳体部件上能够以以下方式来实现，即布置在冷却通道内部的销栓的面密度在冷却剂入口附近处选择得比在冷却剂出口附近处更小。换句话说，所述销栓不需要在所述壳体的周边均匀地分布布置而是能够不均匀地布置，其中在冷却剂出口附近处比在冷却剂入口附近处能够配置更大数量的销栓并且由此设置更大的销栓面密度。
[0016]因此能够考虑到下述状况:在所述冷却通道中经由所述冷却剂入口引入的冷却剂首先更冷并且因此具有更强的冷却效果，从而在这个区域中少量的用于改善冷却的销栓就足够；反之已经朝向所述冷却剂出口流向远处之后的冷却剂由于此处出现的热交换已经具有了更高的温度并且由此在冷却剂出口附近处具有更小的冷却效果，从而在这个区域中更多的销栓或者说更大的销栓面密度则是有利的。
[0017]能够有利的是，所述壳体内部件和/或所述壳体外部件由铝构造。铝制壳体一方面在具有高机械稳定性的同时具有微小的重量并且另一方面能够由于铝的高导热性能将热量从定子良好地导出到穿流而过的冷却剂上。然而尤其所述壳体外部件也能够替代地由其他材料、例如不锈钢制成。
[0018]所述壳体内部件和/或壳体外部件尤其能够构造为铝铸件。铝铸件具有高机械强度并且通常情况下能够相对简单地制造。但是对构件、如迄今为止的具有内置空腔的一体式壳体而言，以铝铸造也很难构造小的结构、例如小尺寸的销栓。对这里提出的由两部分构造的壳体而言，不仅所述壳体内部件而且所述壳体外部件都能够分别简单地制造成铝铸件，其中要设置的销栓能够不在内部的空腔中构造而是置于外部来构造并且因此也能够构造形式为小销栓的结构。作为替代方案，所述壳体外部件也能够不同地构造，例如构造为挤压型材或者挤压型管。
[0019]在此能够有利的是，在所述壳体内部件或者所述壳体外部件的罩段上以延伸方向相互平行地构造多个销栓。优选所有要设置在壳体内部件或者说壳体外部件上的销栓都能够以延伸方向相互平行地构造。相互平行地延伸的销栓能够以铸铝方法特别简单地制造，因为所述销栓通过在铸造中使用的铸模形成并且所述铸模此后能够以简单的方式沿所述销栓的延伸方向脱出。
[0020]为了使经由所述冷却剂入口输送的冷却剂流入量能够有利地分布在冷却通道内部，能够在冷却通道中在冷却剂入口附近处设置合适的导肋。所述导肋能够长形地从冷却剂入口附近的区域延伸到远离冷却剂出口的区域。所述导肋在此能够在冷却通道的整个高度上或者在冷