專利名稱：制造電機(jī)外殼的方法、電機(jī)和電機(jī)外殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電機(jī)外殼(frame)的方法。另外，本發(fā)明還涉及一種電機(jī)及 電機(jī)外殼。
背景技術(shù)：
通常，電機(jī)外殼由澆鑄的金屬部件制成。制造澆鑄部件需要澆鑄模具和金屬鑄造 車間。就這一點(diǎn)而言，澆鑄的費(fèi)用是可以承受的，但模具、庫(kù)房及后勤管理成本大大地增加 了總成本。由于啟動(dòng)成本有些高，所以只有在大批量制造時(shí)，澆鑄部件的使用費(fèi)用才是可以 承受的。本發(fā)明的目的是找到費(fèi)用更可以承受的解決方案，用于以不同于使用澆鑄部件的 方法進(jìn)行小批量制造。有一種制造電機(jī)外殼的方法是通過(guò)焊接形成合適的金屬部件。但是， 如今使用的焊接方法通常要求較高而且容易引起產(chǎn)品的測(cè)量誤差和張力，因而在制造時(shí)還 需要另外的加工。因此，存在找到一種制造電機(jī)單件式外殼的更好解決方案的需要。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種解決方案，其使得能夠以成本有效的方式并且以小批量地制造電 機(jī)外殼。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征主要在于獨(dú)立權(quán)利要求1中所述的 內(nèi)容。進(jìn)而，電機(jī)的特征主要在于獨(dú)立權(quán)利要求5中所述的內(nèi)容。進(jìn)而，電機(jī)外殼的特征主 要在于獨(dú)立權(quán)利要求11中所述的內(nèi)容。其它的從屬權(quán)利要求將描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí) 施方式。所述制造方法的基本構(gòu)思為被切割和部分被彎曲的部件繞著定子焊接，并且如 果需要的話，最終只須加工導(dǎo)架和緊固孔。通過(guò)這種方法，小批量的生產(chǎn)也能具有合理的成 本，而且不必使用澆鑄部件。在根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思的方法中，繞定子的第一護(hù)套由片材金屬形成，所述護(hù) 套通過(guò)激光焊接附接到所述定子上；冷卻元件也由片材金屬形成，其通過(guò)激光焊接附接到 所述第一護(hù)套。在一實(shí)施方式中，片材金屬的第二護(hù)套通過(guò)激光焊接附接到所述冷卻元件。在一實(shí)施方式中，所述冷卻元件通過(guò)壓制波紋而由片材金屬形成。在一實(shí)施方式中，在所述外殼中還形成有前部法蘭，并且與所述前部法蘭結(jié)合地 形成有軸承套，能夠從所述外殼內(nèi)部將軸承裝配到所述軸承套。在一實(shí)施方式中，電機(jī)至少包括外殼、附接到所述外殼的定子、軸、附接到所述軸 的轉(zhuǎn)子以及前部法蘭；軸承套裝配至所述前部法蘭以配合用來(lái)支撐所述軸的軸承。軸承套 裝配到所述前部法蘭中的方式使得能夠從所述外殼內(nèi)部將軸承放到軸承套內(nèi)。在一實(shí)施方式中，所述外殼包括由片材金屬形成的第一法蘭和由片材金屬形成的 冷卻元件，所述第一法蘭通過(guò)激光焊接附接到定子，所述冷卻元件通過(guò)激光焊接附接到第一護(hù)套。在一實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子是永磁的。在一實(shí)施方式中，在所述焊接中使用焊接機(jī)器人。上述設(shè)置的不同實(shí)施方式在獨(dú)立實(shí)施或各種組合設(shè)施的情況下均提供了若干優(yōu) 點(diǎn)。一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是不再需要澆鑄模具，從而使得調(diào)整制造方案來(lái)適應(yīng)不同的機(jī)器變得 容易，而且小批量生產(chǎn)也成為可能。一個(gè)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)在于，與現(xiàn)有技術(shù)的方案相比，制造電機(jī)所需的加工作減少了。在 最好的情況下，能夠省掉所有的加工。前述的優(yōu)點(diǎn)使得不再需要現(xiàn)有技術(shù)的方案中所需用于存放澆鑄模具或存放從一 個(gè)工步到另一工步的產(chǎn)品的中間庫(kù)房了。進(jìn)而，電機(jī)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)還在于，電機(jī)的軸承可以從外殼內(nèi)部(也就是說(shuō)，從電機(jī)的 后端)更換。因此，電機(jī)可以從其前部法蘭附接到其它結(jié)構(gòu)。從而，維護(hù)和維修將變得方便 快捷。


以下將參照所附的原理圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在圖中圖1為電動(dòng)馬達(dá)的一個(gè)實(shí)施方式。圖2為圖1所示的實(shí)施方式的剖視圖。圖3為圖2所示的實(shí)施方式的立體圖。圖4為電動(dòng)馬達(dá)的另一個(gè)實(shí)施方式的剖視立體圖。圖5為電動(dòng)馬達(dá)的第三個(gè)實(shí)施方式的剖視立體圖。圖6為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的電動(dòng)馬達(dá)的立體圖。圖7為相對(duì)于圖6所示的實(shí)施方式的軸線的垂直平面上的剖視圖。圖8為放大的圖7的詳細(xì)圖。圖9為和圖6所示的實(shí)施方式的軸線平行的剖視圖。出于清楚的目的，附圖只描繪了理解本發(fā)明所需的細(xì)節(jié)。對(duì)于理解本發(fā)明并不必 要但對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu)并未畫出，目的在于強(qiáng)調(diào)本 發(fā)明的特征。
具體實(shí)施例方式圖1至圖3顯示了電機(jī)的實(shí)施方式。在該示例中，電動(dòng)馬達(dá)1同軸聯(lián)接至泵2。該 聯(lián)接在電動(dòng)馬達(dá)1的前部法蘭3的端部、也就是該電動(dòng)馬達(dá)的前端進(jìn)行。圖2和圖3中顯 示出該泵2的殼體4以及推進(jìn)器5。在該示例中，推進(jìn)器5聯(lián)接至與電動(dòng)馬達(dá)1共同的軸 6，最優(yōu)選的是在軸的末端處聯(lián)接。電動(dòng)馬達(dá)1包括軸6、轉(zhuǎn)子7、定子8和外殼9。軸6和轉(zhuǎn)子7彼此聯(lián)接，而且它們 的組合裝配成圍繞著軸的軸線X(旋轉(zhuǎn)軸)旋轉(zhuǎn)。在該示例中，轉(zhuǎn)子7是永磁的。轉(zhuǎn)子7可 以以幾種不同的方式附接到軸6。例如，附接時(shí)可以使用不同的聯(lián)接件，其中聯(lián)接件的附接 點(diǎn)設(shè)在軸6和轉(zhuǎn)子7之間的區(qū)域范圍內(nèi)。使用聯(lián)接件有利地使得軸6和轉(zhuǎn)子7能夠從彼此 脫離，并且不必將二者都拆下就能夠去除其中任意一個(gè)。例如，在維護(hù)軸6期間，保留轉(zhuǎn)子7在位而僅從電機(jī)上拆除軸6是有利的。軸6通過(guò)軸承10被支撐到電動(dòng)馬達(dá)的外殼9，軸承10位于靠近電動(dòng)馬達(dá)1前部法 蘭3的軸承套11中。在根據(jù)示例的電機(jī)中形成有軸承套11，這樣的話，軸6和軸承10能夠 從馬達(dá)的后端方向12裝配到軸承套里。優(yōu)選地，在不用除去電動(dòng)馬達(dá)1的前部法蘭3的情 況下，仍可以替換軸承10。在當(dāng)前的應(yīng)用中，也不需要用軸承在電機(jī)的后端12支撐著軸6。 另外，在當(dāng)前有利的實(shí)施方式中，軸承組件被電動(dòng)馬達(dá)1和泵2共同使用。電動(dòng)馬達(dá)1的外 殼9有利地起到支撐軸承套11和/或泵2的后端的作用。因?yàn)楸?和馬達(dá)1共同使用軸 承，所以軸承損耗減小了，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)化了。轉(zhuǎn)子7可以以幾種不同的方式形成，其中電機(jī)1在軸方向上的長(zhǎng)度會(huì)受到影響。根 據(jù)圖1至3中的解決方案，目的是使電機(jī)的尺寸盡可能地短。圖4和圖5展現(xiàn)的是另兩種 有利的應(yīng)用，其中轉(zhuǎn)子7被做成和圖1至3中的方案不一樣的形狀。通過(guò)將轉(zhuǎn)子7移到離 軸承套11更遠(yuǎn)的位置，可以獲得更多的空間，比如用于軸承10的潤(rùn)滑系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子7在不同 的應(yīng)用中可以是不同的，比如，它可以有一個(gè)實(shí)體結(jié)構(gòu)，或者包括籠型繞組或槽。在圖1到圖5的解決方案中，從后端12打開電機(jī)1是可以辦到的，例如為了維護(hù) 或維修。除去風(fēng)扇蓋13和后蓋14后，就可以通過(guò)電機(jī)1后端12的開口達(dá)到轉(zhuǎn)子7。根據(jù) 轉(zhuǎn)子7的結(jié)構(gòu)，可以或者拆除到整個(gè)轉(zhuǎn)子7，或者松開轉(zhuǎn)子和軸6之間的聯(lián)接。之后，就可以 通過(guò)電機(jī)的后端12拆除軸6、軸承10和/或密封件。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)1的所謂的磨損部 件的維護(hù)和/或更換，例如，不用拆除電機(jī)和泵2之間的連接。因此，相比于在維護(hù)一開始 時(shí)通常需要拆除該連接的傳統(tǒng)的電機(jī)，本發(fā)明使得維護(hù)變得容易和快捷。相應(yīng)地，其軸線X 在維修后需要重新對(duì)齊。作為示例，使用了一種設(shè)備，其中電機(jī)1連接到泵2。該電機(jī)1可 以和其它裝置連接，比如風(fēng)機(jī)、傳送機(jī)、工作機(jī)器。其基本的思想是將電機(jī)1的軸6端部、有 利地還將前部法蘭連接到另一裝置。在有利的實(shí)施方式中，軸承組件10被馬達(dá)1和連接到 該馬達(dá)的裝置(比如說(shuō)泵2)共同使用。由于上面所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，電機(jī)1和其它裝置2之間 的聯(lián)接不用因?yàn)檩S承維護(hù)或修理而拆除。上面呈現(xiàn)的電機(jī)1可以由幾種不同的方式形成。比如，可以用澆鑄的金屬部件作 為外殼結(jié)構(gòu)9。以下將介紹形成電動(dòng)馬達(dá)的外殼9的一個(gè)有利的方法。該方法基于金屬片材的使用，所述金屬片材的厚度根據(jù)機(jī)器的尺寸和使用的方式 等而不同。有利的是對(duì)金屬片材的接頭使用激光焊接，從而形成的焊縫是可控的，而且焊接 處不會(huì)收縮。另外，激光焊接能夠通過(guò)焊接通過(guò)第一材料和第二材料的材料層的任何一個(gè) 而將第一材料接合到第二材料。因此，并不需要在這些片材上開焊接口。在此方法中可以 使用焊接機(jī)器人。不同的機(jī)器可以用相同的機(jī)器人來(lái)制造，只要改變程序和工具的設(shè)置即 可，這樣，生產(chǎn)線就很容易實(shí)現(xiàn)不同機(jī)器的制造。在本方法中，片材金屬環(huán)91被安裝在定子8的片材組件(package)的頂部上。片 材金屬環(huán)91可以作為單件安裝，也可以分成幾個(gè)部件安裝，以形成一個(gè)管道，也就是第一 護(hù)套91。該第一護(hù)套91通過(guò)激光焊接附接到定子8的背部。優(yōu)選地，焊接過(guò)程可以通過(guò)第 一護(hù)套91的表面進(jìn)行，其中焊接接頭形成于第一護(hù)套91和定子8之間。優(yōu)選地，焊接按照 繞著軸線X的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)狀圓圈進(jìn)行。有些法蘭92有利地焊接到第一法蘭91的端部。法蘭92支撐和加固該結(jié)構(gòu)。法 蘭92可以以不同的方式形成，比如通過(guò)激光從片材金屬上切出合適的部件。在這一點(diǎn)，激光焊接仍是有利的焊接方法，其中可以通過(guò)管道91的壁來(lái)完成對(duì)法蘭92的焊接，同時(shí)形成 的焊縫也是可以控制的。在第一法蘭91的頂部上附接有彎曲的由片材金屬制成的冷卻板93。在示例中，冷 卻板93的彎曲基本上呈現(xiàn)為U型，但是也可以彎曲成其它形狀；比如，該彎曲能夠更趨于成 V型，也可以將不同形狀的彎曲結(jié)合到同一個(gè)冷卻板93。有利地，由冷卻板93形成的冷卻 筋(cooling rib)基本上處在電機(jī)的軸方向上。冷卻板93通過(guò)激光被焊接到第一護(hù)套91。 優(yōu)選地，焊接通過(guò)冷卻板93的表面進(jìn)行，其中焊接接頭形成于冷卻板93和第一法蘭91之 間。有利地，焊接基本上沿著軸線X方向從每個(gè)彎曲部(crimp)的底部開始進(jìn)行。在成品 的結(jié)構(gòu)中，冷卻板93有利地起到了作為電機(jī)外殼9的一部分的作用。在一種應(yīng)用中，第二金屬片材護(hù)套94被裝配在冷卻板93的頂部上。優(yōu)選地，第二 金屬片材法蘭94通過(guò)激光焊接進(jìn)行附接。優(yōu)選地，焊接通過(guò)第二法蘭94的表面進(jìn)行，其中 焊接接頭形成于第二法蘭94和冷卻板93之間。同時(shí)，管道91、冷卻板93和護(hù)套94形成了 一個(gè)堅(jiān)硬結(jié)實(shí)的小腔結(jié)構(gòu)(cell structure)。第二護(hù)套94起到例如電機(jī)1的保護(hù)護(hù)套的 作用，可防止諸如冷卻結(jié)構(gòu)變臟的發(fā)生。 在成品的電機(jī)中，介質(zhì)流被引入到位于冷卻板93和法蘭91、94之間的冷卻小腔的 通道中，該冷卻介質(zhì)使得電機(jī)的溫度保持在可許用極限內(nèi)。例如，該介質(zhì)可以是空氣或其它 氣體，但是，如果結(jié)構(gòu)制造得充分緊密的話，液體也是可以使用的。在空氣被用來(lái)冷卻的應(yīng) 用中，空氣流是通過(guò)位于電機(jī)1的端部的風(fēng)扇(未在附圖中繪出)或位于軸6端部的風(fēng)扇 葉片(未在附圖中繪出)產(chǎn)生的。以上提到的電機(jī)1的制造方法可以被應(yīng)用于制造示例中未展示的不同種類的電 機(jī)。比如，電機(jī)1可以是一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)。電機(jī)的功率也可以不同，但本方法旨在對(duì) 功率例如為10到1000千瓦的電機(jī)的制造產(chǎn)生有利的效果。通過(guò)將結(jié)合上述本發(fā)明的不同實(shí)施方式公開的方法和結(jié)構(gòu)以不同的方式進(jìn)行組 合，可以得到本發(fā)明的多種實(shí)施方式。因此，上述的示例決不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制，而 是，在后面的權(quán)利要求書中所呈現(xiàn)的發(fā)明性特性的范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施方式可以隨意地變化。
權(quán)利要求
1.一種制造電機(jī)(9)外殼(1)的方法，在所述方法中-形成定子⑶，-繞所述定子(8)形成第一護(hù)套(91)，-用片材金屬形成冷卻元件(93)，所述元件附接至所述第一護(hù)套(91)，其特征在于，另外，-所述第一護(hù)套(91)由片材金屬形成，并且其附接至所述定子(8)，-用片材金屬形成的第二護(hù)套(94)附接至所述冷卻元件(93)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷卻元件(93)通過(guò)壓制波紋而由片材 金屬形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一護(hù)套(91)和所述第二法蘭 (94)通過(guò)激光焊接附接至所述冷卻元件(93)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外殼(9)上還形成有前 部法蘭(3)，并且與所述前部法蘭結(jié)合地形成有軸承套(11)，能夠從所述外殼內(nèi)部將軸承 (10)放到所述軸承套內(nèi)。
5.一種電機(jī)，其至少包括外殼(9)、附接到所述外殼的定子(8)、軸(6)、附接到所述軸 的轉(zhuǎn)子(7)，并且，所述電機(jī)還包括繞所述定子(8)的第一護(hù)套(91)以及附接到所述第一護(hù) 套(91)的冷卻元件(93)，其特征在于，所述電機(jī)包括附接到所述冷卻元件(93)的第二護(hù)套(94)，并且，另外，所 述第一護(hù)套(91)、所述第二護(hù)套(94)以及所述冷卻元件(93)都由片材金屬形成。
6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一法蘭(91)和所述第二法蘭(94)通 過(guò)激光焊接附接到所述冷卻元件(93)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)包括外殼(9)的前部法蘭(3)， 所述前部法蘭上設(shè)置有軸承套(11)以配合支撐軸(6)的軸承(10)，并且所述軸承套(11) 設(shè)置在所述前部法蘭( 上的方式使得能夠從所述外殼(9)內(nèi)部將所述軸承(10)放到所 述軸承套內(nèi)。
8.如前述權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(7)是永磁的。
9.一種設(shè)備，其包括如前述權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的電機(jī)(1)。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括泵0)，所述泵(2)附接到所 述電機(jī)⑴的前部法蘭⑶和所述軸(6)。
11.一種電機(jī)外殼(9)，所述外殼至少包括定子(8)、繞所述定子的第一護(hù)套(91)以及 附接到所述第一護(hù)套(91)的冷卻元件(93)，其特征在于，所述外殼還包括附接到所述冷卻 元件(93)的第二護(hù)套(94)，并且，另外所述第一護(hù)套(91)、所述第二護(hù)套(94)以及所述冷 卻元件(93)由片材金屬形成。
12.如權(quán)利要求11所述的電機(jī)外殼，其特征在于，所述第一護(hù)套(91)和所述第二護(hù)套 (94)通過(guò)激光焊接附接到所述冷卻元件(93)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造電機(jī)(9)外殼(1)的方法，在所述方法中，形成定子(8)。另外，在所述方法中，繞所述定子(8)形成由片材金屬形成的第一護(hù)套(91)，所述護(hù)套通過(guò)激光焊接附接到所述定子；并且形成冷卻元件(93)，所述元件通過(guò)激光焊接附接到所述第一護(hù)套。進(jìn)而，所述電機(jī)(1)至少包括外殼(9)、附接到所述外殼的定子(8)、軸(6)、附接到所述軸的轉(zhuǎn)子(7)以及前部法蘭(3)，軸承套(11)裝配到所述前部法蘭從而配合用于支撐所述軸的軸承(10)。軸承套(11)裝配到所述前部法蘭(3)中的方式使得所述軸承(10)能從所述外殼(9)的內(nèi)部放進(jìn)所述軸承套內(nèi)。另外，本發(fā)明還涉及電機(jī)外殼。
文檔編號(hào)H02K5/16GK102084577SQ200980123586
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者M·蘭塔帕 申請(qǐng)人:蘭達(dá)克斯有限公司