電機的冷卻套和裝配冷卻套的方法及配備有冷卻套的電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電機的冷卻套，帶有內(nèi)殼和外殼以及在內(nèi)殼和外殼之間延伸的且可由冷卻劑穿流的冷卻腔，其中內(nèi)殼和外殼通過至少一個材料配合的連接部連接，并且冷卻腔通過該材料配合的連接部密閉地(hermetisch)密封。此外，本發(fā)明涉及一種用于裝配用于電機的冷卻套的方法和一種配備有冷卻套的電機。
【背景技術(shù)】
[0002]電機在很多技術(shù)領(lǐng)域中用作馬達或發(fā)電機、大多數(shù)情況下具有靜止的(一個或多個)定子以及可轉(zhuǎn)動地支承的(一個或多個)轉(zhuǎn)子并且在運行中產(chǎn)生廢熱，其可顯著限制電機的效率和壽命。
[0003]尤其具有高功率密度的電機需要冷卻，其或者利用空氣或者利用冷卻劑實現(xiàn)。為了高效地導(dǎo)出在電機中出現(xiàn)的廢熱，利用空氣的冷卻需要大的面積，由此殼體必須具有相應(yīng)的尺寸。
[0004]然而為了優(yōu)化供使用的結(jié)構(gòu)空間電驅(qū)動裝置(其例如使用在機動車或軌道車輛中以用于機動車或軌道車輛的電動行駛運行)必須盡可能緊湊地實施。因此空氣冷卻對于這種電驅(qū)動裝置通常不予考慮。
[0005]為了提升功率且積極地冷卻這種電機，尤其使用流體穿流的冷卻套。用于電機的迄今已知的冷卻解決方案基于利用流體式冷卻劑穿流冷卻套或冷卻管路。在此冷卻劑從電機抽取廢熱，從而可保證在高的功率級上的無干擾的運行。通常將由水和乙二醇或油或其它合適的冷卻流體形成的混合物用作冷卻劑。
[0006]冷卻套雙壁地由內(nèi)殼和外殼構(gòu)建而成，從而構(gòu)造為環(huán)狀間隙的冷卻腔可由冷卻劑穿流。同樣已經(jīng)已知在環(huán)狀間隙中設(shè)置有多個冷卻通道，其負責(zé)冷卻劑的受限定的流動，以便因此優(yōu)化熱量運走。
[0007]由文件EP I 953 897 A2已經(jīng)已知由內(nèi)殼和外殼組成的用于電機的冷卻套。在內(nèi)殼和外殼之間延伸有可由冷卻劑穿流的冷卻腔。內(nèi)殼和外殼兩者由鋁或鋁合金制成并且通過構(gòu)造為焊接連接部的材料配合的連接部彼此連接。此外，通過焊接連接部密閉地密封在內(nèi)殼和外殼之間的環(huán)狀的冷卻腔。
[0008]證實為不利的是，在焊接時必須設(shè)置連接部位的充分的可接近性。此外，由于焊接工藝而產(chǎn)生提高的裝配和時間花費。此外，在焊接時在內(nèi)殼和外殼中引起溫度峰值，其可導(dǎo)致材料組織的不利的改變。
[0009]文件DE 10 2012 016 208 Al同樣已經(jīng)描述了一種用于電機的冷卻套，其帶有布置在外殼和內(nèi)殼之間的冷卻腔。
[0010]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)已知，冷卻套的內(nèi)殼與外殼的連接通過螺紋連接部實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在該背景下，本發(fā)明的目的在于提供一種冷卻套，通過該冷卻套降低裝配花費以及裝配時間，以及提供一種用于裝配冷卻套的方法。另一目的是提供配備有這種冷卻套的電機，通過該電機保證可靠的運行并且簡化制造。
[0012]最先提及的目的利用根據(jù)專利權(quán)利要求1的特征的冷卻套實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求2至6涉及根據(jù)本發(fā)明的冷卻套的特別適宜的改進方案。
[0013]因此根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有用于電機的冷卻套，在其中在內(nèi)殼和外殼之間的至少一個材料配合的連接部構(gòu)造為粘接連接部。在此，粘接連接部包括內(nèi)殼的粘接面、外殼的粘接面以及布置在粘接面之間的由粘接材料形成的粘接層。在此，粘接材料通過粘附力(Adhas1n)和內(nèi)聚力(Kohjis1n)連接兩個接合副，即內(nèi)殼和外殼。
[0014]由于粘接而沒有如例如在焊接時需要的那樣強制要求連接區(qū)域的不受限的可接近性。也就是說，粘接連接部還可在從外部不可接近的區(qū)段中尤其還可以被遮蓋的方式產(chǎn)生在內(nèi)殼和外殼之間，從而連接區(qū)域從外部不可見并且因此沒有改變冷卻套的視覺外觀。用于建立粘接連接部的儀器方面的花費相比于焊接連接部明顯更低。
[0015]通過粘接連接部不僅在構(gòu)件的靜態(tài)的負荷中而且在構(gòu)件的動態(tài)的負荷中得到在整個粘接面上的均勻的應(yīng)力分布和力傳遞。與此相反在螺紋連接時在連接元件處出現(xiàn)應(yīng)力峰值，而位于其之間的空間僅不顯著地有助于力傳遞。同樣在擰緊時可見的表面發(fā)生改變，而在粘接時表面保持不變。
[0016]此外，在粘接時沒有將高的溫度引入到連接副中，從而沒有如在焊接時常見的那樣出現(xiàn)連接副的翹曲、冷卻應(yīng)力或組織變化。由于粘接材料的彈性，相比于在焊接或螺紋連接部中在根據(jù)本發(fā)明的粘接連接部中減振更好。
[0017]通過將材料配合的連接部設(shè)計為粘接連接部可對于接合熱接合工藝來說不可處理的材料或材料副。在非同類的材料之間例如在鋁和塑料之間的連接同樣可無問題地實現(xiàn)。由此得到輕型結(jié)構(gòu)潛能的優(yōu)化。此外，通過由于粘接材料引起的電和熱絕緣防止在金屬的內(nèi)殼和金屬的外殼的情況下形成局部電池(Lokalelement)和與此相關(guān)的接觸腐蝕。
[0018]總之得到，在將粘接材料施覆到連接副上且將內(nèi)殼推入到外殼中之后裝配過程本身結(jié)束。由此引起的結(jié)果是得到顯著降低裝配花費和裝配時間。此外，粘接連接部除了在內(nèi)殼和外殼之間的力傳遞之外還承擔(dān)加壓不滲透地且防止泄漏地(auslaufsicher)密封冷卻腔的密封功能。
[0019]在本發(fā)明的一種有利的改進方案中設(shè)置成粘接連接部環(huán)繞地構(gòu)造。通過環(huán)繞地包圍冷卻套的粘接連接部一方面實現(xiàn)在整個粘接面上的均勻的力傳遞，并且另一方面保證粘接連接部在整個周緣上不透流體地密封冷卻套。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的冷卻套的另一適宜的設(shè)計方案還由此實現(xiàn)，即內(nèi)殼的粘接面和外殼的粘接面形成錐形連接部，其中內(nèi)殼的粘接面構(gòu)造為內(nèi)錐體，并且外殼的相關(guān)聯(lián)的粘接面構(gòu)造為外錐體。由此如此定心內(nèi)殼和外殼，即殼彼此同軸地布置并且在殼之間形成冷卻腔。此外，通過在錐形連接部中出現(xiàn)的法向力使內(nèi)殼和外殼的在其之間容納粘接材料的粘接面以限定的壓力彼此壓靠，從而在粘接材料的硬化期間不必將附加的壓力或保持力引入到粘接面中。
[0021]此外，證實為特別有利的是，至少兩個粘接連接部設(shè)置在內(nèi)殼和外殼之間，其中冷卻腔在軸向方向上在兩個粘接連接部之間延伸。由此通過兩個起密封作用的粘接連接部在整個周緣上密閉地密封冷卻腔，從而可有效地防止冷卻流體的逸出。由此優(yōu)化電機的運行可靠性。
[0022]輕型結(jié)構(gòu)潛能的一種改進方案還由此實現(xiàn)，即外殼由塑料或鋁制成。由此相對于由鋼制成的外殼得到顯著的重量減輕。在此，外殼和內(nèi)殼可由相同的材料制成。然而還可考慮以混合結(jié)構(gòu)方式制造冷卻套，在其中內(nèi)殼的材料不同于外殼的材料。
[0023]裝配花費和裝配時間的另一優(yōu)化方案還由此實現(xiàn)，即為了容納電機而設(shè)置的內(nèi)腔徑向上通過內(nèi)殼和/或外殼并且軸向上通過兩個支承蓋限制，其中內(nèi)殼與第一支承蓋連接成一體，并且外殼與第二支承蓋連接成一體。由此冷卻套包括僅僅兩個部件，從而保證簡單且快速地裝配冷卻套。
[0024]提及的第二個目的即提供用于裝配用于電機的冷卻套的方法利用根據(jù)專利權(quán)利要求7的特征的方法實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求8和9涉及方法的特別適宜的改進方案。
[0025]因此根據(jù)本發(fā)明了設(shè)置一種用于裝配用于電機的冷卻套的方法，該冷卻套具有內(nèi)殼和外殼以及在內(nèi)殼和外殼之間延伸的且可由冷卻劑穿流的冷卻腔，在該方法中，首先
?將粘接材料施覆到內(nèi)殼的至少一個粘接面和/或外殼的至少一個粘接面上，并且緊接著
?將內(nèi)殼以面向外殼的引入?yún)^(qū)段引入到由外殼限制的引入開口中，并且?將內(nèi)殼和外殼通過相對運動運動到裝配位置中，在該裝配位置中內(nèi)殼和外殼同軸地布置，并且外殼如此包圍內(nèi)殼，即使得冷卻腔構(gòu)造在內(nèi)殼和外殼之間，并且
?在該裝配位置中在內(nèi)殼的粘接面和外殼的相對而置的粘接面之間和/或在外殼的粘接面和內(nèi)殼的相對而置的粘接面之間構(gòu)造粘接連接部，
?該粘接連接部使外殼和內(nèi)殼材料配合地彼此連接并且密閉地密封冷卻腔。
[0026]通過所提及的方法實現(xiàn)冷卻套的簡單且無問題的裝配。在開頭列舉的現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)殼和外殼首先在裝配過程中同軸地布置并且緊接著通過焊接彼此連接。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在裝配過程之后不需要后續(xù)的工作步驟來建立材料配合的連接。由此可相對于由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法顯著降低用于裝配冷卻套的時間花費。此外，不需要連接部位的可接近性，從而粘接連接部可定位在焊接時不可利用的部位處。有利地粘接連接部在從外面不可見的或被遮蓋的區(qū)域中定位在內(nèi)殼和外殼之間，從而粘接連接部還得到保護而不受外部的且影響粘接縫的壽命的影響因素的影響。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的方法的一種特別有利的設(shè)計方案還由此實現(xiàn)，即粘接材料僅僅施覆到內(nèi)殼的布置在內(nèi)殼的背離引入?yún)^(qū)段的端部區(qū)段中的粘接面上和外殼的布置在外殼的背離引入開口的端部區(qū)段中的粘接面上。由此保證，粘接材料在內(nèi)殼和外殼的接合運動或相對運動中只有在接合運動的結(jié)束階段中才接觸內(nèi)殼或外殼的相應(yīng)相對而置的面。由此可防止在內(nèi)殼推入到外殼中時粘接材料形成隆起(Wulstbildung)。此外排除了內(nèi)殼或外殼的限制冷卻腔的區(qū)域由于粘接材料而粘住并且由此保證電機的運行可靠的功能或冷卻。
[0028]此外設(shè)置成，在內(nèi)殼和外殼之間的相對運動期間在內(nèi)殼的形成內(nèi)錐體的粘接面和外殼的形成外錐體的粘接面之間構(gòu)造錐形連接部，通過該錐形連接部使內(nèi)殼和外殼的兩個在其之間容納粘接材料的粘接面彼此壓靠。通過接合運動使內(nèi)殼和外殼自動定心，從而內(nèi)殼和外殼同軸地布置并且冷卻腔構(gòu)造在內(nèi)殼和外殼之間。此外，錐形連接部產(chǎn)生彼此相反指向的壓力，其使在其之間容納粘接材料的粘接面在粘接材料的硬化期間壓緊在一起。由此還可在沒有從外部引入壓力的情況下保證工藝可靠的粘住并且附加地進