具有至少一个冷却剂通道的电机的制作方法

本发明涉及一种电机、特别是内转子电机，该电机具有由叠片构成的定子、同心地布置在定子中的转子、在周缘侧包围定子的壳体和两个壳体盖，该壳体盖用于在轴向两侧封闭壳体和用于接纳/支承和引导转子的轴，其中，叠片分别具有至少三个布置在周缘侧的突出部(steg)以用于在定子与壳体之间形成至少一个冷却剂通道，其中，能通过壳体盖流体密封地界定至少一个冷却剂通道。

背景技术：

在具有固定的定子的电机中，定子由冲制的盘片或叠片形成，在该盘片或薄片的内部区域中布置用于绕组的缺口。外部区域在此形成为圆柱形。叠片轴向彼此堆叠，从而产生圆柱形的体部。通过热处理使得盘片粘接并产生固定连接的单元。电机的废热通常通过叠片和壳体导出。为此，壳体大多具有一个或多个通道，冷却液体被通过该通道输送。另选地也可提供两件式的设计方案，其中，附加的冷却套与壳体共同形成冷却通道。冷却液体流经被密封的通道并且不与定子接触。

然而，这种具有内置的冷却通道的壳体在制造方面是复杂且成本高的。通过使用附加的冷却套可以简化部件的制造，但是为此必须在壳体上安装附加的构件。在两种情况下，通过壳体的或内置冷却剂通道的壁使冷却液体与定子、即热源在空间上分开。特别是由于冷却液体的导电性并由于定子相对于转子缺乏密封才需要这种空间上的分离。

文献de112014001277t5公开了一种内置在定子芯部中的微通道换热器。定子芯部由堆叠的板(金属板)构成，这些板在其外径上具有不同的几何形状，这些几何形状形成可供冷却剂流过的冷却通道。

文献de102014219724a1公开了一种具有冷却装置的电机。定子芯部在此由堆叠的板构成并在其外径上具有如下结构，该结构形成可由冷却剂流通的冷却通道。

文献de102014220510a1公开了一种用于电机的转子或定子的叠片组以及一种用于制造该叠片组的方法。该定子叠片组由堆叠的板构成，这些板具有形成冷却通道的穿孔，冷却剂可以穿流过该穿孔。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种具有定子冷却系统的电机，其中，以简单的技术手段将冷却剂与电机的引导电流的部件可靠地分开。

本发明的主题是一种电机、特别是内转子电机，该电机具有由多个轴向依次接连布置的叠片构成的定子，其中，定子具有朝向同心地布置在定子中的转子的方向布置的定子齿部，该定子齿部用于接纳定子绕组。电机具有径向包围定子的壳体和两个壳体盖，该壳体盖用于在轴向两侧封闭壳体和用于接纳和引导转子的轴。根据本发明，叠片分别具有至少三个布置在周缘侧的突出部以用于在定子与壳体之间形成至少一个冷却剂通道，其中，能通过壳体盖流体密封地界定至少一个冷却剂通道。

通过电机的根据本发明的实施形式可以在壳体或另选设计为壳体的管道与定子之间形成至少一个冷却剂通道。根据定子的设计形式，壳体还可以设计为方形的、圆形的、蛋圆形的或类似形状。冷却流体或冷却剂可以直接沿着定子和壳体之间流动。冷却剂通道径向由定子和壳体形成。由此可以实现至少一个冷却剂通道以及电机的非常紧凑的结构。叠片和壳体可以简单地制造。特别是叠片可以包括在周缘侧形成的、径向向外部延伸的突出部。为此可以在已经构成的叠片中引入周缘侧的凹部以用于形成突出部和布置在突出部和壳体之间的冷却剂通道。因此可以通过微小的结构上的手段在叠片几何结构中制造冷却剂通道，其中，电机的多数其它的组成部分可以保持不变。

冷却流体在此流过相邻于叠片的冷却剂通道并与定子直接接触。由此可以优化热传递。通过相对于壳体盖流体密封地封闭定子防止了，冷却剂可以到达转子，由此也实现了冷却剂相对于定子绕组可靠地分离。

根据另一实施形式，定子具有两个间隔环，该间隔环分别具有至少一个布置在周缘侧的突出部，其中，定子的叠片布置在两个间隔环之间。至少一个间隔环具有至少一个突出部以用于形成或延续由叠片形成的冷却剂通道。至少一个间隔环在外部区域中具有与叠片相同的直径。至少两个间隔环可以布置在壳体中并且是定子的部分。至少一个间隔环用作叠片和至少一个冷却剂通道的轴向延长部。间隔环的突出部复制叠片的突出部并可以轴向延长该叠片。

根将另一实施形式，两个间隔环在轴向以相对彼此偏转的方式布置。在此，间隔环分别定位在外侧，而叠片布置在两个间隔环之间。叠片可以依据间隔环取向。第二个间隔环为此轴向偏转地布置。由此形成可以在定子的整个外周面的范围上在周缘侧蜿蜒引导的冷却通道。由此需要仅一个入口和仅一个出口。整个定子可以沿着外周面冷却。间隔环和壳体盖在此用作冷却剂通道的轴向转向区域。

根据另一实施例，至少一个叠片的至少一个突出部具有至少一个用于接纳密封件的槽。优选，至少一个突出部的突出部端头在无密封件的情况下布置或近似是无密封件的，这是因为电机的支承力矩在此可以被传递到壳体中。由于冷却液体不能通过突出部端头涌入定子中，因此轴向依次接连布置的叠片的突出部在纵向方面具有用于接纳密封件的密封边或槽。为了在壳体与定子之间足够地预紧密封边，可以在突出部上定位适合的凹部。因此，至少一个冷却剂通道可以轴向相对于壳体密封，从而可以越过突出部中断冷却剂交换。由此，可以以受控的方式使冷却剂流通过定子传输。

根据另一实施形式，至少一个间隔环的至少一个布置在周缘侧的突出部具有与至少一个叠片对应的槽，该槽用于接纳密封件。因此密封件可以超过叠片涂覆在间隔环的突出部上，从而整个冷却剂通道可以径向流体密封地实施。如此设计定子，使得定子可以嵌入两件式的模具中。脱模方向在此是轴向的。该模具可以例如是硫化成型模具。在硫化过程中密封件被涂覆在定子的外部区域上并从定子内部区域处密封冷却剂通道。

根据另一实施形式，至少一个间隔环具有至少一个用于接纳密封件的轴向布置的槽。两个间隔环在端侧在间隔环侧的冷却剂通道底部的区域中具有凹部或槽。在涂覆密封件时，这个凹部可以由密封件填充并相对于内腔或转子形成轴向密封件。在突出部在外径上的区域中，轴向的密封唇在间隔环的突出部的端侧上延续。

根据另一实施例，至少一个冷却剂通道至少部分地以密封件覆层。覆层可以在定子的突出部与间隔环的突出部与壳体之间被压紧，并因此可以完全流体密封地实施。由此可以防止冷却剂向绕组的泄露或涌入的危险，例如由于在叠片之间的由寿命决定的炭黑的形成。以密封件覆层可以是定子的最终的加工步骤，由此可以取消定子的后续的涂漆或保养。

根据另一实施形式，至少一个间隔环轴向设计为密封件。间隔环可以另选或附加地由弹性的塑料或硅酮制成，从而间隔环在壳体盖和定子之间被压紧并同时可以用作轴向密封。由此可以取消额外的密封件。

根据另一实施形式，定子至少在第一叠片和第二叠片之间以及在最后一个叠片和倒数第二个叠片之间分别具有至少一个密封叠片以用于在周缘侧接纳密封件。密封叠片具有与叠片的突出部的密封件槽对应的径向伸长部。在装配定子时，密封叠片和叠片可以交替地安装。在以密封件覆层时，填充环绕的密封件槽。叠片的外部区域或突出部端头保持无密封件，因此可以将机械力传递到壳体上。通过交替地安装叠片和密封叠片可以实现密封边沿着可以承受并能承受住机械载荷的至少一个突出部蜿蜒地延伸。

根据另一实施例，壳体和/或至少一个壳体盖具有至少一个冷却剂输入端和至少一个冷却剂输出端。由此，冷却剂可以受控制地导入冷却剂通道中和从其中导出以用于冷却定子。优选当冷却液体被围绕定子的整个外周面引导时，才向外导出冷却剂。也可以设有多个彼此独立的、分别具有冷却剂输入端和冷却剂输出端的冷却剂通道。因此可以有针对性地冷却定子的具有较高生热的特别受到热载荷的区域。

附图说明

根据在附图中的实施形式示意性示出并参照附图详细说明本发明。附图示出：

图1a在一个根据本发明的实施形式中以俯视图示出定子的叠片和定子的间隔环；

图1b在一个根据本发明的实施形式中以详图示出叠片的突出部；

图2示出根据本发明的电机的横截面；

图3示出根据本发明的定子的周缘侧的绕组的局部的示意图；

图4示出根据本发明的定子根据一实施形式沿着图3中的剖面线a-a剖开的截面图；

图5示出根据本发明的定子根据另一实施形式沿着图3中的剖面线a-a剖开的截面图。

附图标记列表：

1叠片

2定子

4间隔环

6突出部

8冷却剂通道

10定子齿部

12突出部中的槽

14密封件

16突出部端头

18电机

20转子

22转子的轴

24壳体

26定子绕组

28壳体盖

30轴向设置在间隔环中的槽/凹陷部

32密封叠片

具体实施方式

图1a在一个根据本发明的实施形式中以俯视图示出定子2的叠片1和定子2的间隔环4。叠片1和间隔环4具有在周缘侧布置的突出部6。突出部6将叠片1和间隔环4相对于壳体隔开并因此形成冷却剂通道8。叠片1具有指向内部区域的定子齿部10以用于接纳定子绕组。

图1b在一个根据本发明的实施形式中以详图示出叠片1的突出部6。特别示出布置在突出部6的侧沿上的、用于接纳密封件14的槽12。密封件14根据实施例广泛地分布在冷却剂通道8上或用作冷却剂通道8的覆层。突出部端头16是无密封件14的，从而定子2的机械力可以通过突出部端头16传递。

图2示出根据一实施形式的根据本发明的电机18的横截面。电机18具有布置在定子2的内部区域中的、带有轴22的转子20。定子2布置在管形的壳体24中。定子2在此包括多个叠片1和两个轴向界定叠片1的间隔环4。定子2具有布置在转子20的区域中的轴向走向的定子绕组26。壳体24在轴向两侧分别被壳体盖28封闭。壳体盖28具有未设有附图标记的轴承以用于接纳和引导转子20的轴22。在壳体24和定子2之间形成冷却剂通道8。冷却剂通道8轴向由壳体盖28相对于转子20和定子绕组26密封。

图3示出根据本发明的定子2的周缘侧的绕组的局部的示意图。能看到冷却剂通道8沿着定子2的延伸。间隔环4在轴向相对彼此偏转地布置，从而突出部6实现了冷却剂通道8在周缘侧沿着定子2蜿蜒地延伸。轴向布置的壳体盖28用于轴向界定冷却剂通道8。粗箭头示出冷却剂输入到冷却剂通道8中(右侧箭头)以及冷却剂从冷却剂通道8中输出(左侧箭头)。

图4示出根据本发明的定子2根据一实施形式沿着图3中的剖面线a-a剖开的截面图。图4特别示出密封件14在间隔环4的区域中的布置结构。间隔环4具有设置在端侧的凹陷部30以用于接纳密封件14。壳体盖28可以与轴向布置的密封件14连接并轴向流体密封地封闭冷却剂通道8。

图5示出根据本发明的定子2根据另一实施形式沿着图3中的剖面线a-a剖开的截面图。在此，定子2除了叠片1外还具有密封叠片32。该密封叠片32具有比叠片1小的半径并可以在填充图1b中的槽12时径向同样以密封件14填充。特别是在此通过布置密封叠片32在两个叠片1之间形成用于接纳密封件14的槽。