电机的制作方法

本发明涉及一种电机。

背景技术：

由德国公开文献de102012201644a1已知一种电机，该电机具有转子和轴，其中，在转速传感器中在轴上构造或者说安放有流体机械的、形式为风扇的一部分。该风扇用于输送空气并且由此在电气单元的壳体的邻接的壁部上散热。

技术实现要素：

根据本发明的第一观点规定，在位于轴的端部上的风扇和所邻接的壳体的轮廓之间的空隙或气隙不是旋转对称的。更确切地规定，该空隙具有取决于在布置于轴上的风扇上的圆周位置而大小不同的径向宽度。所述空隙尤其应当构造为：所述空隙在风扇的包络线的绝对圆周位置上具有一径向宽度，所述空隙在绝对圆周位置的另一点上具有另一径向宽度。

根据本发明的另一观点规定，所述空隙沿圆周方向至少部分地连续增大。这尤其适用于沿旋转轴线的转动方向。这导致了空气被吸入到小的空隙区段中并且再在大的或者说宽的空隙区段中排出。由此，总体上平均地获得横向流动，该横向流动在风扇的轴向端部上流过并由此冷却电气单元或控制器的壳体底部或冷却电气单元。根据本发明的另一观点规定，所述风扇与所述电气单元的壳体底部相对地布置，其中，所述壳体底部布置在风扇和发热的结构元件之间。这种布置方式使得非常好地冷却壳体底部并且基于该效果又更好地冷却布置在其上方的结构元件或布置在壳体底部上的发热的结构元件。根据本发明的另一观点规定，所述壳体底部在风扇的直径上具有一致的厚度。这种一致的厚度具有如下优点，由此能够简单地使热量能够从壳体底部均匀地散发出去。由此至少在该方法中使得布置在其上方的发热的结构元件的冷却更加均匀。

风扇的圆形的包络线可由圆形的凹部包围。但是包络线例如也可布置在蛋形的或椭圆形的或其他的镜像对称或非对称的凹部中。

总体上，本发明避免了在轴线的端部和壳体底部之间的可能的死流区因为在根据现有技术的实现方案中会出现所谓的循环流动、即环流的情况，在这种情况下在风扇和壳体底部之间形成端侧的气隙，明显降低或甚至完全防止了与环境的空气交换，从而根据现有技术在该区域中很少热量会传输到空气中。

附图说明

以下根据附图详细阐述本发明。

图1以部分纵向剖面示出了电机的示意图；

图2同样以纵向剖面示出了图1所示的电机的细节；

图3原理性地示出了电机在沿类似于横向剖切线(iii)-(iii)走向的横截面中的细节示图，但是其中使用了与按照图2所示的构造方式不同的风扇构造方式；

图4示出了图3所示的风扇的俯视图，也就是参考图3从另一侧看的视图；

图5示出了图3和图4所示的风扇的侧视图。

在附图中相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了电机10的部分纵向剖面。在此处需要提及的是，图1的示图相当于开头所述的现有技术中的文献中的示图，该示图在现有技术的文献中同样是图1。与现有技术的示图相比，此处只是未示出若干细节。电机10是例如能以电动的方式或者替代地也能以发电的方式运行的机械，该电机10或者仅仅能作为电动机运行或者仅仅能作为发电机运行或者间或地作为发电机且间或地作为电动机运行。该电机具有轴13，在所述轴上电磁回路15不可相对转动地与轴13连接。该电磁回路具有励磁系统17。该励磁系统17具有在圆周19上交替布置的极点，所述极点可通过此处未示出的励磁线圈20以电磁方式激励。所述极点可如在现有技术中那样例如实施成爪极。通常借助两个集电环22、24给该励磁线圈20通电。此处未示出在集电环22、24和励磁线圈20之间存在的电连接导体。在电磁回路15的圆周19之外布置有所谓的定子27，此处在该示例中，定子具有未详细示出的定子铁芯，所述定子铁芯具有沿径向向内指向励磁系统17的凹槽和齿部，其中，在未详细示出的凹槽中通常插有多股的定子绕组。这些多股的定子绕组例如可具有三股、五股或六股。定子27安置在所谓的电刷侧的轴承端盖30中并且固定地保持在此处。所述轴承端盖30在此具有被称为支架33的部分，定子27插入、容纳在该部分中。所述轴承端盖30此外还具有实际的端盖部分36，该实际的端盖部分借助此处未示出的轮毂保持同样未示出的滚动轴承，在该滚动轴承的中央，轴13支撑地并且可转动地受到支承。所述端盖部分36具有一个或多个吸入开口39，借助主风扇40使冷空气穿过该吸入开口被吸入到轴承端盖30中。此外，冷空气尤其冷却已经提及的定子绕组的此处未示出的卷绕头。冷空气例如穿过排出开口42从轴承端盖30以及进而从电机10中排出。此处提及的主风扇40是在常见的构造形式中布置在轴承端盖30的端盖部分36和电磁回路15之间的风扇。对此，通过此处未示出的滑动触点(碳刷)给两个集电环22、24通电。在此传输的电流(也称为励磁电流)在这种机械中例如通过调节器来影响，所述调节器在参考由定子绕组输出的电压的情况下被影响。由定子绕组输出的电压、即交变电压经由此处同样未示出的整流器整流并且在应用于机动车中的情况下例如经由充电线缆传输给起动电池或动力电池。

在图1中结合上下文示出了电气单元45，所述电气单元的任务是，调控励磁线圈20的励磁电流并且例如也对由定子绕组输出的交流电进行整流。电气单元45还能够如此操控定子绕组，使得依据转子14的特定的转动位置通过定子27在转子14上引起用于驱动的扭矩。转子14及其励磁系统17相对于定子27的准确位置例如借助转角传感器48获取。该转角传感器48对此例如具有此处未详细示出的永磁体，所述永磁体例如具有两个磁极，即北极n和南极s。转角传感器48与励磁系统17的相对位置被精确地获知。因此可借助转角传感装置50和辅助的电子器件获取且处理对于电子单元45的工作方式重要的转动位置状态信息。这例如在机械10的电动机式运行中是有意义的，因为通过该信息可操控各股定子绕组，以便使转子14进行转动且经由此处未示出的示例性的皮带盘和联接的皮带传动装置使此处未示出的内燃机的曲轴进行第一转动运动并且因此例如使内燃机起动。所述电气单元45尤其具有冷却体53。该冷却体具有冷却肋片55，冷却肋片在图1中示出。在所述冷却肋片55之间有此处未示出的间隙，该间隙基本从径向外部向径向内部相对于轴13取向。通过主风扇40驱动的空气(通过加粗虚线示出的线表示)不仅被抽吸穿过该间隙而且如所述地那样被抽吸穿过吸入开口39和排出开口42。凹部58位于冷却体53的中央区域中。承载转角传感器48和小型风扇、风扇60的结构单元伸入到凹部58中。冷却体53以及防护罩62是电气单元45的壳体63的一部分。因此，作为壳体63的一部分，风扇60伸入到凹部58中。因此，凹部58的一部分、以及此处十分特别地、凹部58的与风扇60一起从风扇60沿径向向外看以及从风扇60沿轴向向外看形成缝隙65的部分，共同是流体机械68并且因此壳体63是流体机械壳体。

图2以细节的示图示出了该流体机械68的实施例。可清楚地看见凹部58。转角传感器48安置在销70上，销以背离转角传感器48的端部放置在轴13的孔中。通过注塑包封或喷注在转角传感器48的外圆周上成型风扇外廓，从而在此构成了风扇60。在该附图中可清楚看出两个风扇叶片73。所述风扇叶片73分别具有一末端75。该末端借助轴13围绕转子轴线78旋转。如果风扇60围绕该转子轴线78旋转，则风扇60的末端75形成包络线80。如果风扇叶片73的末端75例如与转子轴线78的距离都相同，则该末端75形成圆柱罩面。因此，该包络线80也是圆周83。因此，由圆周83的定向得出了圆周方向85，参见图3。空隙65不仅具有径向分量、即在径向方向上包围风扇60的径向空隙88，也具有轴向空隙90(也参见图1、图2)。

如在图1、图2和图3中清楚地看出，空隙65具有径向宽度b65r。在图1、图2和图3中可分别清楚地看出，空隙65具有最小的径向宽度b65rmin和最大的径向宽度b65rmax。一般地，该空隙65的径向宽度称为径向宽度b65r，参见图3。如在图1以及图2中并且十分特别地在图3中可清楚地看出，空隙65具有取决于布置在轴13上的风扇60的圆周位置而大小不同的径向宽度b65r。对此，此处给出的圆周位置例如从转子轴线78开始作为用于确定圆周位置的中央。用于确定在风扇60的圆周上的位置的一种参考线在此设置成确定的线。如之前已经阐述得知，对于风扇60和凹部58的布置方式来说，存在径向空隙的最大尺寸或空隙65在径向方向上的宽度b65rmax和空隙b65在径向方向上的最小尺寸b65rmin。根据至此的说明或描述的内容可明确的是，两个极限尺寸位于一条线上。该线是直径线d60，也就是说，该直径线d60与风扇60在该位置中的直径尺寸或直径部分重合。风扇60的直径的中点m60位于转子轴线78上。如果假设作为用于确定在转子60的圆周83上的位置的输出基准线是在中点m60和空隙65的最小尺寸、即尺寸b65rmin之间的连接线且以相应的半径在m60和在圆周83上的第一点u601之间右旋地转动角度α，则得到在圆周上的另一一般性位置u602。在此可非常清楚地看出，空隙65具有取决于布置在轴13上的风扇60上的圆周位置u602而大小不同的径向宽度b65r。

因此公开了一种电机10，尤其是能以发电机和/或电动机的方式运行的机械，该电机具有转子14，所述转子具有轴13，其中，流体机械68的一部分构造在轴13上。该部分是风扇60，其中，所述风扇60包括具有圆周方向85的圆周83。电气单元45的壳体63紧邻风扇60，该壳体用作流体机械68的壳体。在风扇60和电气单元45的壳体63之间是空隙65。所述空隙65具有径向宽度b65r，该径向宽度取决于在布置于轴13上的风扇60上的圆周位置u602而大小不同。如非常特别地在图3中可以看出，空隙沿圆周方向85至少部分地连续增大。在这种情况下，如果例如假想地在圆周位置u601开始，则可看出，空隙65右旋地沿圆周方向85首先在第一区段中连续增大(至b65rmax)并且然后部分地连续减小，或换句话说，在该实施例中空隙65沿圆周方向85在第一个半部区段中增大并且在第二个另一半部区段中连续减小。在该特殊的实施方式中，空隙65构造成，该空隙关于轴线、即通过旋转轴线78的直径线d60镜像对称。关于空隙65沿圆周方向85部分地连续增大或空隙65关于沿着转动轴线78的平面镜像对称地构造的所述内容在此尤其涉及所谓的径向空隙88，该径向空隙是空隙65的一部分。非常特别地，该径向空隙88所具有的体积是两个体积的差。对此，在图2中可看出第一条线93和第二条线96。两条线93、96可代表垂直于旋转轴线78布置的任一平面。通过线93、96代表的两个平面、包络线80和此处称为锥线99的线限定径向空隙88的体积。在此，第一体积是具有与转子轴线78重合的中央圆柱轴线的圆柱体积。第二体积通过旋转轴线或转子轴线78和锥线99限定。对此在此假设，具有锥线99(截锥体包络曲线)的截锥体的中央高度限定第二体积、即截锥体形的体积。因此，确定径向空隙88的体积作为在具有截锥体形状的体积和由包络线80形成的体积之间的差。因此，流体机械68的壳体的轮廓102沿转子轴线78的方向、尤其相对于壳体63的底部105逐渐变细。如在图2中可以看出，风扇60与电气单元45的壳体63的底部105相对地布置。对此，壳体63的底部105布置在风扇60和发热的结构元件108之间。在这种情况下应注意，转角传感装置50和结构元件108二者都能够与所述风扇60相对地布置。在转角传感装置50特别优选直接与转角传感器相对地布置，例如发热的结构元件108也能够与风扇60相对地布置。对此，转角传感装置50和结构元件108在一个平面111上简单地依次错开地布置。由此转角传感装置50例如可在该平面111上位于结构元件108之前(图2)。此外，在结构元件108和底部105之间施加可导热的层。在图2中示出，特别优选地规定，壳体63的底部105在风扇60的直径上具有一致的厚度t105。

该实施方式也可与根据图1、图2和图3的示例性的实施方式不同：以上实施方式中圆形的包络线由圆形的凹部58包围，而根据另一实施例凹部例如也可实施成蛋形或椭圆形或其他的镜像对称或非对称的。一般地，如果包络线与凹部的必要时存在的镜像对称线错开地布置，则直径线d60与镜像对称线错开。此时在通过最大空隙65和中点m60的线和通过中点m60和空隙65的最小尺寸的线之间的角度不等于180度。

在图4中示出了图3所示的风扇60的俯视图。该俯视图参照图3示出了风扇60的、在图3中不可见的侧面。

在图5中可看到图4所示的风扇60的侧视图。该风扇具有基本上柱状的或空心柱状的基体117。所述基体117在其中央具有贯通孔120。借助该贯通孔将风扇60紧固在销70上。在外部的环形的表面区段123上布置有风扇叶片73、在此尤其是八个风扇叶片73，此外这些风扇叶片均匀间隔开。在该环形的表面区段123内部连接有内部的环形的表面区段126。该内部的环形的表面区段126是用于转角传感器48的环形的容纳部129的底部。如例如在图5中可见，绘出了该容纳部129的轮廓131。由该轮廓以及由图4可见，轮廓131沿径向向内限定轮毂状的区段134。该轮毂状的区段在其内部中具有已经提及的贯通孔120。