带有滚动轴承和用于导出滚动轴承热量的器件的电马达的制作方法

本发明涉及一种电马达，带有由绕组形成的定子且带有马达电子部件，其布置在相对周围环境被密封的由塑料构成的缝隙罐(spalttopf)中；带有由布置在马达轴上的磁体形成的转子；带有至少一个将马达轴支承在缝隙罐处的滚动轴承；带有相邻于马达电子部件的导出马达电子部件的热量的充当冷却体的缝隙罐盖板且带有用于导出滚动轴承的在马达运行中所产生的热量的器件。

背景技术：

带有容纳且保护定子和马达电子部件的缝隙罐的电马达例如被安装在在其中存在有害的腐蚀性(或称为侵蚀性，即aggressiv)的气体和/或液体的周围环境中，该气体和/或液体在与由绕组形成的定子和与马达电子部件接触的情形中将导致其损伤或甚至完全毁坏。对于该优点目前针对如下情况属于缺点，即，缝隙罐使得将马达轴支承在缝隙罐处的、在马达运行中由于摩擦加热的滚动轴承的冷却变得困难。

文献de202018105137u1指出了一种带有如下马达壳体的电马达，该马达壳体具有用于容纳马达轴的轴区段和用于容纳马达电子部件和马达绕组的马达区段，其中，轴区段和马达区段由布置在马达壳体中的缝隙罐彼此密封地被分开，其中，在缝隙罐中布置有金属的球轴承罐，在其中固定有球轴承，且其中，球轴承罐间接地经由缝隙罐贴靠在马达壳体的与外部环境处在连接中的区段处，从而使得马达壳体充当冷却体且由球轴承在运行中所产生的热量经由球轴承罐且经由缝隙罐被导出到马达壳体和外部环境处。

在已知的电马达的情形中被认为不利的是，热导出此处由球轴承总是经由球轴承罐且经由缝隙罐被导出到马达壳体和外部环境处。尤其地，缝隙罐此处因为其优选由塑料构成是对于高效热导出的阻碍，从而使得热导出的可达到的效率受限制且电马达为了避免热损伤仅可以受限制的转速来运行。

技术实现要素：

对于本发明而言因此提出了如下目的，即，如此地改善在先前所提及的形式的电马达处的热导出，使得热损伤可被可靠地避免且电马达可无损地以更高转速来运行。

为了实现该目的，本发明提出了各种不同的电马达。

先前所提及形式的第一种根据本发明的电马达的特征在于，滚动轴承的外圈被注入到缝隙罐中且缝隙罐区域(外圈被注入到其中)与缝隙罐盖板处在导热接触中。

在该根据本发明的电马达的情形中，滚动轴承的外圈在中介(或称为介入，即zwischenlage)仅缝隙罐区域(外圈被注入到其中)的情形下与缝隙罐盖板处在导热接触中，这确保了良好的热导出。额外地此处有利的是，通过被注入到缝隙罐中的轴承实现狭小的位置公差和较低的制造成本。

为了进一步提高在根据本发明的电马达的情形中的热导出设置成，滚动轴承的外圈被注入到其中的缝隙罐区域在其基本形状上呈空心圆柱形地构造且缝隙罐盖板在其面对滚动轴承的侧面处具有呈套筒状的、导热接触地包围外圈被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域的突起。以此使得在滚动轴承的外圈被注入到其中的缝隙罐区域与缝隙罐盖板之间的特别大的热传递面可供使用。此外，缝隙罐盖板的突起负责机械地增强和稳定处在突起中的缝隙罐区域(滚动轴承的外圈被注入到其中)。

为了在该电马达的情形中避免非期望的到缝隙罐中的介质进入提出了，滚动轴承的外圈被注入到其中的在其基本形状上呈空心圆柱形的缝隙罐区域在其面对缝隙罐盖板的端侧处以被安装在该处的缝隙罐封盖密封地封闭。缝隙罐封盖适宜地由与其余缝隙罐相同的材料、也就是说相同的塑料构成且与其余缝隙罐例如被焊接或被粘贴或被拧紧。

在电马达的一种对此备选的改进方案中设置成，在滚动轴承的外圈被注入到其中的在其基本形状上呈空心圆柱形的缝隙罐区域的外圆周与突起的内圆周之间布置有径向密封部。以此还避免非期望的到缝隙罐中的介质进入。

电马达的另一种设计方案设置成，滚动轴承的外圈被注入到其中的缝隙罐区域在其基本形状上呈空心圆柱形地构造且空心圆柱形的缝隙罐区域的面对缝隙罐盖板的端侧直接导热接触地贴靠在缝隙罐盖板处。在该实施方案中同样实现由滚动轴承的外圈被注入到其中的缝隙罐区域到充当冷却体的缝隙罐盖板中的良好的热导出。

为了在该电马达的情形中还可靠防止到缝隙罐的内部中的有害的介质进入，设置成，在缝隙罐盖板的面对滚动轴承的侧面与滚动轴承的外圈被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域的面对缝隙罐盖板的端侧之间布置有轴向密封部。在此，该密封部可例如是低成本的o形圈。

热导出的提高还可由此实现，即，缝隙罐盖板在其处在滚动轴承的外圈被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域的端侧的径向内部的区域中在朝向滚动轴承的方向上被拉入或被压入。由此，缝隙罐盖板的相关区域到达到相对滚动轴承且相对被支承在其中的马达轴的端部端的较小间距，这通过由滚动轴承和由轴端部到缝隙罐盖板上的热辐射提供额外的热导出。

作为用于补偿公差且用于避免热导出的由此所引起的恶化的器件，优选在滚动轴承的外圈与缝隙罐盖板之间布置有轴向弹性的导热的中间件。

紧接着描述了上面所提出的目的的第二种备选的解决方案。

电马达(带有由绕组形成的定子且带有马达电子部件，其布置在相对周围环境被密封的由塑料构成的缝隙罐中；带有由布置在马达轴上的磁体形成的转子；带有至少一个将马达轴支承在缝隙罐处的滚动轴承；带有相邻于马达电子部件的导出马达电子部件的热量的充当冷却体的缝隙罐盖板且带有用于导出滚动轴承的在马达运行中所产生的热量的器件，其中，用于导出热量的器件包括由缝隙罐包封(或称为注塑包封，即umspritzt)的容纳滚动轴承的金属的滚动轴承罐)根据本发明特征在于，滚动轴承罐的面对缝隙罐盖板的端壁与缝隙罐盖板或与缝隙罐的通过在缝隙罐盖板中的凹口部相对周围环境露出的区域处在直接导热的接触中。

在电马达的该具有滚动轴承罐的实施方案的情形中同样实现由滚动轴承的良好的热导出，因为金属的滚动轴承罐可将热量直接发出到接触其的缝隙罐盖板处或可直接发出到缝隙罐的向外露出的区域处。

在该电马达的另外的设计方案中，为了避免有害介质到缝隙罐中的进入设置成，在缝隙罐盖板的面对滚动轴承的侧面与空心圆柱形的缝隙罐区域(由其包封滚动轴承罐)的面对缝隙罐盖板的端侧之间布置有轴向密封部。

在该电马达的情形中用于获得较低的制造成本的贡献在于，优选地滚动轴承罐是由金属板、优选由钢板构成的拉深件。

紧接着描述了上面所提出的目的的第三种备选的解决方案。

电马达(带有由绕组形成的定子且带有马达电子部件，其布置在相对周围环境被密封的由塑料构成的缝隙罐中；带有由布置在马达轴上的磁体形成的转子；带有至少一个将马达轴支承在缝隙罐处的滚动轴承；带有相邻于马达电子部件的导出马达电子部件的热量的充当冷却体的缝隙罐盖板且带有用于导出滚动轴承的在马达运行中所产生的热量的器件)根据本发明特征在于，用于导出滚动轴承的热量的器件包括由空心圆柱形的缝隙罐区域包围的容纳滚动轴承的滚动轴承套筒且滚动轴承套筒与缝隙罐盖板一件式地且材料统一地构造。

在电马达的该具有滚动轴承套筒的实施方案的情形中同样实现由滚动轴承的良好的热导出，因为滚动轴承可将其热量直接发出到包围且接触其的滚动轴承套筒处，该滚动轴承套筒是缝隙罐盖板的组成部分。

在该电马达的另外的设计方案中，为了避免有害介质到缝隙罐中的进入设置成，在滚动轴承套筒的背对滚动轴承的外圆周侧与包围滚动轴承套筒的缝隙罐区域的面对滚动轴承的内圆周侧之间布置有径向密封部。因为此处热导出不经由包围滚动轴承套筒的缝隙罐区域实现，所以此处所描述的密封部不干扰热导出。

尤其地为了公差补偿和即使在出现公差的情形中良好的热导出的维持，在该电马达的情形中优选设置成，在滚动轴承的外圆周侧与滚动轴承套筒的内圆周侧之间布置有弹簧圈。

对于所有上述电马达而言，为了获得由缝隙罐盖板到环境空气处的良好热导出适宜的是，缝隙罐盖板在其背对滚动轴承的朝自由的周围环境指向的侧面上至少在靠近滚动轴承的区域中具有表面增大的结构、优选冷却肋。

如上面所阐述的那样，此处所考虑的形式的任意电马达包括马达电子部件，其一方面虽然自身产生待经由缝隙罐盖板引出的热量，其另一方面然而须被保护以防来自滚动轴承的太多废热的进入。为此本发明提出了，缝隙罐盖板在其背对滚动轴承的相对自由的周围环境指向的侧面上且/或在其面对滚动轴承的侧面上具有至少一个环形的环绕靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域的槽。该槽形成对于在缝隙罐盖板中由靠近滚动轴承的区域到靠近马达电子部件的区域中的热传导而言的阻力，这防止由滚动轴承至马达电子部件的非期望的有害的热传输。

为了良好的导热性和低成本的可制造性，缝隙罐盖板优选是由金属、优选铝构成的压铸件或由塑料、优选被填充的导热的塑料构成的注塑件。

附图说明

下面，本发明的实施例借助附图来说明。附图的图相应地以示意性的纵截面形式显示：

图1显示了在第一种实施方案中的电马达，

图2显示了在第二种实施方案中的电马达，

图3显示了在第三种实施方案中的电马达，

图4显示了在第四种实施方案中的电马达，

图5显示了在第五种实施方案中的电马达，

图6显示了在第六种实施方案中的电马达，

图7显示了在第七种实施方案中的电马达，

图8显示了在第八种实施方案中的电马达，且

图9显示了在第九种实施方案中的电马达。

附图标记列表

1电马达

10定子(绕组)

11转子(磁体)

12马达轴

13滚动轴承

13'13的外圈

14马达电子部件

2缝隙罐

20围绕13',5,6的缝隙罐区域

20'20的端侧

21缝隙罐封盖

25在35中的露出的缝隙罐区域

3缝隙罐盖板

30固定螺钉

31在2与3之间的轴向密封部

32在3处的呈套筒状的突起

33在20与32之间的径向密封部

34在3与20'之间的轴向密封部

35在3中的凹口部

36在3中的拉入部或压入部

37在3上的表面增大的结构

38在3中的槽

39靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域

4在3与13'之间的中间件

5滚动轴承罐

505的端壁

6滚动轴承套筒

60弹簧圈。

具体实施方式

在接下来的附图说明中，在不同附图中的相同零件始终设有相同的附图标记，从而对于每个附图而言无须重新阐明所有附图标记。

附图的所有图相应地显示了带有由绕组形成的定子10且带有由布置在马达轴12上的磁体形成的转子11的电马达1。另外，电马达1相应地具有马达电子部件14。由绕组形成的定子10和马达电子部件14布置在相对周围环境被密封的由塑料构成的缝隙罐2中，以便于可将电马达1安装在带有腐蚀性的对于定子10和马达电子部件14有害的介质、例如内燃机的曲轴箱通风气体的周围环境中。在附图中相应上部的端侧处，缝隙罐2以相邻于马达电子部件14的导出马达电子部件14的热量的充当冷却体的缝隙罐盖板3来封闭。在此，缝隙罐盖板3在中介有轴向密封部31的情形下借助于固定螺钉30被可松开地与其余缝隙罐2相连接。

另外，每个电马达1具有至少一个将马达轴12支承在缝隙罐2处的滚动轴承13。

最后，每个下面所描述的电马达1具有用于导出滚动轴承13的在电马达1的运行中所产生的热量的器件，其中，这些均用于相同目的的器件可不同地实施，如下面所说明的那样。

在附图中未特意示出的俯视图中来看，所说明的电马达1都具有常见的圆形的基本形状。

附图中的图1显示了在第一种实施方案中的电马达。对于该电马达1而言有特征性的是，滚动轴承13的外圈13'被注入到缝隙罐2中且外圈13'被注入到其中的缝隙罐区域20与缝隙罐盖板3处在导热接触中。滚动轴承13的外圈13'被注入到其中的缝隙罐区域20在其基本形状上呈空心圆柱形地构造。缝隙罐盖板3在其面对滚动轴承13的侧面处具有呈套筒状的导热接触地包围外圈13'被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域20的突起32。滚动轴承13的外圈13'被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域20在其面对缝隙罐盖板3的端侧20'处以被安装在该处的缝隙罐封盖21密封地封闭，以便于严密地密封地保持缝隙罐2。缝隙罐封盖21优选由与其余缝隙罐2相同的塑料构成且与该缝隙罐例如被焊接或粘贴。

热量由滚动轴承13的导出此处实现为经由缝隙罐区域20和突起32至靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域39，热量由该处被发出到环境空气处。

图2显示了在第二种实施方案中的电马达。在该电马达1的情形中，在其它方面与根据图1的例子一致的设计的情形中，在滚动轴承13的外圈13'被注入到其中的在其基本形状上呈空心圆柱形的缝隙罐区域20的外圆周与缝隙罐盖板3的突起32的内圆周之间布置有径向密封部33。由此，在图1中存在的缝隙罐封盖此处不被需要。

热量由滚动轴承13的导出此处在与在根据图1的例子的情形中相同的途径上实现。

图3显示了在第三种实施方案中的电马达。此处滚动轴承13的外圈13'还是被注入到缝隙罐区域20中，其在其基本形状上呈空心圆柱形地构造。空心圆柱形的缝隙罐区域20的此处面对缝隙罐盖板3的端侧20'直接导热接触地贴靠在缝隙罐盖板3处。

为了密封缝隙罐2，此处在缝隙罐盖板3的面对滚动轴承13的侧面与滚动轴承13的外圈13'被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域20的面对缝隙罐盖板3的端侧20'之间布置有轴向密封部34。

此外，此处缝隙罐盖板3在其处在滚动轴承13的外圈13'被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域20的端侧20'的径向内部的区域中具有在朝滚动轴承13的方向上指向的拉入部或压入部36。

热量由滚动轴承13的导出此处一方面通过经由缝隙罐区域20到靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域39中的热传导且另一方面经由由马达轴12的上端部到处在附近的拉入部或压入部36处的热辐射实现。热量然后由具有拉入部或压入部36的靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域39被发出到环境空气处。

图4显示了在第四种实施方案中的电马达1。此处还是与根据图3的例子一致地，滚动轴承13的外圈13'被注入到或(这在此处备选地是可能的)被压入在其基本形状上呈空心圆柱形的缝隙罐区域20中。空心圆柱形的缝隙罐区域20的此处面对缝隙罐盖板3的端侧20'又直接导热接触地贴靠在缝隙罐盖板3处。

为了密封缝隙罐2，此处还在缝隙罐盖板3的面对滚动轴承13的侧面与滚动轴承13的外圈13'被注入到其中的空心圆柱形的缝隙罐区域20的面对缝隙罐盖板3的端侧20'之间布置有轴向密封部34。

在电马达1的该实施方案的情形中重要的是，在滚动轴承13的外圈13'与缝隙罐盖板3之间布置有至少一个轴向弹性的导热的中间件4。中间件4此处具有双重功能，因为其当滚动轴承13被压入时确保其防止非期望的轴向运动且其使得用于热量由滚动轴承13的导出的第二途径可供使用。

在此，中间件4可一件式地实施，或(如在图4中所示出的那样)还可由两个、备选地还可由还更多个零件构成。

图5显示了在第五种实施方案中的电马达1。用于热量由滚动轴承13的导出的器件此处包括由缝隙罐2包封的容纳滚动轴承13的带有此处处在上部的端壁50的金属的滚动轴承罐5。滚动轴承13此处被压入到金属的且因此机械稳定的滚动轴承罐5中。

滚动轴承罐5的面对缝隙罐盖板3的端壁50与缝隙罐盖板3在其底面处处在直接的导热接触中。

热量由滚动轴承13的导出此处实现为经由金属的且因此特别良好导热的滚动轴承罐5至靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域39，热量由该处被发出到环境空气处。

图6显示了在第六种实施方案中的电马达1。缝隙罐2此处封闭地实施。在缝隙罐盖板3中此处装设有中央的凹口部35。在该凹口部35中，缝隙罐2的中央的最上部的区域25与缝隙罐盖板面齐平地存在。此处如在图5中那样，滚动轴承13布置在带有上部端壁50的滚动轴承罐5中。滚动轴承罐5的端壁50向上指向且与缝隙罐2的通过在缝隙罐盖板3中的凹口部35相对周围环境露出的区域25处在直接的导热接触中。

为了密封缝隙罐2，此处在缝隙罐盖板3的面对滚动轴承13的侧面与滚动轴承罐5由其包封的空心圆柱形的缝隙罐区域20的面对缝隙罐盖板3的端侧20'之间布置有轴向密封部34。

为了低成本的批量生产，滚动轴承罐5适宜地是由金属板、优选由钢板构成的拉深件。

热量由滚动轴承13的导出此处实现为经由金属的且因此良好导热的滚动轴承罐5由其端壁50至缝隙罐2的最上部的露出的区域25，热量由该处被发出到环境空气处。

图7显示了在第七种实施方案中的电马达1，其在很大程度上与根据图5的例子相符。

不同的是，此处缝隙罐盖板3在其背对滚动轴承13的朝自由的周围环境指向的侧面上至少在其靠近滚动轴承的区域39中具有表面增大的结构37、优选冷却肋。这些结构37增大了到环境空气处的热发出，这得出滚动轴承13的经改善的冷却。

另一区别在于，此处缝隙罐盖板3在其背对滚动轴承13的朝自由的周围环境指向的侧面上且/或在其面对滚动轴承13的侧面上具有至少一个环形的环绕靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域39的槽38。该槽38形成对于在缝隙罐盖板3中由靠近滚动轴承的区域39到靠近马达电子部件14的区域中的热传导而言的阻力，这防止由滚动轴承13至马达电子部件14的非期望的有害的热传输。

表面增大的结构37和/或在缝隙罐盖板3处或者在其中的槽38可被使用在所有所描述的电马达1的情形中。

图8显示了在第八种实施方案中的电马达1。对于该实施方案而言有特征性的是，此处用于导出滚动轴承13的热量的器件包括由空心圆柱形的缝隙罐区域20包围的容纳滚动轴承13的滚动轴承套筒6，且滚动轴承套筒6与缝隙罐盖板3一件式地且材料统一地构造。此处，缝隙罐盖板3除了其作为缝隙罐2的封盖的功能和其作为冷却体的功能之外也还承担滚动轴承13的载体的功能，这得出对功能的特别高的集成度。

热量由滚动轴承13的导出此处经由与缝隙罐盖板3一件式的在靠近滚动轴承的缝隙罐盖板区域39中的滚动轴承套筒6实现，热量由该处被发出到环境空气处。

最后，图9显示了在第九种实施方案中的电马达1，其在很大程度上与根据图8的例子一致。不同的是，在根据图9的例子的情形中在滚动轴承13的外圈13'的外圆周面与滚动轴承套筒6的内圆周面之间布置有径向弹性的弹簧圈60。弹簧圈60一方面用于补偿出现的公差且另一方面用于始终维持在滚动轴承13与滚动轴承套筒6之间的良好的导热接触。