电机和用于制造电机的方法

摘要

本发明涉及一种电机和用于制造电机的方法，电机包括壳体、定子和的转子。在此壳体包括带有内柱体和外柱体的在径向上两件式的外壳，内柱体和外柱体同心于旋转轴线布置且包围设置为冷却通道的间隙，且壳体包括两个轴承盖。在该方法中，组装外壳，其中，将内柱体和外柱体布置到彼此中并且由此形成由内柱体和外柱体限制的且设置为冷却通道的间隙，检查间隙的密封性，其中，以流体来填充且然后以压力来加载间隙，借助于胀入和/或热装将外壳与定子连接，其中，借助于其温差来影响外壳和定子的体膨胀，然后将外壳和定子布置到彼此中并且最后减小温差且在定子与外壳之间建立至少力配合的连接，将转子布置在定子中且将轴承盖中的至少一个固定在外壳处。

权利要求

1.一种用于制造电机(1)的方法(29)，所述电机包括壳体(2)、容纳在所述壳体(2)中的定子(3)和容纳在所述壳体(2)中的且相对于所述壳体(2)和所述定子(3)围绕旋转轴线(4)旋转地支承的转子(5)，其中，所述壳体(2)包括两个轴承盖(8)和在径向上两件式的外壳(7)，其包括内柱体(11)和外柱体(12)，它们同心于所述旋转轴线(4)布置，其中，依次进行：-组装(30)所述外壳(7)，其中，将所述内柱体(11)和所述外柱体(12)布置到彼此中并且由此形成由所述内柱体(11)和所述外柱体(12)限制的且设置为冷却通道的间隙(13)，-检查(31)所述间隙(13)的密封性，其中，以流体来填充且然后以压力来加载所述间隙(13)，-借助于胀入和/或热装将所述外壳(7)与所述定子(3)连接(32)，其中，借助于其温差来影响外壳(7)和定子(3)的体膨胀，然后将外壳(7)和定子(3)布置到彼此中并且最后减小所述温差且在定子(3)与外壳(7)之间建立至少力配合的连接，-将所述转子(5)布置(33)在所述定子(3)中并且

-将所述轴承盖(8)中的至少一个固定(34)在所述外壳(7)处。

2.根据权利要求1所述的用于制造电机(1)的方法(29)，其特征在于，在连接(32)外壳(7)和定子(3)之后进行所述间隙(13)的密封性的第二或者最后的检查(35)。

3.根据权利要求1或2所述的用于制造电机(1)的方法(29)，其特征在于，在第一次检查(31)之后或在第二次检查(35)之后将所述外柱体(12)和所述内柱体(11)接合(36)，其中，在外柱体(12)与内柱体(11)之间产生压合连接。

4.根据权利要求1或2所述的用于制造电机(1)的方法(29)，其特征在于，在连接(32)定子(3)和外壳(7)之后加工所述外壳(7)的配合和定心面(19)中的至少一个用于所述轴承盖(8)中的至少一个贴靠在所述外壳(7)处。

5.一种电机(1)，其包括壳体(2)、容纳在所述壳体(2)中的定子(3)和容纳在所述壳体(2)中的且相对于所述壳体(2)和所述定子(3)围绕旋转轴线(4)旋转地支承的转子(5)，其特征在于，所述壳体(2)包括带有内柱体(11)和外柱体(12)的在径向上两件式的外壳(7)，其中，所述内柱体(11)和所述外柱体(12)同心于所述旋转轴线(4)布置且包围设置为冷却通道的间隙(13)，且所述壳体(2)包括两个轴承盖(8)，其中，所述内柱体(11)在其外表面(14)处并且/或者所述外柱体(12)在其内表面(17)处在边缘区域(15)中具有用于提高在内柱体(11)与外柱体(12)之间转矩的传递能力的结构(16)。

6.根据权利要求5所述的电机(1)，其特征在于，所述轴承盖(8)中的一个或两个实施为独立于所述外壳(7)的构件。

7.根据前述权利要求5至6中任一项所述的电机(1)，其特征在于，在所述内柱体(11)的外表面(14)处和/或在所述外柱体(12)的内表面(17)处在所述边缘区域(15)中施加有密封元件(18)。

8.根据前述权利要求5至6中任一项所述的电机(1)，其特征在于，在所述内柱体(11)的外表面(14)处布置有接触所述外柱体(12)的内表面(17)的至少一个支撑体(20)并且/或者在所述外柱体(12)的内表面(17)处布置有接触所述内柱体(11)的外表面(14)的至少一个支撑体(20)。

9.根据前述权利要求5至6中任一项所述的电机(1)，其特征在于，在所述外柱体(12)的外表面(21)处布置有加固元件(22)。

说明书

电机和用于制造电机的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电机、尤其用于测量的驱动马达，其包括壳体、容纳在壳体中的定子和容纳在壳体中的且相对于壳体和定子围绕旋转轴线旋转地支承的转子。

[0002] 本发明此外涉及一种用于制造这样的电机的方法。

背景技术

[0003] 由文件DE 10 2009 034 235 A1已知一种车辆的电动机，其带有定子、定子罐(Statortopf)和壳体。在定子罐处在内侧布置定子而在外侧布置电动机的壳体。在定子罐与定子之间设置有冷却通道。对此，定子在面向定子罐的外表面上具有槽形的或肋状的凹口。这些凹口是由定子和定子罐限制的冷却通道。

[0004] 由文件DE 43 33 613 A1已知用于电动机的冷却系统，在其中冷却剂管路作为一件式的环通过压配合在外面装配在定子上。冷却剂管路由类似板的、拉伸的缩减材料(Reduktionsmaterial)形成。

[0005] 文件DE 10 2008 040 873 A1示出一种用于制造电机的方法以及一种用于车辆的电机。机器的壳体借助于多件式的泡沫体以消失模铸造方法(Lost-Foam-Gussverfahren)来制造或者由多件式壳体构成。在此泡沫体或者壳体相对于电机的转子的旋转轴线在轴向上多件式地、尤其由环形件来构建。

发明内容

[0006] 本发明目的在于关于制造成本和/或装配耗费改进现有技术。

[0007] 该目的利用根据权利要求1的特征的用于制造电机的方法来实现。从属权利要求涉及本发明的特别适宜的改进方案。

[0008] 根据本发明即设置有一种用于制造电机的方法，电机包括壳体、容纳在壳体中的定子和容纳在壳体中的且相对于壳体和定子围绕旋转轴线旋转地支承的转子，其中，壳体包括两个轴承盖(Lagerschild)和在径向上两件式的外壳(Mantel)，其带有内柱体和外柱体，它们同心于旋转轴线布置，在该方法中依次进行：

[0009] -组装外壳，其中，将内柱体和外柱体布置到彼此中并且由此形成由内柱体和外柱体限制的且设置为冷却通道的间隙，

[0010] -检查间隙的密封性，其中，以流体来填充且然后以压力来加载间隙，[0011] -借助于胀入(Eindehnen)和/或热装(Aufschrumpfen)将外壳与定子连接，其中，借助于其温差来影响外壳和定子的体膨胀(Raumausdehnung)，然后将外壳和定子布置到彼此中并且最后减小温差且在定子与外壳之间建立至少力配合的连接，

[0012] -将转子布置在定子中并且

[0013] -将轴承盖中的至少一个固定在外壳处。

[0014] 由此可能的是，在制造电机时减少成本集中的构件的废品，由此降低制造成本。尤其定子、由大量板片(Blechlamelle)复杂地制造的板组属于成本集中的构件。为了简单地且尤其自动化地实行装配且同时使材料使用最少化，现代电机的构件通过力配合的连接、尤其压接来相互固定。这样实施的连接仅可困难地、在较大的耗费下且不总是对于所有构件无损地来分开。所示的方法可减少废品，因为冷却外壳的密封性的检查可在定子与壳体连接之前实现。在冷却外壳密封不足时仅需拣出比较便宜的壳体或仅其一部分。由此使由于冷却外壳的密封性不足而拣出定子的可能性减少到极其小。

[0015] 在检查间隙的密封性之后又从间隙移除流体。然而证实为有利的是，液体留在间隙中直至电机装配结束、至少直到外壳和定子连接之后或直到外壳的外柱体和内柱体相接之后。流体因此一方面供可能的另外的、后来的密封性检查使用而不必重新被引入间隙中。放弃“排空”和“重新填充”过程减少了制造耗费且因此加速电机的制造。另一方面，在间隙中的流体可在外壳和定子连接或外壳的外柱体和内柱体相接时还用作支撑件且负责间隙的形状稳定性。

[0016] 外壳和定子的连接优选地借助于胀入和/或热装实现。在热装时首先将外壳均匀加热直至必需的由于热膨胀的径向扩张。然后在尽可能柱状的外壳的内部中定位定子且最后进行外壳的冷却。在冷却外壳时其收缩且力配合地贴靠在定子的外表面处。也可能相对于外壳冷却定子，以便然后实现定子胀入外壳中。两个接合方法也可相结合地来使用。

[0017] 如果另一轴承盖作为外壳的一部分与内柱体或优选地外柱体相关联，得到轴承盖中的仅仅一个在外壳处的固定。另一轴承盖在此与外壳的部件中的一个优选地一件式地或一体地来实施或者已在内柱体与外柱体组装之前被与这些外壳部件中的一个连接或固定在其处。本发明然而也允许一实施形式，在其中两个轴承盖在内柱体与外柱体连接之后、尤其在定子和/或转子布置在外壳中之后才被固定在其处。在将一轴承盖固定在外壳处与将另一轴承盖固定在外壳处之间可以执行制造方法的一个或者多个其它步骤。

[0018] 证实为有利的是，在外壳和定子连接之后进行间隙的密封性的第二次检查。如果第一次检查的流体在此期间应被从间隙移除，则在间隙的第二次检查之前重新以流体来填充。然后以压力来加载填充有流体的间隙。只要流体不相应于后来所使用的冷却剂，该流体最迟在第二次检查之后被从间隙移除。最后的检查使能够辨识不密封性，其会在外柱体和内柱体连接和/或接合成外壳时出现。

[0019] 有利的是，在第一次检查之后或者在第二次检查之后借助于压合连接(Pressverbindung)使外柱体和内柱体相接。通过在此产生的在外柱体与内柱体之间的持久的力配合和/或形状配合的连接一方面来提高间隙的密封性，另一方面因此使能够实现在外柱体与内柱体之间的转矩传递。一优选的接合方法是机械冷压，其中，外柱体和内柱体具有相同的温度、优选地在10°与50°之间的温度、尤其室温。其它接合方法是热装、胀入和/或焊接方法(例如摩擦焊接或者激光焊接)。

[0020] 最有利地，在外柱体和内柱体接合成外壳之后进行间隙的密封性的最后的检查。

[0021] 此外证明合适的是，在定子和外壳连接之后来加工外壳的至少一个定心和配合面用于轴承盖中的至少一个贴靠在外壳处。由此可能考虑在连接时出现的挠曲(Verzug)或在外柱体和内柱体接合成外壳时出现的变形。通过外壳的短暂的再加工可避免其被输送给拣出(Aussonderung)，这减少废品且因此减少制造成本。

[0022] 根据本发明的一优选的改进方案，在组装外壳之前在内柱体的外表面处和在外柱体的内表面处安放有密封件。因此可能还在内柱体和外柱体相接之前获得间隙的最小密封性。此外密封件一方面用于在使用电机期间在持续的转矩波动和转矩反转(Drehmomentumkehrung)中以及在振动时补偿在密封部位处的微小运动。另一方面也可能在接合和连接时平衡不精确性或者变形或者说挠曲且获得密封性。

[0023] 该目的此外利用根据权利要求5的特征的装置来实现。从属权利要求涉及本发明的特别适宜的改进方案。

[0024] 根据本发明即设置有电机，在其中壳体包括在径向上两件式的外壳，其带有内柱体和外柱体，其中，内柱体和外柱体同心于旋转轴线布置且包围设置为冷却通道的间隙，并且在其中壳体此外包括两个轴承盖。通过根据本发明的壳体的划分可能在材料使用较少的情况下根据组合部件原理提供壳体，在其中例如能够无问题地进行长度标量(Längenskalierung)。此外通过所选择的壳体的结构可减少装配耗费和废品。壳体、至少其外壳由铸造材料制成。优选地，铸造材料是铝合金。

[0025] 证实为特别有利的是，这两个轴承盖中的至少一个实施为独立于外壳的部件。在组合部件设计中由此刚好可能提高通用件(Gleichteil)的数量且因此例如在仓储和物流中减少耗费。优选，两个轴承盖与外壳的部件实施为独立的构件。在一实施形式中然而设置成，这两个轴承盖的仅仅一个实施为独立于外壳的构件。另一轴承盖与外壳的部件、优选地与外柱体一件式地或一体地来实施或者尤其已在外壳部件组装之前与外柱体相连接或固定在其处。与外柱体或内柱体实施为一构件的轴承盖那么是外壳的部分。

[0026] 有利的是，内柱体在其外表面处并且/或者外柱体在其内表面处在边缘区域中的至少一个中具有结构(Strukturierung)。该结构使能够尤其在部件彼此间的尽最可能力配合的连接中提高在内柱体与外柱体之间的扭力或转矩的传递。该结构优选地已在内柱体和/或外柱体产生时被制造、例如在铸造中成原型。也可能稍后通过再加工产生该结构。该结构优选地实施为滚花(Rändelung)。另外的有利的实施形式是轴线平行地布置和/或定向的缺口和/或接片。其使在内柱体和外柱体接合时相互啮合。在边缘区域中的接合面优选地旋转对称地来构造。该结构、尤其滚花使内柱体、也称定子支架与壳体的外柱体仅通过冷压合能够固定地且持久地连接。在此将用于两个构件的力配合和/或形状配合的密封面和接合面配对。密封元件在此不被部分地或者完全压合、即在内柱体与外柱体之间不被压缩。

[0027] 此外证明是合适的是，在内柱体的外表面处和/或在外柱体的内表面处在边缘区域中的至少一个处施加有密封元件。密封元件已使在装配电机期间间隙的最小密封性成为可能。在此，间隙的密封性的检查可立即在外柱体和内柱体组装之后、尤其在这两个部件接合成外壳之前实现。在间隙的密封性不足时外壳可被拣出且必要时被再加工。密封元件优选地是密封唇或密封环、例如O形环。密封件也可以是液态的或者糊状的密封件。特别有利的是由弹性体、软金属、塑料或者类似的材料(其在外壳的部件相接时变形且由此提高密封的效果)构成的密封元件。

[0028] 密封元件优选地布置在间隙与在外柱体的内表面处和/或在内柱体的外表面处的结构之间。由此可能尤其在外壳接合之前防止检查流体或者冷却剂到达结构处。由此该结构和因此转矩传递的面受保护免于腐蚀。

[0029] 根据本发明的一改进方案，在外柱体的内表面处和/或在内柱体的外表面处设置有至少一个配合和/或定心面或者说在外柱体和/或内柱体的端面中的至少一个处和/或在轴承盖中的至少一个处设置有至少一个配合和/或定心面。配合和/或定心面在装配构件时例如用于尤其关于转子的旋转轴线相互定心或者用作用于使构件位置可靠地到达彼此间的相对位置的止挡棱。定心尤其在外柱体与内柱体装配时和在轴承盖装配在外柱体和/或内柱体处时是有益的。

[0030] 本发明的一有利的实施形式是，在内柱体的外表面处布置有接触外柱体的内表面的至少一个支撑体并且/或者在外柱体的内表面处布置有接触内柱体的外表面的至少一个支撑体。借助于支撑体可能造成外壳的强化。外壳优选地包括多个支撑体，其尺寸设定成使得其在外柱体与内柱体接合成外壳之后贴靠在相应另一构件的表面处。除了刚性之外，支撑体也改善热量由定子到冷却介质处的传递，因为通过机械接触实现热量传递到外柱体处。由此其内表面也可有助于热量到冷却介质处的传递。

[0031] 证实为有利的是，在外柱体的外表面处布置有加固元件。加固元件改善壳体、尤其外部元件的强度和形状稳定性。这特别在装配时且主要在外壳接合时具有较大的意义，因为这里壳体的结构必须吸收和传递从外面作用的较高的力。在此有利的是，加固元件和支撑体在其定位方面彼此相关联且优选地布置在共同的、尤其垂直于旋转轴线定位的平面中。由支撑体传递到外柱体上的横向力由此可在外柱体处直接被加固元件吸收。

[0032] 根据一优选的实施形式，按照根据权利要求1至4中至少一项所述的方法来制造电机。

附图说明

[0033] 本发明允许大量实施形式。为了进一步说明其基本原理在附图中示出且接下来来说明其中的一些。其中：

[0034] 图1显示电机的第一实施形式的横截面的示意性的图示，

[0035] 图2显示在图1中所示的机器的视图的示意性的图示，

[0036] 图3显示电机的第二实施形式的壳体的视图的示意性的图示，

[0037] 图4在横截面中显示在图3中所示的壳体的第一变体的示意性的图示，[0038] 图5在横截面中显示在图3中所示的壳体的第二变体的示意性的图示，[0039] 图6显示在图3中所示的壳体的内柱体的视图的示意性的图示，

[0040] 图7在横截面中显示在图3和6中所示的壳体的内柱体的示意性的图示，[0041] 图8显示用于制造在图1至7中所示的电机的示意性的方法。

[0042] 附图标记清单

[0043] 1 电机

[0044] 2 壳体

[0045] 3 定子

[0046] 4 旋转轴线

[0047] 5 转子

[0048] 6 轴

[0049] 7 外壳

[0050] 8 轴承盖

[0051] 9 轴承

[0052] 10 容纳部

[0053] 11 内柱体

[0054] 12 外柱体

[0055] 13 间隙

[0056] 14 外表面(内柱体)

[0057] 15 边缘区域

[0058] 16 结构

[0059] 17 内表面(外柱体)

[0060] 18 密封元件

[0061] 19 定心面

[0062] 20 支撑体

[0063] 21 外表面(外柱体)

[0064] 22 加固元件

[0065] 23 开口

[0066] 24 螺栓连接

[0067] 25 内表面(内柱体)

[0068] 26 区域

[0069] 27 接合面

[0070] 28 密封面

[0071] 29 方法

[0072] 30 组装

[0073] 31 检查(密封性)

[0074] 32 连接(外壳和定子)

[0075] 33 布置(转子和定子)

[0076] 34 固定(轴承盖)

[0077] 35 第二次检查

[0078] 36 接合。

具体实施方式

[0079] 图1在剖示图中显示电机1、尤其用于车辆的驱动马达的第一实施形式，其包括壳体2、容纳在壳体2中的定子3和可围绕旋转轴线4旋转地支承在壳体2中的转子5。轴6承载转子5。轴6两件式地且在两侧同轴于旋转轴线地布置在转子5处。壳体2包括外壳7和在外壳7两侧轴向于旋转轴线4布置的轴承盖8，其分别带有至少一个轴承9。轴承9承载轴6而壳体2的轴承盖8承载轴承9。定子3接收电能且产生旋转的磁场。由旋转的磁场使转子5围绕旋转轴线4运动。

[0080] 图2显示在图1中所示的电机1的视图。

[0081] 图3显示电机1的第二实施形式的壳体2的视图。壳体2包括外壳7和两个轴承盖8。在轴承盖8中的一个处布置有用于能量供应和信号传递的线缆的容纳部10。径向于旋转轴线4两件式的外壳7包括内柱体11和外柱体12。内柱体11和外柱体12同轴于旋转轴线4布置且包围间隙13。间隙13设置为冷却通道。外柱体12具有至少一个开口23用于在间隙13中冷却剂的进入和排出。轴承盖8与外柱体12的连接在该实施形式中借助于螺栓连接24来设置。

[0082] 图4和图5显示在图3中所示壳体2的两个变体。内柱体11在其外表面14处在两个边缘区域15中具有结构16。结构16优选地是滚花且用于提高在内柱体11与外柱体12之间转矩的传递能力。在内柱体11的外表面14处和/或在外柱体12的内表面17处在边缘区域15中施加有密封元件18，其在内柱体11布置在外柱体12中时不仅贴靠在外柱体12的内表面17处而且贴靠在内柱体11的外表面14处。在外柱体12的内表面17处和在内柱体11的外表面14处设置有彼此相关联的定心面19，其使内柱体11在外柱体12中的同轴定位容易。此外，内柱体11和轴承盖8中的至少一个具有彼此相关联的定心面19，其用作止挡和用于轴承盖8的同轴定位。在内柱体11的外表面14处设置有接触外柱体12的内表面17的多个支撑体20，其相对于间隙13的轮廓突出且贴靠在外柱体12的内表面17处。在外柱体12的外表面21处布置有多个加固元件22。加固元件22和支撑体20在其定位方面彼此相关联，其中，其成对地布置在共同的、尤其垂直于旋转轴线4的平面中。

[0083] 在壳体2的在图4中所示的第一变体中，轴承盖8中的一个与外柱体12一件式地来实施。密封元件18在该变体中是O形环。

[0084] 在壳体2的在图5中所示的第二变体中，轴承盖8实施为独立于外柱体12和内柱体11的构件。密封元件18在该变体中是压入内柱体11中的唇。

[0085] 图6和7显示在图3中所示的壳体2的内柱体11。内柱体11具有两个边缘区域15，其在外侧14上具有以滚花的形式的结构16。在边缘区域15之间在外表面14中引入突起和/或凹陷，其是在图3至5中所示的间隙13的限制部的一部分。在间隙13的区域26中以均匀的间距环形地围绕外柱体12设置有支撑件20。在间隙13的区域26与具有结构16的接合面27之间布置有密封元件18。边缘区域15除了接合面27之外还包括密封面28。密封面28用于间隙13的空间上的封闭、尤其用于使冷却剂从间隙13离开最小化。接合面27设置用于内柱体11和外柱体12彼此间的力配合和/或形状配合。这里未示出的定子3贴靠在内柱体11的内表面28处。

[0086] 图8在流程图处示意性地显示用于制造在图1至7中所示的电机1的一优选的方法29。首先组装30外壳7。在此将内柱体11和外柱体12布置到彼此中。在内柱体11与外柱体12之间由此同时形成由内柱体11和外柱体12限制的且设置为冷却通道的间隙13。接下来检查
31间隙13的密封性。在检查31中以流体填充且然后以压力加载间隙13。如果检查是正面的，继续制造。在检查结果是负面的时拣出工件。然后连接32外壳7和定子3。外壳7、尤其其内柱体11和定子3的连接借助于胀入和/或热装实现。在外壳7和定子3连接32之后实现间隙13的密封性的另一检查35。如果其也得出正面的结果，接合36内柱体11和外柱体12且接下来将转子5布置33在定子3中。最后将轴承盖8固定34在外壳7处。