CN104508952A

CN104508952A - 冷却罩

Info

Publication number: CN104508952A
Application number: CN201380039448.8A
Authority: CN
Inventors: 克劳斯·比特纳; 克劳斯·基希纳; 马蒂亚斯·瓦尔穆特
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2015-04-08
Also published as: WO2014016064A3; EP2862263A2; US20150214810A1; DE102012213059A1; RU2015105769A; WO2014016064A2; RU2665317C2; BR112015001643A2; US9935519B2

Abstract

本发明涉及一种用于利用液体(20，59)进行冷却的冷却罩(1)，包括：内部部件(3)；在轴向方向(4)上延伸的外罩(2)，其中，外罩(2)在垂直于轴向方向(4)的横截面平面(5)中环绕着内部部件(3)；用于容纳液体(20，59)的管道(6)，其中，管道(6)的第一边缘包括内部部件(3)的外表面(7)，并且管道(6)的第二边缘包括外罩(2)的内表面(8)；其中，内部部件(3)布置在外罩(2)中，其中，外罩(2)的材料特性设计为与内部部件(3)的材料特性不同。本发明还涉及一种包括冷却罩(1)的组件(52，61)、特别是机器，一种包括组件(52，61)、特别是机器的车辆(51)，一种用于制造冷却罩(1)的方法，其中，内部部件(3)布置在外罩(2)中，以及一种用于制造组件(52，61)、特别是机器的方法，其中提供了冷却罩(1)。

Description

冷却罩

技术领域

本发明涉及一种用于利用液体进行冷却的冷却罩，一种包括冷却罩的组件、特别是机器，以及一种包括组件、特别是机器的车辆。本发明还涉及一种用于制造冷却罩的方法和用于制造组件、特别是机器的方法。

背景技术

冷却罩用作冷却组件、特别是机器，以便提高冷却罩的功率。冷却罩环绕着组件、特别是机器的一部分，该机器在组件、特别是机器的运行中变热。热量通过在冷却罩中流动的液体从组件、特别是机器导出。

组件、特别是机器是在综合技术中、例如在车辆或设备中具有一定功能的对象。当组件、特别是机器执行功能的时候，这导致了组件、特别是机器的变热。组件、特别是机器建造的越紧凑，并且组件的功率、特别是机器的功率越高，变热就越剧烈。热量能够由组件、特别是机器通过冷却罩导出。

世界的极度机械化、特别是遍布在机动的世界中的机械化导致的是，在极其不同的综合技术中应当应用组件、特别是机器。

发明内容

因此，本发明的目的在于，在不同的综合技术中改善冷却罩的应用。

该目的通过具有根据权利要求1所述的特征的冷却罩来实现。用于利用液体进行冷却的根据本发明的冷却罩包括

-内部部件；

-外罩，其在轴向方向上延伸，其中，外罩在垂直于轴向方向的横截面平面中环绕着内部部件；

-用于容纳液体的管道，其中，管道的第一边缘包括内部部件的外表面，并且管道的第二边缘包括外罩的内表面；

其中，内部部件布置在外罩中，其中，外罩的材料特性设计为与内部部件的材料特性不同。

该目的也通过具有根据权利要求6所述的特征的组件、特别是机器来实现。

根据本发明的组件、特别是机器包括根据本发明的冷却罩。

此外，该目的通过根据权利要求7所述的车辆来实现。

根据本发明的车辆包括根据本发明的组件、特别是根据本发明的机器。

该目的也通过根据权利要求8所述的用于制造根据本发明的冷却罩的方法来实现。

在用于制造根据本发明的冷却罩的根据本发明的方法中，内部部件布置在外罩中。

此外，该目的通过根据权利要求9所述的用于制造组件、特别是机器的方法来实现。

在用于制造组件、特别是机器的根据本发明的方法中，提供了根据本发明的冷却罩。

根据本发明的冷却罩实现了该目的，其中，内部部件和外罩是两个分离的部分，并且外罩的材料特性设计为与内部部件的材料特性不同。因此有利地，能够独立于内部部件地生产外罩。外罩能够针对确定的应用中的确定的构造，以个别的材料特性个别地来制造。

能够为所有的构造和所有的应用使用内部部件。

外罩的材料特性设计为与内部部件的材料特性不同，以使得外罩与其环境具有不同于内部部件的相互作用。

外罩的材料特性能够实现外罩与在其中应用了冷却罩的综合技术的有利的相互作用。

内部部件的材料特性能够实现内部部件与组件、特别是至少部分地环绕着冷却罩的机器的有利的相互作用。

此外认识到的是，能够在相同的冷却功率的情况下，将冷却罩的厚度在横截面平面的径向方向上、特别是在横截面平面的所有的径向方向上减小到外罩和内部部件中。

内部部件能够是金属。因此，内部部件能够在几乎所有的径向的方向上，在垂直于轴向方向的横截面平面中接收热量，并且将其在管道中释放到液体处。

内部部件能够环绕着垂直于轴向方向的横截面平面。这所具有的优点是，更好地保护环绕着垂直于轴向方向的内部部件的空间。特别地，这能够由此来实现，即内部部件由金属材料制成。

外罩能够沿着内部部件在轴向方向上从内部部件的一个轴向端延伸到另一个轴向端。这所具有的优点是，更好地保护内部部件不与综合技术相互作用。特别地，这能够由此来实现，即外罩由金属材料制成。

根据本发明的组件、特别是机器除了已经列举的优点之外还具有另外的优点，其能够独立于在不同的综合技术中的应用地由不变化的内部部件环绕。因此，能够在不同的综合技术中独立于不同的相互作用地使用组件的材料特性。

在根据本发明的机器中，能够有利地将外罩设计为，由机器将尽可能大的数量的运动能量传输到综合技术的构造中，或者将尽可能大的数量的运动能量更好地从综合技术的构造传输到机器中。

特别地，根据本发明的电机能够有利地变得更加紧凑。在电机中，磁路占用了尽可能大的空间，以便达到较高的电机的功率密度。为了达到电机的尽可能小的尺寸，在其尺寸方面尽可能小地实现磁路。在此要考虑的是磁路变热。电机的磁路具有定子、转子和绕组，以便将电能转换为运动能，或者将运动能转换为电能。为了电机的功率不由于变热而减小，或者电机不由于变热而受到伤害，就必须将热量从电机中排除。热量能够经由根据本发明的冷却罩导出，其中，能够为了从磁路到冷却罩的管道中的热量传输而实现冷却罩的内部部件独立于外罩。

在根据本发明的电机中，能够将内部部件完成的更薄，并且尽管如此，通过内部部件保护根据本发明的电机不遭受液体流入到电机中。因此，在有薄的内部部件的条件下保护带电的部分、特别是绕组不遭受液体破坏。微小数量的液体就能够损害电机的运行，或者导致其被破坏。

根据本发明的车辆除了已经列举的优点之外还具有另外的优点，即能够不受天气影响地实现外罩独立于内部部件。

用于制造根据本发明的冷却罩的根据本发明的方法除了已经列举的优点之外还具有另外的优点，即能够在外罩中布置内部部件之前有利地、改进了地、简单地处理内部部件和/或外罩。因此，外罩的内表面是能简单处理的。

用于制造根据本发明的组件、特别是机器的根据本发明的方法除了已经列举的优点之外还具有另外的优点，即能够以更短的运输时间提供冷却罩，因为要制造更多件数的内部部件，并且外罩需要更少的生产时间。

本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

因此，根据本发明的冷却罩的一个设计方案是有利的，其中，内部部件通过第一方法来制造，并且外罩通过第二方法来制造，其中，至少部分地通过第二方法设计外罩的材料特性。这所具有的优点是，通过第二方法的类型和实施至少部分地将外罩的材料特性设计为与内部部件的材料特性不同。

第二方法能够是一种铸造方法。铸造方法在外罩的设计中提供了高的自由度。

铸造方法能够实现的是，外罩的外表面能够是不受天气影响的。因此，当是车辆的组件、特别是机器时，冷却罩也能够应用作为壳体。由此，外罩的外表面能够例如是不受天气影响的，局部界定的悬垂防止了在外罩的凹槽处或者外罩的凸起处收集喷射水。喷射水能够减少车辆的寿命，因为喷射水能够包括例如在相应的路况条件下的融雪盐。外罩的固定装置能够具有外罩的凹槽或者外罩的凸起。

通过铸造方法，外罩能够具有细孔或者管腔。该铸造方法受制于持续的进一步改进，从而减小细孔或者管腔的数量和/或大小。另一方面，通过在通过铸造方法制造的外罩的细孔减小了外罩的重量。

铸造方法能够是压铸法。利用压铸法，能够在高自由度的情况下在几何学规格方面实现高尺寸稳定性。因此，能够为不同的固定的可行性方案提供固定装置。压铸法能够实现光滑的平面和边沿。因此，来自环境中的有害物质能够更少地附着在固定装置上，并且逐渐损坏固定装置。

在根据本发明的冷却罩的另一个有利的设计方案中，内部部件通过第一方法来制造，并且外罩通过第二方法来制造，其中，至少部分地通过第一方法设计内部部件的材料特性。这所具有的优点是，通过第一方法的类型和实施至少部分地将内部部件的材料特性设计为与外罩的材料特性不同。

第一方法能够是一种压制方法。在通过压制方法制造时压缩了内部部件。这所导致的是，内部部件已经在小的壁厚的情况下具有高强度。在小的壁厚的情况下，能够在一时间单位内，从冷却罩中的空间中将更多的热量通过内部部件传输到管道中的液体上。

附加地，通过压制方法的压缩，实现了在冷却罩中的空间和冷却罩的管道中的液体之间的更好的热量传输。

压制方法能够是挤压法(Strangpressverfahren)。挤压法能够实现经济地生产具有小的厚度的内部部件。

在根据本发明的冷却罩的另一个有利的设计方案中，外罩具有固定装置。因此，能够独立于冷却罩的固定的类型地在综合技术中制造内部部件。外罩能够针对确定的应用中的确定的构造，利用在所要求的固定部位处的固定装置，以合适的固定装置、特别是以确定的设计个别地来制造。

外罩能够在局部限定的固定部位处的轴向方向上具有局部限定的固定装置。局部限定的固定装置具有比在局部限定的固定部位之外的外罩的部位更高的强度，以便能够实现安全的固定。这能够例如由此实现，即外罩在局部限定的固定部位处的轴向方向上具有比在轴向方向上的其他部位处更大的厚度。通过在轴向方向上的局部限定的固定装置，实现了冷却罩的重量的减小。

外罩能够在局部限定的固定部位的外表面处，在外罩的周向方向上的具有局部限定的固定装置。特别地，能够通过局部限定的固定装置附加地实现冷却罩的重量的更大的减小，该局部限定的固定装置在外罩的轴向方向上进行局部限定，并且在外罩的周向方向上进行局部限定。

固定装置能够整体地与外罩连接。这所具有的优点是，能够用一种材料制造固定装置和外罩。

固定装置能够保持在外罩中。这所具有的优点是，在制造外罩时，固定装置作为成品省时地固定在外罩上。当例如以铸造方法制造外罩的时候，能够将成品省时地注入到外罩中。

外罩能够环绕着垂直于轴向方向的横截面平面。这能够有利地实现的是，在任意的径向方向上的固定装置都位于外罩上。

内部部件能够环绕着垂直于轴向方向的横截面平面。这所具有的优点在于，保护垂直于轴向方向的内部部件环绕的空间不遭受固定装置影响。因此，在以确定的设计将固定装置布置在固定部位时，仅必须很少地考虑空间。

组件、特别是机器具有的优点在于，其在各种构造和应用中，在合适的固定部位，能以合适的固定装置、特别是确定的设计固定在冷却罩上。因此，能够独立于构造和应用地使用该组件。通过外罩实现固定装置与确定的构造的在可能的情况下所必要的匹配和确定的应用。

在机器中，固定装置能够有利地布置在外罩上，从而从机器将尽可能多的运动能更好地传输到综合技术的构造中，或者将尽可能多的运动能从综合技术的构造更好地传输到机器中。

能够通过在外罩上的固定装置在综合技术的构造中低振动地支撑机器。在此，外罩能够在一个固定部位处或者多个固定部位处具有一个另外的或者多个另外的固定装置。

在根据本发明的冷却罩的另一个有利的设计方案中，材料特性是材料的导热性，其中，外罩具有第一材料，并且内部部件具有第二材料，其具有比第一材料更小的导热性。由此，在冷却罩中的空间和冷却罩的管道中的液体之间实现了更好的热量传输。

另外，材料的导热性也能够取决于材料的多孔性，即取决于细孔和管腔的数量和大小。

外罩能以具有第一材料，并且内部部件能够具有第二材料，从而在单位时间内，液体能够通过外罩送出比液体能够通过内部部件所接收的更少的热量。因此，通过外罩辐射少量的热量。热量能够通过液体运走，并且能够在冷却循环中用于加热其他的组件或者空间。根据本发明的冷却罩能够在综合技术中布置在受到天气影响的部位，而不必放弃使用用于加热物品和空间的废热。在车辆中，能够将废热用于加热电池。

在根据本发明的冷却罩的另一个有利的设计方案中，内部部件在轴向方向上具有接片。管道的第一边缘包括接片的面。这所具有的优点是，通过接片以简单的方式形成多个用于容纳液体的管道。因为内部部件具有接片，所以外罩能够针对确定的应用中的确定的构造，利用个别的材料特性个别地来制造，而不必考虑接片的位置。因此，能够例如通过外罩提供不同的固定的可行性方案，不会有接片不能够存在于冷却罩的确定的位置的情况。

轴向的接片能够与内部部件一体地实现，以便在制造内部部件时节省时间。

接片能够通过压制方法来制造。这所具有的优点是，接片由于其轴向方向，能够省时地利用压制方法来制造。

另外有利的是，接片、特别是在制造接片时利用压制技术，能够通过切削加工过程、例如通过车削加工在其高度上彼此平衡，并且能够近似任意地缩小接片的高度。因此，能够实现冷却罩的较小的厚度，以使得根据本发明的组件、特别是根据本发明的机器能够具有高功率密度。

附图说明

结合下述联系附图示出和详细阐述的实施实例的示意性说明，详细阐述了本发明的上述特性、特征和优点以及实现的方式和方法。在此：

图1示出冷却罩的第一实施例；

图2示出沿着图1的线II-II的横截面；

图3示出外罩的实施例；

图4示出内部部件的实施例；

图5示出车辆的实施例；

图6示出电机的实施例。

具体实施方式

图1示出了冷却罩1的实施例，该冷却罩包括内部部件3和外罩2，该外罩在轴向方向4上延伸，其中，外罩2在图1所示的垂直于轴向方向4的横截面平面中环绕着内部部件3。冷却罩1具有厚度D。冷却罩1具有用于利用液体20冷却的管道6，其中，管道6的第一边缘包括内部部件3的外表面7，并且管道6的第二边缘包括外罩2的内表面8。内部部件3布置在外罩2中，其中，外罩2具有固定装置10。在冷却罩1中应用用于冷却的液体20，其中，在附图中用箭头表示液体20，其表示出了液体20的流动方向。液体20能够经过外罩2所具有的流入口15流到管道6中。附加地，液体20通过接片17蜿蜒曲折地导到外罩2所具有的流出口16。液体20能够经过冷却罩的流出口16流出。将冷却剂应用作为液体，其由比例为50:50的水和Glysantin组成。

内部部件3环绕着垂直于轴向方向4的空间9。管道6的第一边缘包括接片17的面21。在管道6的第一边缘处，内部部件4具有较小的厚度d。接片17的高度H能够实现冷却罩1的较小的厚度D。外罩2具有在另外的固定部位12处的另外的固定装置13，以使得冷却罩1具有多个固定部位。外罩2具有在不同的径向方向上的固定装置10和另外的固定装置13。

图2示出了沿着图1的线II-II的横截面。在轴向方向4上延伸的外罩2在垂直于轴向方向4的横截面平面5中环绕着内部部件3。图2示出的是，外罩2具有在另外的固定部位12处的另外的固定装置13，该固定位置在局部限定的另外的固定部位12处的轴向方向上延伸。

图3示出了在外罩2中布置内部部件3之前的外罩2。外罩2通过压铸法来制造，并且具有材料AlSi9Cu3。

图4示出了布置在外罩2中之前的内部部件3。内部部件3通过挤压法来制造，并且具有材料AlMgSi 0.5 F22。

图6示出了电机61的实施例，该电机包括定子63和转子64。电机61的壳体包括冷却罩1和轴承座66。转子64具有轴65，并且能旋转地在轴承座66中通过轴承62来支撑。冷却罩1包括外罩2、内部部件3和塞子67。塞子67关闭开口19，从而实现了液体20的蜿蜒曲折的引导。

电机61的磁路具有定子63、转子64和绕组631。磁路能够实现的是，电机将电能转换为运动能，或者将运动能转换为电能。

图5示出了车辆51的实施例。车辆51具有驱动装置57，其包括根据本发明的电机52。驱动装置57与车辆51的轮子571耦合，并且生成运动能，其能够使车辆在运动方向58上运动。根据本发明的电机52在局部限定的固定部位处具有固定装置50。车辆51具有根据本发明的冷却循环60，其包括电机52、泵54、液体59和电池53。液体59包括比例为50:50的水和Glysantin液体59在冷却循环60中流动经过泵54，以用于冷却根据本发明的电机52，其从根据本发明的电机52的流出口56中运动到电池53，以便将其加热到能够最优地使用电池的温度。液体59从电池53经过流入口52流入到根据本发明的电机52中。

尽管通过优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的实例。其他的变体可以由专业人员推导出，这并不脱离本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于利用液体(20，59)进行冷却的冷却罩(1)，包括

-内部部件(3)，

-外罩(2)，所述外罩在轴向方向(4)上延伸，其中，所述外罩(2)在垂直于所述轴向方向(4)的横截面平面(5)中环绕着所述内部部件(3)，

-用于容纳所述液体(20，59)的管道(6)，其中，所述管道(6)的第一边缘包括所述内部部件(3)的外表面(7)，并且所述管道(6)的第二边缘包括所述外罩(2)的内表面(8)，

其中，所述内部部件(3)布置在所述外罩(2)中，其中，所述外罩(2)的材料特性设计为与所述内部部件(3)的材料特性不同。

2.根据权利要求1所述的冷却罩(1)，其中，所述内部部件(2)通过第一方法来制造，并且所述外罩(3)通过第二方法来制造，其中，至少部分地通过所述第二方法设计所述外罩(2)的所述材料特性。

3.根据权利要求1或2所述的冷却罩(1)，其中，所述外罩(2)具有固定装置(10，50)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的冷却罩(1)，其中，所述材料特性是材料的导热性，其中，所述外罩(2)具有第一材料，并且所述内部部件(3)具有第二材料，所述第二材料的导热性比所述第一材料更小。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的冷却罩(1)，其中，所述内部部件(3)在轴向方向(4)上具有接片(17)，并且所述管道(6)的所述第一边缘包括所述接片(17)的面(21)。

6.一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的冷却罩(1)的组件(52，61)、特别是机器。

7.一种包括根据权利要求6所述的组件(52，61)、特别是机器的车辆(51)。

8.一种用于制造根据权利要求1至5中的任一项所述的冷却罩(1)的方法，其中，内部部件(3)布置在外罩(2)中。

9.一种用于制造根据权利要求6所述的组件(52，61)、特别是机器的方法，其中提供根据权利要求1至5中的任一项所述的冷却罩(1)。