电机和机动车的制作方法

1.本发明涉及尤其是用于机动车的电机以及具有这样的电机的机动车。


背景技术：

2.长时间以来以多样化的变型方案已知电机，但电机始终在许多技术应用领域和工业应用领域中有特别的意义。在此可预见，电机的意义在未来正是在车辆技术的领域中还要增加。在该背景下，进一步的改善和优化显然完全是值得期望的。
3.电机经常可以作为电动机或作为发电机运行。例如由de 10 2006 025 394 a1已知在车辆中要装配的交流发电机。在此设置能随着转动轴转动的滑环和在其上滑动的接纳在电刷支架中的电刷。滑环和电刷支架通过滑环遮盖部遮盖。遮盖电刷的尾部遮盖部具有第一通风口，第一通风口形成在包含电刷的滑动区段的内部空间和交流发电机的外部之间的连接。进一步设置第二通风口，第二通风口形成在包含电刷支架内的电刷的内部空间和交流发电机的外部之间的连接。包含电刷的滑动区段的内部空间在此通过密封件密封。这些密封件例如可以设置在电刷支架和滑环遮盖部的轴向端部上并且由板状的橡胶材料制成。
4.作为另一个应用示例，由de 43 14 628 c1已知例如用于工业机器人的具有直接被驱动的无刷电机的电转动和偏转单元。定子在此用作具有无级偏转角调节部、集成空气穿通部和带有插塞连接器的集成电信号和能量穿通部的基本壳体。在此不存在处于外面的软管和线缆。整个单元在此对于灰尘和喷水是密封的，其中，同时给出在转动盘的简单可交换性的情况下的模块化构造。多个通道伸展通过分配器法兰，在转动分配器中的相应连接通道与所述多个通道可置于连接中。在通道和连接通道之间的相应连接的两侧可以设置密封装置。
5.在另一个应用示例中，由de 11 2013 003 975 t5已知液体冷却的电动机。在此设置冷却剂分配系统，以便将液体冷却剂分布在第一路径和第二路径上。第一路径引导到空心的转子轴中(从所述轴子轴出来，冷却剂可以在运行中通过在空心的转子轴中的轴径向孔沿径向向外流动)，并且然后进一步沿纵向引导到在转子中的转子冷却剂通道中并引导到收集容器中。第二路径在运行中沿径向向外引导通过在冷却剂入口接头中的入口径向孔并且然后沿纵向引导到边缘的冷却剂通道(所述冷却剂通道设置在电动机的壳体和定子之间的空隙中)中，并且最后同样引导到收集容器中。对于多个内部的流动路径，在此无须提供液体密封的密封装置，这可以节省费用。所需要的唯一的液体密封的密封装置是在冷却剂和外部的环境之间连接的密封装置。


技术实现要素：

6.本发明的任务是，改善尤其是在湿式运行中电机的可靠性。该任务按照本发明通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利设计方案和进一步构成方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。
7.按照本发明的电机具有定子和在该定子中以能围绕电机的电机轴的中心纵轴线旋转运动的方式支撑的转子以及与电机轴连接的、亦即耦合的滑环模块。滑环模块在此相对于转子不可转动并且相对于电机的滑环可转动并且具有至少一个线引导通道，用于将相应的转子绕组与滑环电连接的相应接触线通过所述引导通道引导。所述至少一个线引导通道在此至少基本上从滑环延伸至滑环模块的线排出口。在此，线引导通道的第一区段沿平行于中心纵轴线的轴向方向至少基本上或几乎从滑环出发地伸展。线引导通道的连接到第一区段上的第二区段沿径向向外伸展直至线排出口。亦即，线排出口在这里是线引导通道的第二区段的径向外部的端部、亦即最后是在滑环模块的侧壁或外壁中的开口。线排出口同样可以包括滑环模块的直接包围该开口的区域。
8.在线引导通道的第二区段中或上，按照本发明设置包围在线引导通道中被引导的接触线的弹性的密封元件，密封元件用于密封线引导通道，以防润滑剂在线排出口处渗入到线引导通道中。亦即换句话说，密封元件相对于滑环模块或电机的包围区域对线引导通道、尤其是线引导通道的第二区段或线排出口进行密封。如进一步下面更详细阐述的那样，密封元件例如可以构成为被引入线引导通道的第二区段中的密封塞，但同样例如可以构成为o形环。这样的o形环例如可以贴靠在线排出口上、亦即贴靠在线引导通道的第二区段的径向外部的端部上或嵌入线引导通道的第二区段的径向外部的端部区域中。
9.按照本发明的电机优选可以是湿式的、亦即至少局部地在油下运行的同步电机、例如电流激励的同步电机。在此，以原则上已知的方式，电机轴可以抗扭地与转子连接或由转子在电机的运行中带动。滑环在这里是滑动触点的部分，亦即构成在电机的在运行中静止的部分和在运行中旋转或转动的部分之间的电连接。
10.有利地，本发明能够通过在线引导通道中或上设置的密封元件防止尤其是用作润滑剂的油到达滑动触点、亦即到达滑环。尽管原则上由已知的电机已知，例如在滑环的两侧上设置外侧的密封装置，例如以包围电机轴或滑环模块的密封环的形式。然而本发明基于如下认识，即，润滑剂例如能够通过在转子填充材料中的裂纹到达线引导通道或线排出口。从那里出来，润滑剂然后可以-尤其是由于毛细效应-沿接触线缓慢通过线引导通道并且这样到达直至滑动触点或直至滑环。在此，润滑剂可以渗透到至今设置的密封装置中。当润滑剂到达滑动触点时，润滑剂可以在那里例如恶化电接触、完全或部分地中断电流量、导致损坏或附加磨损并且因此最终降低电机的可靠性和使用寿命。通过当前在线引导通道的第二区段中或上设置密封元件，该至今未被考虑的油路能够被封闭或密封，由此能够避免或减少所提及的不利效果。
11.电机在此可以具有多个沿周向分布设置的线引导通道，各线引导通道的第二区段可以分别用自身的密封元件来封闭或密封。通过不同的线引导通道或在线引导通道中伸展的不同的接触线，转子的不同的绕组、亦即转子的不同的极或极对可以被触点接通并且提供电流以用于产生转子场。但出于简单和明了性的原因，本发明在这里基本上针对一个线引导通道并且与此对应地针对一个密封元件进行阐述。
12.在本发明的有利设计方案中，线引导通道绝大部分以包围接触线的热固性成形材料填充。亦即，通过成形材料，相应的接触线被电绝缘并且被机械固定。成形材料例如可以喷射或注入线引导通道中，而接触线设置或保持在线引导通道中。同样，成形材料可以通过包围接触线首先构成线引导通道。为了制造电机，例如首先接触线可以沿轴向方向引入相
应的线引导通道中并且然后沿径向方向向外错开，从而接触线的弯曲的沿径向向外突出的端部通过线引导通道的第二区段获得。接触线然后可以保持或夹紧在该位置中。密封元件在此可以已经处于接触线的弯曲的端部上或可以在引入或定位接触线之后才被推到所述接触线上。在定位接触线和密封元件之后，然后可以喷射或注入成形材料。一旦成形材料然后凝结或硬化，则构成或填充线引导通道并且接触线通过成形材料固定。如进一步在下面更详细阐述的那样，密封元件也可以有利地通过成形材料保持或固定。尽管接触线以这种方式直接并且非间接地嵌入成形材料中，然而仍然可以在接触线和成形材料之间给出距离，例如基于气体夹杂物、表面粗糙度和/或更多类似物。这样的距离例如可以为数微米，这作为用于润滑剂沿接触线传播的爬行路径而言可以是足够的。因此特别有利的是，通过密封元件防止润滑剂渗入。基于密封元件的弹性，所述密封元件为此例如可以比对于热固性成形材料典型的那样更密封地贴靠在接触线上。
13.在本发明的另一个有利的设计方案中，密封元件由具有至少15kv/mm的电击穿强度的弹性体、尤其是乙烯-丙烯酸脂-弹性体(英语：aem)制造。亦即，密封元件在这里由如下材料制造，所述材料同时是弹性的并且具有相对高的电绝缘等级以及相对高的泄漏电流电阻或相对高的cti值(英语：comparative tracking-index)。由此能够有利地一方面实现线引导通道的第二区段或线排出口的期望密封并且另一方面改善接触线的电绝缘或改善电机的泄漏电流抵抗能力和击穿抵抗能力。例如可以通过密封元件增大在接触线的从线排出口沿径向向外突出的部分和滑环模块的包围线排出口的外侧或表面之间的泄漏电流路径。
14.在本发明的另一个有利的设计方案中，密封元件构成为密封塞，所述密封塞设置在线引导通道的第二区段中。密封塞在此可以部分地、但优选完全沿径向方向、亦即垂直于中心纵轴线或电机轴贯穿或穿通线引导通道的第二区段。通过将密封元件设计为这样的引入线引导通道中的具有显著的径向延展尺寸的密封塞，能够有利地实现特别良好的密封作用以及密封塞在其设置位置中、亦即在线引导通道的第二区段中的特别可靠的安装或保持。密封塞在此可以从内侧沿径向向外指向的方向或从外面沿径向向内指向的方向引入线引导通道的第二区段中。前者能够有利地实现密封塞在如在电机的运行中出现的离心力的作用下在线引导通道的第二区段中的特别可靠的保持或安装，而后者能够有利地实现电机的特别简单的制造。
15.在本发明的有利的进一步构成方案中，密封塞沿径向向外突出超过线引导通道的第二区段的由线排出口形成的端部。亦即换句话说，密封塞在外侧在线排出口的区域中超过滑环模块的外壁或表面伸出。由此能够有利地进一步改善密封塞的电绝缘作用，因为在接触线的沿径向向外从密封塞突出的部分至滑环模块的包围表面之间的泄漏电流路径或击穿路径能够被进一步放大。此外，密封塞可以这样有利地在较长的路径上贴靠在接触线上，由此能够取得改善的或特别可靠的密封作用。此外，该设计方案有利地提供如下可能性，即，沿轴向方向加宽密封塞的超过线排出口沿径向向外突出的区域，由此能够一方面改善密封塞的绝缘作用和另一方面改善密封塞在其设置位置中的定位精度或定位可靠性和/或安装或保持。
16.亦即，在本发明的有利的进一步构成方案中规定，密封塞具有至少基本上蘑菇形的结构，所述结构具有杆区域和与该杆区域相比加宽的头部区域。头部区域的最大直径在此大于线引导通道的第二区段的最小直径或线排出口的直径。亦即换句话说，密封塞这样
成形，使得密封塞可以部分地以杆区域引入线引导通道中，而头部区域对此过宽或过大。因此能够如说明的那样必要时进一步改善密封塞的电绝缘作用。同样例如能够防止密封塞在制造电机时推入穿过线引导通道的第二区段或过远地推入到线引导通道的第二区段中。而是可以规定，加宽的头部区域贴靠在包围线引导通道的第二区段的端部或包围线排出口的表面上。这能够有利地在制造电机时特别简单并且特别可靠地实现。头部区域在此可以按照设计沿径向设置在内部或设置在外部。杆区域的直径可以按照密封塞的弹性至少局部或部分地例如对应于线引导通道的第二区段的直径或大于线引导通道的第二区段的直径这样多，使得杆区域基于其弹性、亦即其弹性可变形性或可压缩性仍然可以导入线引导通道的第二区段中。后者能够有利地引起密封塞的特别良好的密封作用。
17.在本发明的有利的进一步构成方案中，密封塞在线引导通道的第二区段中通过成形材料固定或保持，所述成形材料至少在线引导通道的第一区段中包覆和固定接触线。这尤其是可以所提及的热固性成形材料。通过在这里提出的用成形材料固定密封塞，能够有利地以特别简单的并且低成本的方式防止，密封塞例如基于在电机的运行中出现的离心力从线引导通道的第二区段中被压出或拉出。在此特别有利地不需要用于固定密封塞的附加紧固元件，这有利地能够降低电机的复杂性以及制造耗费和成本。为了固定密封塞，成形材料例如可以部分地封装密封塞。成形材料可以例如按照密封塞的设计和/或按照材料选择或材料组合例如形状锁合、材料锁合和/或力锁合地保持或固定密封塞。
18.在本发明的有利的进一步构成方案中，密封塞具有收缩部，该收缩部具有减小的直径。亦即换句话说，密封塞具有至少一个具有如下直径的部位，该直径小于密封塞的在两侧沿密封塞的纵向延伸方向连接到该区域上的区域的直径。尤其是，收缩部的减小的直径可以小于线引导通道的第二区段的直径、尤其是最小直径。通过密封塞的该设计，成形材料能够到达收缩部的区域中并且在此至少在收缩部的一侧上包围那里的具有密封塞的相应较大直径的区域。亦即，由此能够实现底切或锚固固定，其中，成形材料在其硬化之后将密封塞形状锁合地保持或固定在线引导通道的第二区段中。由此能够以特别简单和可靠的方式固定密封塞，由此能够有利地进一步改善电机的可靠性，而无须安装附加的构件或组件。
19.在本发明的有利的进一步构成方案中，在此，密封塞的在朝向中心纵轴线的一侧限定收缩部的加宽部沿密封塞的周向局部地中断。亦即换句话说，密封塞的该内侧的加宽部仅局部地构成直到线引导通道的第二区段的完整直径并且具有如下区段或区域，所述区段或区域具有小于线引导通道的第二区段的直径的直径。在这些中断中的直径可以在此至少基本上对应于收缩部的直径或处于收缩部的直径和线引导通道的第二区段的直径之间。通过所述加宽部的至少一个中断，能够有利地实现或形成至收缩部的连接或入口。通过该连接或通过该入口，在电机的制造中，包围接触线的-这时还液态的或粘性的-成形材料能够从内部、亦即从朝向中心纵轴线的一侧沿径向向外到达直至收缩部。由此，线引导通道的第二区段的未由密封塞占据的区域能够特别可靠地通过成形材料填充，由此密封塞又能够特别可靠地通过成形材料固定。为了实现通过成形材料尽可能均匀地填充线引导通道的第二区段的未被密封塞占据的区域或体积以及通过成形材料特别可靠和均匀地固定密封塞，密封塞的加宽部优选可以沿周向具有多个、尤其是均匀分布地设置的中断部。
20.本发明的另一方面是机动车，所述机动车具有至少一个按照本发明的电机。如果所述电机是用于产生用于推进机动车的力或力矩的驱动电机，则机动车与此对应地可以是
电动车或混合动力车。
21.本发明的其他特征可以由权利要求、附图和附图描述得出。以上在说明书中提及的特征和特征组合以及接着在附图描述中和/或在附图中单独示出的特征和特征组合在不离开本发明的范围的情况下不仅能以相应给出的组合使用、而且也能以其他组合使用或能单独使用。
附图说明
22.在附图中：
23.图1示出电机的一部分的示意性剖切透视图；
24.图2示出用于电机的线引导通道的密封塞的示意性透视图；
25.图3示出在处于未填充状态下的密封塞周围的区域的部分示意剖视图；
26.图4示出在处于填充状态下的密封塞周围的区域的部分示意剖视图；以及
27.图5示出具有备选的密封元件的区域的部分示意剖视图。
具体实施方式
28.在附图中，相同的和功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
29.图1示出电机10的一部分的示意性剖切透视图。尤其是在这里示出滑环模块12的一部分，滑环模块能够围绕中心纵轴线14旋转。中心纵轴线14在此沿纵向居中地伸展通过被滑环模块12包围的轴接纳空间16，电机10的电机轴可以设置在所述轴接纳空间中。线引导通道18在滑环模块12中伸展。该线引导通道18具有沿平行于中心纵轴线14的轴向方向伸展的第一区段20以及紧接着第一区段的沿径向伸展通过滑环模块12的壁的第二区段22。在这里还示出滑环24，该滑环同样包围轴接纳空间16。在线引导通道18中当前设置接触线26，该接触线电触点接通滑环24并且在其另一个端部上通过线引导通道18的第二区段22从第二区段引出。在完整的电机10中，接触线26的从第二区段中引出的端部可以被引导直至转子绕组，亦即与转子绕组电连接。
30.接触线26类似于线引导通道18具有轴向段28，该轴向段在第一区段20中并且因此同样沿径向向外错开地平行于中心纵轴线14伸展。同样类似于线引导通道18，接触线26的径向段30连接到该轴向段28上。该径向段30沿径向向外通过第二区段22引导。第二区段22的沿径向处于外面的端部在这里称为线排出口32，亦即从该线排出口，接触线26的径向段30从滑环模块12中伸出。
31.为了更好地阐述接触线26的走向，线引导通道18在这里在空的、亦即未填充的状态下示出。在电机10的另一种制造的范围中，线引导通道18还被锁定，亦即包围接触线26的区域还要被填充，以便电绝缘并且空间上固定接触线26。
32.在轴向方向上，亦即在沿着中心纵轴线14的方向上，在这里在线排出口32的两侧上设置密封环，即在朝向滑环24的一侧设置第一密封装置34并且在线排出口32的对置的另一侧设置第二密封装置36。
33.当前，电机10或滑环模块12可以具有多个线引导通道18，所述多个线引导通道具有相应的自身的在线引导通道中设置的接触线26的。示例性地在这里示出具有另一接触线40的另一线引导通道38。对于这些线引导通道或接触线以及对于其他的在这里未示出的线
引导通道或接触线，在这里针对线引导通道18和接触线26或针对所述另一线引导通道38和所述另一接触线40给出的实施方式和解释应该类似适用。
34.尽管存在密封装置34、36，已证明的是，在电机10的运行中，油可能到达至线排出口32并且沿着接触线26通过线引导通道18到达直至滑环24或由滑环24和接触线26形成的滑动触点。为了避免这一点，当前线引导通道18或其第二区段22通过附加的密封元件密封，以便阻止或减少油渗入到线引导通道18中，所述密封元件在第二区段22的区域中或在线排出口32上包围接触线26。
35.这样的密封元件在图2中以密封塞42的形式在示意性透视图中示出。密封塞42在这里具有基本上蘑菇形的基本形状，该基本形状具有加宽的头部区域44和紧接着该头部区域的较窄的杆区域。在杆区域上当前设置收缩部46。在收缩部46的与头部区域44对置的一侧，密封塞42具有多个沿周向均匀分布地设置的加宽部48。这些加宽部48沿周向通过分别处于其间的中断部50中断。亦即，密封塞42在中断部50的区域中具有比在加宽部48的区域中更小的直径。
36.密封塞42可以在电机10的制造期间例如沿径向方向从外向内插入或推动到径向段30上和第二区段22中。头部区域44的朝向收缩部46的下侧然后可以在滑动模块12的外侧上放置在线排出口32的区域中。
37.同样地，在这里出于明了性的原因，线引导通道18还以在电机10的制造期间未填充的、亦即除了接触线26和密封塞42之外空的状态示出。
38.图4在同样局部的示意剖视图中同样示出围绕第二区段22的区域。然而，线引导通道18在这里以填充状态示出。在此，线引导通道18在这里通过热固性的成形材料52填充。亦即，该成形材料52包围接触线26并且至少部分地包围密封塞42。尤其是，成形材料52在嵌入的密封塞42的收缩部46的区域中填充线引导通道18的第二区段22并且因此不仅固定接触线26，而且也固定密封塞42。而轴接纳空间16不通过成形材料52填充，亦即保持空的，以便接纳电机10的在这里未示出的电机轴。轴接纳空间16例如可以与在这里通过成形材料52填充的区域分离。同样在制造过程期间，在其形状方面与轴接纳空间16对应的占位元件可以引入滑环模块12中，然后以成形材料52注塑包封或浇注并且随后在成形材料52至少部分凝结或硬化之后为了释放轴接纳空间16再次被移除。
39.图5示出围绕具有备选地实施的密封元件的另一线引导通道38的径向区段周围的区域的局部示意剖视图。用于密封所述另一线引导通道38的密封元件在这里构成为包围所述另一接触线40的o形环54。按照使用情况或要求，在具体的电机10中优选所有密封元件可以同类、亦即构成为密封塞42或构成为o形环54。
40.总体上，所描述示例示出，如何能够通过密封元件、尤其是具有锚固固定的弹性体密封塞密封用于电触点接通转子绕组或滑环模块12上的滑动触点的线的线出口，以便改善尤其是在电机10的湿式运行、亦即持续加油的运行中的油密性和因此改善可靠性。
41.附图标记列表
42.10 电机
43.12 滑环模块
44.14 中心纵轴线
45.16 轴接纳空间
46.18 线引导通道
47.20 第一区段
48.22 第二区段
49.24 滑环
50.26 接触线
51.28 轴向段
52.30 径向段
53.32 线排出口
54.34 第一密封装置
55.36 第二密封装置
56.38 另一线引导通道
57.40 另一接触线
58.42 密封塞
59.44 头部区域
60.46 收缩部
61.48 加宽部
62.50 中断部
63.52 成形材料
64.54 o形环