发明内容

根据本发明，提出具有独立权利要求的特征的冷却单元和电的机器以及用于制造这种冷却单元的方法。有利的设计是从属权利要求以及后续说明的主题。

本发明基于一种用于电的机器的冷却单元，其带有至少基本上空心柱形的包套、在该包套中构造的冷却通道和用于冷却剂的入口与出口，该冷却通道在包套的圆周方向上伸展，其宽度等于包套的轴向长度的绝大部分，所述入口与出口借助冷却通道而连接，并且分别布置在包套的优选相同的轴向端部上。这也就是已提到的扁平包套冷却。

“该冷却通道在包套的圆周方向上伸展，其宽度等于包套的轴向长度的绝大部分”，这尤其是指，冷却通道的宽度(在包套的轴向方向上观察)等于包套的轴向长度的50％以上，但有益地80％以上，或者甚至90％以上，即最终撇开所需的壁等不看，也可以等于包套的轴向长度。

冷却通道在此有益地也延伸经过包套的近乎整个圆周，例如经过该圆周的至少95％。有益地，冷却通道在此可以等于环绕的通道，该通道被轴向的接条或分隔壁分开。

如已述，这种冷却单元或冷却通道有如下问题：在入口处，在轴向端部进入的冷却剂未足够好地在整个冷却通道中分布，或者未充分好地覆盖该冷却通道，这降低了冷却效果。对于该问题的介绍或更详细的介绍，参见附图以及相关说明。

在这种背景下，本发明现在提出：冷却通道具有与入口邻接的槽形入口区域，该入口区域从入口在包套的轴向方向上沿着冷却通道的宽度伸展；冷却通道具有在包套的圆周方向上观察与入口区域邻接的节流区域，在该节流区域中，冷却通道的通道高度(或厚度)在包套的径向方向上观察比在入口区域中小。优选的是，在节流区域中冷却通道的通道高度至多为入口区域的通道高度的50％。朝向节流间隙的所需横截面变化是设计参数，可以通过重点关注总压力损失和有时需要的流动均匀化来进行优化。

槽形入口区域因而可以是一种槽或入口槽，冷却剂在其经由入口例如孔流入到冷却通道中时首先进入到该槽或入口槽中。在其中，冷却剂然后可以—基于相对大的通道高度和该入口槽的由此带来的大的通流横截面—低损耗地且均匀地沿着冷却通道的整个宽度—即包套的轴向长度—分布或蔓延。

由于轴向流入的冷却剂的质量惯性，液流力求保持其运动方向。在接近入口的相反侧时(即沿轴向方向观察在入口区域的与入口相对的端部处)，冷却剂的运动能量才通过减速而转换为静压。由此产生的静态压力场负责使得冷却剂在圆周方向上转向。为了使得液流不会集中在压力场的局部很有限的区域中(在相反侧靠近通道壁)，液流切向地即在圆周方向上被引导经过节流区域(或者一种节流间隙)，即通流横截面小的区域。

在该节流区域或节流间隙中，在冷却剂快速流动即液流迅速的所在范围或区域内，产生较大的压力损失。因为质量流的集中(所谓的自由射流，没有直接的壁接触的液流)伴随着高流速，所以通过压力损失而产生后续液流的位移，进而导致偏转静态压力场的扩展。由于这种效应，液流在进入到入口槽中之后不久便已受到偏转的压力，并且沿着冷却通道的整个宽度均匀地分布。

优选地，冷却通道在入口区域中具有台阶，在包套的轴向方向上观察，入口区域或入口槽被该台阶分成两个部分，这些部分在包套的径向方向上观察具有不同的通道高度，其中，通道高度在入口这一侧较大。换句话说，通流横截面在入口区域中在包套的轴向方向上观察在台阶处较小。在包套的轴向方向上观察，该台阶有益地设置在主质量流应发生转向的所在区域中(或者在多个台阶情况下必要时设置在多个所述区域中)。因而特别是在靠近通道的相反壁的区域中，但优选沿着冷却通道的整个宽度。例如可考虑的是，从入口观察，台阶设置在冷却通道的宽度的15％和50％之间的区域中。

这种台阶，特别是入口之后很近处，可以特别简单地得到，其方式为，入口在其设计成孔时在一定程度上略微延长(这在附图中能看到)。此外，由此实现了流体力学的优点。如果液流或者冷却剂在入口之后立即或者之后不久到达该台阶，静态压力就会局部地提高，并且形成压力场。后续的液流因该压力场而在切向或圆周方向上发生偏转(即进入冷却通道中)。台阶因而负责使得冷却通道上的脱离区在入口附近变小。

此外，冷却通道可以具有在包套的圆周方向上观察与节流区域邻接的常规区域，在该常规区域中，冷却通道的通道高度在包套的径向方向上观察比在节流区域中大，但优选比在入口区域中小。在那里，冷却剂在其先前已均匀地沿着冷却通道的宽度分布之后，规则地顺延流动。在该常规区域中，冷却通道的通道高度于是也可以如同常见的扁平的冷却通道那样，以便使得伴随节流间隙产生的压力损失保持得尽量小。在此，节流作用既可以通过减小通道高度来实现，又可以通过在圆周方向上增大节流间隙长度来实现。有益地，节流区域的长度应至少等于节流间隙高度(即节流区域中的通道高度)，至多等于轴向冷却通道长度的50％(即冷却通道的在前面已提到的宽度)。但也可考虑的是，该圆周长度至多等于整个周长的50％，即冷却通道的长度。

有利地，冷却通道具有与常规区域邻接的槽形的出口区域，出口与该出口区域邻接，并且该出口区域在包套的轴向方向上沿着冷却通道的宽度伸展，其中，在包套的径向方向上观察，冷却通道的通道高度在出口区域中比在常规区域中大。有益地，冷却通道在出口区域中具有台阶，出口区域在包套的轴向方向上观察被该台阶分成两个部分，这些部分在包套的径向方向上观察具有不同的通道高度，其中，通道高度在出口这一侧较大。特别地，在包套的轴向方向上且从出口观察，出口区域中的台阶布置在冷却通道的宽度的15％和85％之间优选15％和50％之间的范围内(这也适用于入口区域中的台阶)。在此，特别是也在通道高度和台阶方面，出口区域可以如同入口区域那样设计，从而也可以参见那里的在此相应地适用的说明。入口区域和出口区域在此可以布置在已提到的轴向分隔壁的两侧。

不同于冷却通道的起始端—节流区域在那里与入口区域邻接，在冷却通道的末端无需节流区域，因为不再需要冷却剂的分布。确切地说，出口区域或出口槽可以直接与常规区域邻接。在此，台阶于是尤其也仅还具有制造技术的优点，但出口区域中增大的通流横截面允许微小的压力损失。

总之，在包套的圆周方向上观察，常规区域于是例如可以占据冷却通道的总长度的50％和90％之间。

(轴向冲流的)扁平冷却通道或扁平通道的所提出的设计具有压力损失低且流速沿着整个圆周均匀地分布的优点。在此，这种冷却单元可有益地制造，因为壳体的各部分可以采用所谓的Pot-in-Pot方法或罐中罐方法(压铸)来制造，且可以采用两部分式的模具轴向地脱模。只需要用于入口和出口的两个钻孔操作，但无需诸如导流叶片的部件或结构。

本发明的主题还是一种带有根据本发明的冷却单元的电的机器。在此，该冷却单元尤其可以包围电的机器的定子。

本发明的主题还是一种用于制造这种冷却单元的方法，其中尤其采用罐中罐方法。

为避免重复，关于电的机器和所述方法的优点和其它设计，参见冷却单元的在此相应地适用的前述说明。

本发明的其它优点和设计可由说明书和附图得到。