具有組合的空氣水冷卻系統(tǒng)的電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)，
[0002]-其中，電機(jī)具有殼體，在殼體中布置有定子并且轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線能旋轉(zhuǎn)地支承在殼體中，
[0003]-其中，殼體在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看從前端延伸至后端，
[0004]-其中，殼體或者在前端附近具有進(jìn)氣口并且在后端的附近具有出氣口，或者在前端的附近和后端的附近分別具有進(jìn)氣口并且在其之間在平行于旋轉(zhuǎn)軸線的一側(cè)處具有出氣口，
[0005]-其中，電機(jī)在運(yùn)行時(shí)在進(jìn)氣口處抽取空氣并且在出氣口處排出所抽取的空氣，
[0006]-其中，使頂蓋安裝到殼體的平行于旋轉(zhuǎn)軸線的一側(cè)處，該頂蓋罩式地覆蓋了進(jìn)氣口和出氣口，從而使在出氣口處從殼體排出的空氣再次輸送給進(jìn)氣口。
【背景技術(shù)】
[0007]這種電機(jī)是普遍公知的。純示例性地請(qǐng)參照DE 37 24 186 Al。
[0008]在開(kāi)頭所述類型的電機(jī)中，通常在頂蓋中布置有管，管由氣態(tài)的或者液態(tài)的冷卻介質(zhì)-通常是空氣或者水-穿流并且由此吸收了使電機(jī)冷卻的空氣的熱量。基于管必要的安裝空間，對(duì)于頂蓋來(lái)說(shuō)通常需要很大的結(jié)構(gòu)高度。此外，盡管對(duì)電機(jī)的冷卻是有效的，但并不是最優(yōu)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，進(jìn)一步改進(jìn)開(kāi)頭所述類型的電機(jī)，即優(yōu)化冷卻并且緊湊地構(gòu)造電機(jī)。
[0010]該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的電機(jī)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求2至10的內(nèi)容。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明，開(kāi)頭所述類型的電機(jī)由此來(lái)設(shè)計(jì)，即
[0012]-在定子中布置有用于液態(tài)的冷卻介質(zhì)的管，借助冷卻介質(zhì)在運(yùn)行中直接冷卻定子，并且
[0013]-在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看，管中的至少一些管在前端和后端的方向上伸出定子，從而管在運(yùn)行中吸收了所抽取的、在殼體內(nèi)部流動(dòng)的空氣的熱量。
[0014]通過(guò)這種方式，定子能夠直接利用液態(tài)的冷卻介質(zhì)高效地冷卻。轉(zhuǎn)子的冷卻至少如現(xiàn)有技術(shù)中一樣有效。此外，根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)能夠緊湊地構(gòu)造。
[0015]在定子中布置有定子繞組系統(tǒng)，該定子繞組系統(tǒng)從定子出發(fā)在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看具有朝向前端的前繞組頭部和朝向后端的后繞組頭部。在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，管在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看覆蓋了繞組頭部的至少50%，更好的是至少75%。通常，管并不完全伸出繞組頭部。然而，在個(gè)別情況中，完全地伸出繞組頭部或者甚至越過(guò)繞組頭部伸出也是可能的。
[0016]通常，圍繞著旋轉(zhuǎn)軸線來(lái)看，管均勻分布地布置?？尚械氖牵艹蚯岸撕秃蠖松斐龆ㄗ酉嗤木嚯x，即所有的管與其布置在定子的圓周處的位置無(wú)關(guān)地都是相同長(zhǎng)度的。替代地可行的是，與布置在電機(jī)的朝向頂蓋的區(qū)域中的管相比，至少布置在電機(jī)的遠(yuǎn)離頂蓋的區(qū)域中的管朝向前端和后端伸出定子更小的距離。
[0017]通常，在其中管朝向前端和后端伸出定子的區(qū)域中，管由所抽取的、在殼體內(nèi)部流動(dòng)的空氣來(lái)環(huán)流。在這種情況中，優(yōu)選地在管朝向前端和后端伸出定子的區(qū)域中，在管處布置有從管處突出的冷卻肋。
[0018]此外可行的是，在管處布置有冷卻體，該冷卻體在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看伸出管向著殼體的端部延伸。無(wú)論管本身是否由所抽取的、在殼體內(nèi)部流動(dòng)的空氣環(huán)流并且是否在管處布置有冷卻肋，前述設(shè)計(jì)方案都能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0019]此外可行的是，管在其軸向端部處通過(guò)相應(yīng)的環(huán)形匯聚管彼此連接。在這種情況下，在環(huán)形匯聚管處布置有冷卻體，該冷卻體在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看伸出環(huán)形匯聚管朝向殼體的端部延伸。
[0020]在電機(jī)的特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中提出，
[0021]-轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸的縱向冷卻空氣通道，在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上看、在預(yù)定的軸向位置處，從該縱向冷卻空氣通道起徑向向外分支出徑向朝向旋轉(zhuǎn)軸線延伸的、轉(zhuǎn)子側(cè)的橫向冷卻空氣通道，
[0022]-在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上在預(yù)定的軸向位置之間看，定子分別具有定子部段和在預(yù)定的軸向位置處徑向向著旋轉(zhuǎn)軸線延伸的定子側(cè)的橫向冷卻空氣通道，以及
[0023]-在運(yùn)行中在進(jìn)氣口處抽取的空氣在殼體內(nèi)部至少部分地在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上流入到至少一個(gè)縱向冷卻空氣通道中，并且然后通過(guò)轉(zhuǎn)子側(cè)的橫向冷卻空氣通道和定子側(cè)的橫向冷卻空氣通道徑向向外流動(dòng)。
[0024]通過(guò)這種設(shè)計(jì)方案尤其能夠使冷卻效果優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0025]本發(fā)明的上述屬性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)這些的方法和方式，結(jié)合下面借助附圖詳細(xì)闡述的對(duì)實(shí)施例的描述而更清楚易懂。在此以示意圖示出:
[0026]圖1和2是電機(jī)的實(shí)施方式的縱向剖面圖，以及
[0027]圖3是定子的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]根據(jù)圖1和2，電機(jī)具有殼體I。在殼體I中布置有定子2。此外，在殼體I中，轉(zhuǎn)子4支承在軸承3中，從而使轉(zhuǎn)子4能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線5旋轉(zhuǎn)地支承。在旋轉(zhuǎn)軸線5的方向上看，殼體從前端6朝向后端7延伸。殼體利用底側(cè)8豎立在(未示出的)基體上。
[0029]旋轉(zhuǎn)軸線通常水平延伸。該設(shè)計(jì)方案涉及以下實(shí)施方式。然而，在個(gè)別情況中，旋轉(zhuǎn)軸線能夠替代性地垂直地延伸。
[0030]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)縱向冷卻空氣通道4a?？v向冷卻空氣通道4a在旋轉(zhuǎn)軸線5的方向上延伸。在預(yù)定的軸向位置處-即在旋轉(zhuǎn)軸線5的方向上看的預(yù)定位置處-從(至少一個(gè))縱向冷卻空氣通道4a起徑向向外分支出轉(zhuǎn)子側(cè)的橫向冷卻空氣通道4b。該橫向冷卻空氣通道4b徑向朝向旋轉(zhuǎn)軸線5延伸。其徑向向外打開(kāi)，即向著定子2打開(kāi)。此夕卜，定子2在預(yù)定的軸向位置處具有定子側(cè)的橫向冷卻空氣通道2b。該定子側(cè)的橫向冷卻空氣通道2b徑向地朝向旋轉(zhuǎn)軸線5延伸。在預(yù)定的軸向位置之間，定子分別具有定子部段
2β ο
[0031]殼體I能夠具有(唯一的)進(jìn)氣口 10和出氣口 11。在這種情況中，進(jìn)氣口 10布置在前端6附近，出氣口 11布置在后端7附近。在這種情況中，進(jìn)氣口 10和出氣口 11多數(shù)布置在殼體I的上側(cè)9上(或者通常布置在與旋轉(zhuǎn)軸線5平行的一側(cè)9上)。然而，在個(gè)別情況中，其能夠布置在殼體I的端面?zhèn)忍?。這種設(shè)計(jì)方案在圖1中示出。替代地也可行的是，殼體I在上側(cè)9上具有兩個(gè)進(jìn)氣口 10和一個(gè)出氣口 11。在這種情況中，各一個(gè)進(jìn)氣口 10布置在前端6和后端7的附近。出氣口 11在該種情況中布置在兩個(gè)進(jìn)氣口 10之間。這種設(shè)計(jì)方案在圖2中示出。即使在該種情況中，進(jìn)氣口 10也多數(shù)布置在上側(cè)9上或者布置在與旋轉(zhuǎn)軸線5平行的一側(cè)9上。然而，在個(gè)別情況中，其也能夠布置在殼體I的端面?zhèn)忍?。出氣?11 一直布置在上側(cè)9上或者布置在與旋轉(zhuǎn)軸線5平行的一側(cè)9上。
[0032]下面始終使用術(shù)語(yǔ)進(jìn)氣口 10(復(fù)數(shù))。然而，這種使用僅僅以普遍意義來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，相應(yīng)的實(shí)施方案同樣適用于根據(jù)圖1的具有唯一進(jìn)氣口 10的設(shè)計(jì)方案。
[0033]無(wú)論實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)計(jì)方案中的哪一個(gè)(具有唯一的進(jìn)氣口 10或者具有兩個(gè)進(jìn)氣口10)，電機(jī)在電機(jī)運(yùn)行時(shí)在進(jìn)氣口 10處抽取空氣，引導(dǎo)空氣穿過(guò)殼體I (特別是穿過(guò)定子2和轉(zhuǎn)子4)并且在出氣口 11處將空氣再次排出。相應(yīng)的空氣循環(huán)在圖1和2中以虛線12示出。在圖1和圖2的圖示中特別能觀察到，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)在進(jìn)氣口 10處抽取的空氣在殼體I的內(nèi)部(至少部分地)在旋轉(zhuǎn)軸線5的方向上流入到至少一個(gè)縱向冷卻空氣通道4a中并且然后穿過(guò)轉(zhuǎn)子側(cè)的橫向冷卻空氣通道4b和定子側(cè)的橫向冷卻空氣通道2b徑向向外流動(dòng)。
[0034]此外，在殼體I的上側(cè)9上或者與旋轉(zhuǎn)軸線5平行的一側(cè)9上安裝有頂蓋13。頂蓋13罩式地覆蓋進(jìn)氣口 10和出氣口 11。由于頂蓋13，在出氣口 11處排出的空氣又輸送給進(jìn)氣口 10。因此，空氣以封閉的冷卻循環(huán)來(lái)循環(huán)。其冷卻了轉(zhuǎn)子4并且也通過(guò)對(duì)流來(lái)部分地冷卻定子2。
[0035]在定子2中-這不僅適合于圖1中的設(shè)計(jì)方案也適合圖2中的設(shè)計(jì)方案-布置有管14。該管14根據(jù)圖1和2并且也根據(jù)圖3在旋轉(zhuǎn)軸線5的方向上延伸。替代地，其能夠具有圍繞旋轉(zhuǎn)軸線5的輕微扭轉(zhuǎn)。管14引導(dǎo)液態(tài)冷卻介質(zhì)15，通常是水。借助液態(tài)的冷卻介質(zhì)15，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)直接冷卻了定子1、即直接液體冷卻。從定子2到管14上的熱傳遞通過(guò)熱傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)圖3，管14例如能夠在定子I的外圓周處壓入到槽16中。替代地或者附加地，管14能夠插入到孔中。
[0036]根據(jù)圖1和2，管14-至少管14中的一些管-在旋轉(zhuǎn)軸線5的方向上看在朝向前端6和后端7的方向上伸出定子2。由此可行的是，管14在電機(jī)運(yùn)行時(shí)吸收了通過(guò)進(jìn)氣口10抽取的、在殼體I內(nèi)部流動(dòng)的空氣的熱量。
[0037]在最簡(jiǎn)單的情況中