CN101047326B - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机(10)，包括一个电枢(40)，该电枢具有用于接收电枢绕组的电枢槽(42)，该电枢无相对转动地支承在一个电枢轴(22)上，其特征在于：在该电枢(40)的至少一个端侧的区域中设置有至少一个导热元件(71；72；73；74，75)。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机、尤其是万能电动机，该电机包括一个电枢，该电枢具有用于接收电枢绕组的电枢槽，该电枢无相对转动地支承在一个电枢轴上。

背景技术

万能电动机例如广泛应用于电动工具中。因为在万能电动机中电流不仅流过电枢绕组而且流过励磁绕组，所以产生许多热量，所述热量逐渐加热整个电动机。为了通过电动机的剧烈加热不产生损坏，必须保证充分冷却电动机。在电动工具中，为了冷却例如通过通风机转子从外部抽吸空气，例如在DE 10256805A中所描述的那样。通风机转子无相对转动地座合在电枢与传动装置之间的电枢轴上。在旋转时，通风机转子产生空气流，该空气流轴向地流动通过电动工具并且将热量向外导出。

为了获得良好冷却，在此必须输送尽可能多的空气通过电动工具。但是大的空气通流量也意味着高流动速度，该高流动速度可能会与不期望的通风机噪声相联系。此外，冷却空气在穿流电动工具时仅在电枢和定子的表面上扫过。尤其是在具有小电枢直径的万能电动机中，电枢和定子的表面与此相应地很小，由此，相对较少的热量可从电枢和定子释放给冷却空气。借助于通风机转子冷却因此是不足够的。

发明内容

根据本发明，提出了一种电机，包括一个电枢，该电枢具有用于接收电枢绕组的电枢槽，该电枢无相对转动地支承在一个电枢轴上，其中，在该电枢的至少一个端侧的区域中设置有至少一个导热元件。

根据本发明的电机具有其优点：更多的热量从电枢导出，因为该电枢的表面通过至少一个导热元件增大，所述导热元件至少设置在该电枢的两个端侧之一的区域中。所述导热元件具有从电枢导出热量的功能。因此，用能导热的材料尤其是金属例如铝、钢板制成的导热元件与该电枢导热地连接。根据本发明，或者设置唯一一个导热元件或者设置多个导热元件。导热元件可以设置在电枢的朝向换向器的端侧上和/或设置在彼此位于对面的端侧上。

导热元件与该电枢的导热连接可材料锁合地借助于能导热的材料实现。所述用于材料锁合连接的能导热的材料例如可以是能导热的粘接材料或树脂。

附加地或作为替换方案，为了导热连接，该电枢可具有凹槽，所述导热元件嵌接在所述凹槽中。该电枢通常由具有电枢槽的电枢板叠组成，这些电枢槽各构造在相邻的电枢齿之间。另外，该电枢具有一个用于接收电枢轴的中心孔。用于使所述导热元件嵌接在该电枢中的凹槽例如可以是电枢齿的区域中的孔、例如齿身或齿顶中的孔。

在另一个作为替换方案的实施形式中，所述导热元件嵌接在所述电枢槽中。导热元件例如可在缠绕电枢绕组之前嵌入到电枢槽中。但导热元件也可在缠绕电枢绕组之后设置到电枢槽中，例如其方式是所述导热元件槽-楔式地嵌接在电枢槽中并且在径向内部支撑在电枢绕组上。

在第一实施形式中，所述导热元件是管状的并且沿着电枢的外圆周至少安置在一个端侧上。所述导热元件在此伸出超过电枢的所述端侧。因此，所述导热元件使电枢的导出热量的表面增大。这种管状的导热元件可附加地具有类似于叶轮的导热面。这些导热面附加地使电枢的导热表面增大。所述附加的类似于叶轮的面例如可在轴向方向上设置在管状的导热元件的外圆周上。

在一个优选实施形式中，该电机包括一个壳体、一个定子、一个具有用于接收电枢绕组的电枢槽的电枢和一个用于冷却该电机的通风机转子。该电枢和该通风机转子无相对转动地支承在一个电枢轴上。该通风机转子尤其设置在该电枢的背离换向器的端侧上。尤其是该通风机转子在电枢轴上直接相邻地与电枢相连接。通风机转子叶片在此朝向电枢。在旋转时，通风机转子产生空气流，该空气流轴向地流动穿过电机。通过将冷空气从外部经过位于电枢的背离通风机转子的侧上的进入孔抽吸到壳体内部而产生该空气流。在冷却空气轴向流动通过电机之后，变热的空气经过例如位于通风机转子的区域中的排出孔向外释放。

在该优选实施形式中，该通风机转子借助于至少一个导热元件与该电枢导热地连接。通过电枢与通风机转子借助于至少一个导热元件形成的导热连接使电枢的用作冷却面的表面明显增大，因为除了所述导热元件之外，该通风机转子还附加地起到冷却体的作用。热量输出增大的结果是，在空气体积的相同的情况下，即在该通风机转子直径相同的情况下，实现了更高的电动机功率。

设置有至少一个与该电枢及该通风机转子导热地连接的导执元件。该通风机转子以及所述导热元件用具有良好导热性能的材料例如铝或钢板制成。该电枢优选由电枢板叠构成。一方面所述导热元件与该通风机转子之间的、另一方面所述导热元件与该电枢之间的连接必须也构造成导热的。

在一个实施形式中，所述导热元件与该通风机转子构造成一体的。这具有其优点：所述导热元件不必作为分开的结构件制造并且不必在分开的工作步骤中与该通风机转子连接。

在一个作为替换方案的实施形式中，为了使所述导热元件与该通风机转子相连接，该通风机转子具有凹槽，所述导热元件嵌接在所述凹槽中。为此可在所述导热元件上设置合适的连接元件、例如销栓，这些连接元件插入到该通风机转子的相应凹槽中。

在另一个实施形式中，所述导热元件与该通风机转子材料锁合地借助于导热的材料、例如导热的粘接材料连接。

不言而喻，也可使所述导热元件一方面与通风机转子的、另一方面与电枢的连接的不同形式相组合。因此例如可使所述导热元件嵌接在该电枢的凹槽中并且附加地材料锁合地例如用能导热的粘接材料连接。

在一个简单的实施形式中，使电枢与通风机转子相连接的导热元件是销、接片或诸如此类件。也可设置销、接片或诸如此类件的形式的多个导热元件，这些导热元件例如在电枢的面上均匀分布地设置。销、接片或诸如此类件可作为单个的导热元件设置并且单个地与通风机转子及电枢连接。但是多个销、接片或诸如此类件也可以彼此相连接，例如通过环状的元件。这可简化销、接片或诸如此类件在通风机转子和电枢上的安置并且附加地使导出热量的表面增大。

另一个实施形式提出，所述导热元件构造成套筒，该套筒无相对转动地安置在电枢轴上。用导热能力良好的材料制成的该套筒在此直接套装在电枢轴上并且在电枢下例如挤压或插接在电枢轴上。该套筒在此这样长，使得该套筒在电枢的朝向通风机转子的端侧上在电枢下伸出并且可与通风机转子导热地例如借助于挤压、旋拧或粘接来连接。作为替换方案，该套筒也可与通风机转子构造成一体的。在此情况下，该套筒也在电枢下固定在电枢轴上。

在另一个实施形式中，所述导热元件构造成管状的并且与该电枢的外圆周相连接。该管状的导热元件或者可与该通风机转子构造成一体的。但该管状的导热元件也可插入到该通风机转子的环状的凹槽中。此外，可使该管状的导热元件通过能导热的材料例如树脂或粘接材料安置在该通风机转子上。该管状的导热元件的直径按照该电枢的外直径来选择。由此可使该导热元件在该电枢的朝向通风机转子的端侧上套到该电枢上并且附加地与该电枢例如材料锁合地通过粘接材料连接。管状的导热元件使导出热量的表面明显增大。

导热元件的不同实施形式可单独地或组合地使用。

该电机优选是万能电动机。该万能电动机例如可在电动工具中使用。

附图说明

下面借助于附图详细描述本发明。附图表示：

图1根据现有技术的电机的纵剖面，

图2根据本发明的电机的第一实施形式的纵剖面，

图3根据本发明的电机的第二实施形式的纵剖面，

图4根据本发明的电机的第三实施形式的纵剖面，

图5根据本发明的电机的第四实施形式的纵剖面，

图6具有导热元件的电枢的另一个实施形式。

具体实施方式

图1中示出了根据现有技术的电机10的纵剖面。下面只描述该电机10对于本发明重要的结构件。该电机10包括一个壳体20，一个定子30无相对转动地设置在该壳体中。在电枢轴22上无相对转动地保持着一个电枢40，该电枢具有电枢齿44和位于这些电枢齿之间的用于接收电枢绕组(未示出)的电枢槽42。在电枢40的端侧，一个换向器25也无相对转动地保持在电枢轴22上。在电枢40的另一个端侧，一个用于冷却电机10的通风机转子60也无相对转动地设置在电枢轴22上。该通风机转子具有通风机转子叶片62，这些通风机转子叶片朝向电枢40。为了在电机10中产生轴向的空气流(在图1中通过箭头64标记)，在壳体20中在电枢40的背离通风机转子60的端侧的区域中设置有进入孔24并且在电枢40的朝向通风机转子60的端侧的区域中设置有排出孔26。在通风机转子60旋转时，空气(在图1中通过箭头65标记)从外部通过进入孔24被抽吸到壳体20中并且通过排出孔26再从壳体20中排出(在图1中通过箭头66标记)。轴向的空气流64流动经过定子30和定子30与电枢40之间的空气隙28。在此，冷却空气沿着电枢40的表面扫过。该电机10例如可以是万能电动机并且具有一个带有场绕组(未示出)的定子30。

在图2以及下面的图3～5中，相同或类似的结构件用与图1中相同的参考标号来标记。此外，在图2以及下面的图3～5中仍仅示出对本发明重要的结构件。

图2示出了销71形式的导热元件的第一实施形式。该销71一方面与通风机转子60、另一方面与电枢40导热地连接。为了接收销71，通风机转子60具有相应的凹槽67。由电枢板叠构成的电枢40同样具有用于接收销71的凹槽46。通风机转子60中的凹槽67以及电枢40中的凹槽46例如可以是孔。电枢中的凹槽46例如可设置在电枢齿的区域中、尤其是齿身(Zahnschaft)或齿顶中(未示出)。该导热销71因此使电枢40与通风机转子60相连接并且构成热桥，该热桥使热量从电枢40导出到通风机转子60上。销71如通风机转子60那样用导热能力良好的材料例如铝、钢板制成。销71的横截面形状以及直径可任意选择。以有利的方式在电枢40的面上分布地设置多个销71。这些销71在此可单个地与通风机转子60及电枢40相连接，但或者例如也可通过一个环彼此相连接。

图3中示出了导热元件的第二实施形式。该导热元件是接片72，该接片通过嵌接在凹槽67中而与通风机转子60导热地连接。该接片72另一方面与电枢40导热地连接，其方式是在设置电枢绕组(未示出)之前将该接片设置到电枢槽42中。接片72由此处于电枢槽42的底部上。在电枢40的端侧48上，接片72朝电枢轴22弯折并且基本沿着或平行于电枢轴22朝通风机转子60延伸，直到接片72嵌接在凹槽67中。并且接片72因此承担热桥的功能并且将热量从电枢40导出到通风机转子60上。也可设置多个各嵌入在电枢槽42中的接片72。

如根据图3的接片72那样设置到电枢槽42中的导热元件具有特别的优点，因为不必在电枢40中设置用于与电枢40导热地连接的凹槽46。由此在如接片72那样的导热元件中不会通过导热元件嵌接在电枢40的凹槽46中干扰电枢40的磁势。此外，如接片72那样的导热元件必然使得对电枢槽42进行缠绕时的缠绕过程变难。

图4示出了套筒73形式的导热元件的第三实施形式。该套筒73用导热能力良好的材料制成。该套筒直接安置在电枢轴22上，例如压力套装、插接或以类似方式进行。套筒73为了导热连接一方面嵌接在通风机转子60的凹槽67中并且可与通风机转子60例如通过挤压、粘接、旋拧来连接。但该套筒也可与通风机转子60构造成一体的(未示出)。另一方面，套筒73沿着电枢轴22优选在电枢40的整个长度上延伸。电枢40因此不直接套装在电枢轴22上，而是套装在套筒73上。因此，电枢40的中心孔47不仅接收电枢轴22，而且也接收套筒73。

图5中示出了导热元件的另一个即第四实施形式。该导热元件74是管状的。该导热元件与通风机转子60构造成一体的。该管状的导热元件74与通风机转子60一起形成一个罐状构型。管状的导热元件74导热地与电枢40相连接，其方式是该导热元件靠置或贴靠在电枢40的外圆周49上。因此，管状的导热元件74的内直径至少在其在电枢区域中的敞开端部上基本上等于电枢40的外直径。管状的导热元件74的敞开端部由此在电枢40的朝向通风机转子60的端侧48的区域中至少部分地接收电枢40。导热元件74与电枢40例如借助于导热的粘接材料固定。管状的导热元件74可形成封闭的面，但或者具有轴向的缝槽79。管状的导热元件74的特别的优点在于，散热表面明显增大。管状的导热元件74的表面还可附加地这样增大，即取代光滑的表面而使用造型表面。造型表面例如可具有肋，这些肋可具有任意的横截面，例如矩形、三角形或波浪形。作为替换方案，为了更强地增大表面可使用这样的管状的导热元件74，该管状的导热元件具有成波浪状的、成锯齿状的或诸如此类的横截面而不是具有光滑的圆形的横截面。

图6示出了与电枢相连接的导热元件的另一个实施形式。在电枢40的朝向换向器25的端侧48上设置有管状的导热元件75，该管状的导热元件例如套在或插接在电枢40上。与根据图5的管状的导热元件74类似，该管状的导热元件75具有圆形的横截面，该圆形的横截面具有与电枢的外直径基本上相应的内直径，由此，导热元件75沿着电枢的外圆周靠置。图6中示出了该导热元件75的部分剖面。在下半部分中示出了一个简单的管状的导热元件75，而在上半部分中构造有附加地在轴向上设置的类似于叶轮的导热面76。该导热元件75可与导热元件74类似地例如通过粘接固定在电枢上。

Claims (6)

1.电机，包括一个电枢(40)，该电枢具有用于接收电枢绕组的电枢槽(42)，该电枢无相对转动地支承在一个电枢轴(22)上，在该电枢(40)的至少一个端侧(48)的区域中设置有至少一个导热元件(71；72；73；74，75)，一个通风机转子(60)无相对转动地支承在该电枢轴(22)上，其特征在于，该通风机转子借助于所述至少一个导热元件(71；72；73；74，75)与该电枢(40)导热地连接，其中，该通风机转子(60)与所述导热元件(71；72；73；74，75)构造成一体或者该通风机转子(60)具有凹槽(67)，所述导热元件(71；72；73；74，75)嵌接在所述凹槽中，所述导热元件(71；72；73；74，75)被设置成与该电枢轴(22)径向间隔开。

2.根据权利要求1的电机，其特征在于：该电枢(40)具有凹槽(46)，所述导热元件(71)嵌接在所述凹槽中。

3.根据权利要求1的电机，其特征在于：所述导热元件(72)嵌接在所述电枢槽(42)中。

4.根据权利要求1或2的电机，其特征在于：所述导热元件(71；72；73；74，75)材料锁合地借助于能导热的材料与该电枢(40)相连接。

5.根据权利要求1或2的电机，其特征在于：设置有销或接片的形式的多个导热元件(71；72)。

6.根据权利要求1的电机，其特征在于：所述导热元件(74，75)构造成管状的并且与该电枢(40)的外圆周(49)相连接。

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