CN103460566A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，具有壳体（1），其中布置有定子（2）并且能绕转轴（4）旋转地支撑有转子（3）。从转轴（4）的方向上看，壳体（1）由前端（5）向后端（6）延伸。壳体在顶侧上在前端∕后端（5，6）附近具有前∕后进气口（7，8）并具有在二者之间的出气口（9）。电机具有前∕后供气件（10，11），借助其在电机运行时在进气口（7，8）吸气并且在出气口（9）排气。在壳体（1）的顶侧上安装附加冷却器（13），其罩形地遮盖进气口（7，8）和出气口（9），以将在出气口（9）排出的空气再次导向进气口（7，8）。附加冷却器（13）包括前/后附加分隔壁（16，17），其布置在出气口（9）与相应的进气口（7，8）之间并从壳体（1）的顶侧向上延伸。空气引导件（22至24，27至29）布置在壳体（1）和∕或附加冷却器（13）中，借助其将在出气口（9）的、朝向相应进气口（7，8）的区域排出的空气至少部分地导向各另一个进气口（8，7）。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机，

-其中电机具有壳体，在该壳体中布置有定子，并且在该壳体中能围绕转轴旋转地支撑有转子，

-其中在转轴的方向上看，壳体由前端向后端延伸，

-其中壳体在顶侧在前端附近具有前进气口，在后端附近具有后进气口并且在二者之间具有出气口，

-其中电机具有前供气件和后供气件，借助它们在电机运行时在前进气口和后进气口吸入空气，并且在出气口排出空气，

-其中在壳体的顶侧上安装有附加冷却器，其理由侧壁和顶盖罩形地遮盖前进气口和后进气口以及出气口，以将在出气口排出的空气再次导向前进气口和后进气口，

-其中附加冷却器包括前附加分隔壁和后附加分隔壁，

-其中前附加分隔壁和后附加分隔壁布置在出气口与前进气口和后进气口之间并且从壳体的顶侧向上延伸。

背景技术

这种电机是普遍已知的。

带有附加冷却器的电机在不同的设计方案中是已知的。这些电机一方面在流经电机的初级空气的路径方面被分成单流电机和双流电机。单流电机在前端附近具有进气口并且在后端附近具有出气口。双流电机-如上所述-在前端和后端附近具有各一个进气口并且在二者之间具有出气口。此外带有附加冷却器的电机在冷却附加冷却器中的初级空气方面被细分为其中用水冷却初级空气的电机和其中用次级空气冷却初级空气的电机。本发明涉及带有附加冷却器的电机，其中用次级空气冷却初级空气。

对于这样的电机在附加冷却器中存在多个平行于转轴串联的管道。该管道向外部打开。从电机在出气口排出的空气（初级空气）环绕该管道流动，并且该管道吸收环流空气中所含的热量。由此在初级空气再次导向电机之前，该管道冷却初级空气。该管道被次级空气穿流并且由此被冷却，因此加热了次级空气。

次级空气的流动方向平行于转轴，也就是说从电机后端向电机前端。基于这种情况，冷却功率在附加冷却器的后端是最大的，次级空气在此处导入管道中。反之冷却效果在前端最小。因此在现有技术中，前进气口输送的初级空气比后进气口输送的初级空气热。在实际中得出温度差为大约20开尔文。

在电机中通过前进气口和通过后进气口输送初级空气时的温差导致的是，电机在前部区域的冷却比在后部区域的冷却差。由于这种情况，由结构决定的电机工作功率常常不能得到充分利用。此外引起电机使用寿命降低。经验规律说明，温度升高10开尔文的结果是电机的使用寿命降低了50%。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种电机，在该电机中前进气口输送的空气和后进气口输送的空气之间的温差至少减小，依据可能性甚至完全被补偿。

该目的通过带有权利要求1的特征的电机来实现。根据本发明的电机的有利设计方案是从属权利要求2至11中的内容。

根据本发明在开始时提到的种类的电机中设计，空气引导件布置在壳体和∕或在附加冷却器中，借助其将在出气口的、朝向前进气口的区域排出的空气至少部分地导向后进气口，并且将在出气口的﹑朝向后进气口的区域排出的空气至少部分地导向前进气口。

对于实现空气引导件例如可能的是，

-横向于转轴地看，前附加分隔壁和后附加分隔壁分别具有至少一个第一区域和第二区域，

-第一区域与附加冷却器的顶盖的间距大于第二区域与附加冷却器的顶盖的间距，并且

-在转轴的方向上看，前附加分隔壁和后附加分隔壁的第一区域与各另一个附加分隔壁的第二区域相对设置。

特别是可以在这种设计方案的情况中提出，空气引导件包括布置在第二区域的上端的区域中的空气引导件，借助其在出气口的、在朝向前进气口和后进气口的区域中排出的空气的至少一部分在各另一个附加分隔壁的、在转轴的方向上看相对设置的第一区域的方向上转向。可替代地和∕或可附加地可能的是，第二区域和∕或布置在第二区域的上端的区域中的空气导向件延伸至附加冷却器的顶盖。通过这种措施可以实现的是，从出气口流出的﹑在两个附加分隔壁之间区域的初级空气有针对性地向一个或另一个附加分隔壁转向。

此外可能的是，空气引导件包括多个布置在附加冷却器中的轴向分隔壁，该轴向分隔壁分别从前附加分隔壁向后附加分隔壁延伸。通过这种措施实现的是，在附加冷却器中可以实现在两个附加分隔壁之间相互分隔开的﹑彼此不混合的空气流。

可替代地或附加地可能的是，

-空气引导件包括布置在壳体中的壳体分隔壁，

-壳体分隔壁布置为使得其将出气口分成第一横截面区域和第二横截面区域，

-通过前进气口吸入的空气在出气口的第一横截面区域中和通过后进气口吸入的空气在出气口的第二横截面区域中从出气口排出，并且

-出气口的第一横截面区域至少部分地布置在出气口的、朝向前进气口的区域中，并且出气口的第二横截面区域至少部分地布置在出气口的、朝向后进气口的区域中。

通过这种措施实现的是，避免电机通过进气口输送的初级空气在壳体内混合。因此两个空气流在出气口的特定位置上进入冷却装置中。

壳体分隔壁可以按照需求来布置。在最简单的情况中可能的是，壳体分隔壁在出气口的区域中基本横向于转轴延伸。在这种情况中实现的是，通过前进气口导向电机的空气在出气口的﹑朝向前进气口的区域完全排出。在这种情况中相似地适用于通过后进气口导向电机的空气。

在特别优选的本发明的设计方案中提出，空气引导件设计为使得其与附加分隔壁一切构成两个互相分隔开的流动通道，即在出气口的、朝向前进气口的区域中从出气口排出的空气和在出气口的、朝向后进气口的区域中从出气口排出的空气被吹入流动通道中的各一个流动通道中，并且吹入流动通道的空气借助相应的流动通道导向各另一个进气口。特别是在垂直方向看，流动通道在用于次级空气的、在附加冷却器中延伸的管道下方相交。

为了实现流动通道例如提出，

-空气引导件包括横向分隔壁，

-横向分隔壁横向于转轴延伸，并且将出气口的、朝向前进气口的区域和出气口的、朝向后进气口的区域彼此分隔开，

-空气引导件在附加分隔壁和横向分隔壁之间包括各一个分隔件，

-在转轴方向上看，分隔件由相应的附加分隔壁向横向分隔壁延伸，并且横向于转轴地看，由附加冷却器的侧壁向侧壁延伸，

-横向于转轴地看，分隔件由下向上反向地分级和∕或形成斜坡，并且

-在垂直方向上看，横向分隔壁在分隔件之间是断开的。

最后说明的设计方案尤其可以结合现有的壳体分隔壁。在这种情况下横向分隔壁的延伸与壳体分隔壁的延伸一致。

附图说明

其他的优点和细节由下面结合附图对实施例的说明得出。在原理示图中示出：

图1示意性的是带有附加冷却器的电机，

图2示意性的是图1的电机的俯视图，

图3示意性的是通过图1的附加冷却器的截面图，

图4示意性的是根据本发明的附加冷却器的透视图，

图5示意性的是类似于图3通过根据本发明的附加冷却器的截面图，

图6示意性的是根据本发明设计的电机的类似于图2的俯视图，

图7示意性的是通过根据本发明的冷却装置的类似于图1的截面图，

图8示意性的是在图7中沿VIII-VIII线的截面图，

图9示意性的是图7的附加冷却器的一部分的透视图，和

图10和图11示意性的是可能的可替代的分隔件的设计。

具体实施方式

根据图1至3，电机具有壳体1。在壳体1中布置有定子2。此外转子3安置在壳体1中。转子3可以绕转轴4旋转。

在转轴4的方向上看，壳体1由前端5向后端6延伸。根据图1的描述，壳体1的前端5是电机的驱动侧的端部，后端6是电机的操作侧的端部。然而这是对本发明并不重要。这同样是可以对换的。

壳体1在顶侧具有前进气口7，后进气口8和出气口9。前进气口布置在前端5的附近，后进气口8布置在后端6的附近。出气口9布置在两个进气口7，8之间。

电机具有前供气件10和后供气件11。借助前供气件10，在电机运行时在前进气口8吸入空气，空气通过电机吹动并且在出气口9排出。以类似的方式，在电机运行时借助后供气件11在后进气口8吸入空气并且在出气口9排出空气。供气件10，11通常设计为通风装置，其同样抗扭地布置在其上抗扭地布置有转子的转子轴12上。可替代地，供气件10，11可以通过转子3自身来实现。

在壳体1的顶侧上安装有附加冷却器13。附加冷却器13根据图1和图3具有侧壁14和顶盖15。附加冷却器13罩状地遮盖前进气口和后进气口7，8以及出气口9。因此在出气口9排出的空气再次导向前进气口和后进气口7，8。

附加冷却器13具有-特别清楚地如图1所示-前附加分隔壁和后附加分隔壁16，17。附加分隔壁16，17根据图1和图3一方面布置在出气口9和前进气口7之间，并且另一方面布置在出气口9与后进气口8之间。附加分隔壁从壳体1的顶侧向上延伸。因此从出气口9排出的空气必须在两个附加分隔壁16，17之间首先向上上升，在其可以通过附加分隔壁16，17离开之前再次向下流向进气口7，8。

此外管道18在冷却装置13中延伸。通过管道18，如图1中箭头A所示，引导次级空气。例如出于此目的可以存在相应的通风件19。

基于次级空气的流动方向-其在上述情况中从后端6指向前端5-次级空气在后端6附近的冷却效果比在前端附近更大。在现有技术中由此导致通过前进气口7导向电机的初级空气和通过后进气口8导向电机的次级空气之间的温度差为大约20开尔文。为了降低并且尽可能完全补偿这个温度差，空气引导件根据本发明布置在壳体1和∕或附加冷却器13中。借助空气引导件-如图1中相应的虚线箭头B所示-造成空气流相交叉。因此在出气口9的、朝向前进气口7的区域排出的空气至少部分地导向后进气口8。以类似的方式，在出气口9的、朝向后进气口8的区域排出的空气至少部分地导向前进气口7。以下结合图4至图11来详细地说明该情况如何实现并且可以如何设计相应的空气引导件，在这些图中为了清楚起见完全地或部分地未一起示出管道18。

根据图4横向于转轴4看，前附加分隔壁和后附加分隔壁16，17分别具有至少一个第一区域20和并且分别具有至少一个第二区域21。第一区域20与附加冷却器13的顶盖15的间距比第二区域21与附加冷却器的顶盖的间距大。特别是第二区域21可以延伸至附加冷却器13的顶盖15，而第一区域20与附加冷却器13的顶盖15间隔开。

根据图4在转轴4的方向上看，两个附加分隔壁16，17的第一区域20分别与另一个附加分隔壁17，16的第二区域21相对设置。在一些情况中，这些设计方案已经足以实现根据本发明的空气引导件。然而空气导向件22通常布置在第二区域21的上端的区域中。借助空气导向件22，其布置在前附加分隔壁16的第二区域21上，在出气口9的、朝向前进气口7的区域中排出的空气的一部分在后附加分隔壁17的、在转轴4的方向上看相对设置的第一区域20的方向上转向。以类似的方式借助空气导向件22，其布置在后附加分隔壁17的第二区域21的上端的区域中，在出气口9的、朝向后进气口8的区域中排出的空气的一部分向在前附加分隔壁16的、在转轴4的方向上看相对设置的第一区域20的方向上转向。

在这种情况中，第二区域21并不延伸至附加冷却器13的顶盖15，优选的是，布置在那里的空气导向件22延伸至附加冷却器13的顶盖15。然而可替代地在此也保留一个间距。

可能的是，空气导向件22使流入到该处的空气直接转向90°。可替代地可能偏转较小的角度，例如大约45°至70°。逐渐转向也是可能的。

根据图4对于设计方案可替代地或附加地可能的是，根据图5空气引导件包括多个布置在冷却装置13中的轴向分隔壁23。在这种情况下根据图5，轴向分隔壁23分别从前附加分隔壁16向后附加分隔壁17延伸。

在另一个设计方案中根据图6，空气引导件包括壳体分隔壁24。壳体分隔壁24，如该名称已经说明地，布置在电机的壳体1中。这个设计方案按需求可单独地或结合图4和／或图5的设计来实现。

壳体分隔壁24这样布置，即其将出气口9分成第一横截面区域和第二横截面区域25，26。通过前进气口7吸入的空气在第一横截面区域25中从出气口9排出。以类似方式，通过后进气口8吸入的空气在第二横截面区域26中从出气口9排出。

在根据图6的设计中，在出气口9的区域中的壳体分隔壁24基本横向于转轴4延伸。因此第一横截面区域25完全地布置在出气口9的、朝向前进气口7的区域中。以类似的方式在图6的设计中，第二横截面区域26完全地布置在出气口9的、朝向后进气口8的区域中。根据图6的设计是特别有益的，即加分隔壁16，17一方面附被分成第一区域和第二区域20，21，空气导向件22存在于第二区域21，并且轴向分隔壁23分别布置在从附加分隔壁16，17的第一区域20到第二区域21的过渡区域中。

图7至图9示出另一个可能的附加冷却器13的设计方案。根据图7至图9，空气引导件27至29这样设计，即与附加分隔壁16，17一起构成两个互相分隔开的流动通道。通过前进气口7导向电机的空气在出气口9的、朝向前进气口7的区域25中从出气口9排出。通过后进气口8导向电机的空气在出气口9的、朝向后进气口8的区域26中从出气口9排出。这尤其适用于在壳体1中相应于图7的描述存在壳体分隔壁24的情况。

在相应的区域25，26中从出气口9排出的空气根据图7至9吹入各一个流动通道中。吹入流动通道中的空气-在图7至9通过相应的、部分虚线的箭头示出-借助相应的流动通道导向各另一个进气口8，7。

为了可以将空气导向各另一个进气口8，7，流动通道必须相交叉。理论上可以自由选择的是，流动通道在哪个高度相交叉。优选地，在附加冷却器13中的流动通道在管道18下方相交叉。为使其更加清楚，在图8中示出最下方一列的管道18。这个设计方案特别具有的优点是，借助分开的构件可以实现空气交叉，该构件布置在电机与附加冷却器13之间。

为了实现流动通道，空气引导件27至29可以包括横向分隔壁27和两个分隔件28，29。

横向分隔壁27横向于转轴4延伸。其将出气口9的、朝向前进气口7的区域25和出气口9的、朝向后进气口8的区域26彼此分隔开。在这种情况下，即在电机的壳体1中存在壳体分隔壁24并且其横向于转轴4延伸，则横向分隔壁27的延伸与壳体分隔壁24的延伸一致。在横向分隔壁27与壳体分隔壁24的可能的间隔应该尽可能小（或者是0）。

分隔件28（前分隔件28）布置在前附加分隔壁16和横向分隔壁27之间。分隔件29（后分隔件28）布置在后附加分隔壁17和横向分隔壁27之间。在转轴4的方向上看，分隔件28，29从相应的附加分隔壁16，17向横向分隔壁27延伸。分隔件28，29与附加分隔壁16，17的、以及与横向分隔壁27的可能的间隔应该尽可能小（或者是0）。横向于转轴4地看，分隔件28，29从附加冷却器13的侧壁14向侧壁14延伸。分隔件28，29到与附加冷却器13的侧壁14的可能的间隔应该尽可能小（或者是0）。

根据图8和图9横向于转轴4地看，分隔件28，29由下向上反向地分级和∕或形成斜坡。可替代地，分隔件28，29-如图10-可以分级或者是-如图11-混合地进行分级和形成斜坡。

在垂直方向上看，横向分隔壁27包括在这样的区域中，在该区域中横向分隔壁在前分隔件28上方并且在后分隔件29上方延伸。同样，在垂直方向看横向分隔壁27包括在这样的区域，在该区域中横向分隔壁在前分隔件28下方并且在后分隔件29下方延伸。在从垂直方向上看位于两个分隔件28，29之间的区域中，横向分隔壁27是断开的。由此从出气口9的区域25，26排出的空气在这个高度区域中转换到各另一侧。

本发明具有许多优点。特别是在相对简单的结构中实现减小、甚至是在一些情况几乎完全消除在电机前端5和后端6之间的温度差。

上述说明只适用于本发明。而相反地，本发明的保护范围应该只通过附加的权利要求来确定。

Claims (11)

1.一种电机，

-其中所述电机具有壳体（1），在所述壳体中布置有定子（2），并且在所述壳体中能围绕转轴（4）旋转地支撑有转子（3），

-其中在所述转轴（4）的方向上看，所述壳体（1）由前端（5）向后端（6）延伸，

-其中所述壳体（1）在顶侧上在所述前端（5）附近具有前进气口（7），在所述后端（6）附近具有后进气口（8）并且在所述前后进气口之间具有出气口（9），

-其中所述电机具有前供气件和后供气件（10，11），借助于所述前供气件和后供气件在所述电机运行时在所述前进气口和所述后进气口（7，8）吸入空气，并且在所述出气口（9）排出空气，

-其中在所述壳体（1）的顶侧上安装有附加冷却器（13），所述附加冷却器利用侧壁（14）和顶盖（15）罩形地遮盖所述前进气口和所述后进气口（7，8）以及所述出气口（9），以将在所述出气口（9）排出的所述空气再次导向所述前进气口和所述后进气口（7，8），

-其中所述附加冷却器（13）包括前附加分隔壁和后附加分隔壁（16，17），

-其中所述前附加分隔壁和所述后附加分隔壁（16，17）布置在所述出气口（9）与所述前进气口和所述后进气口（7，8）之间并且从所述壳体（1）的所述顶侧向上延伸，

-其中在所述壳体（1）和∕或所述附加冷却器（13）中布置有空气引导件（22至24，27至29），借助于所述空气引导件将在所述出气口（9）的、朝向所述前进气口（7）的区域排出的所述空气至少部分地导向所述后进气口（8），并且在所述出气口（9）的、朝向所述后进气口（8）的区域将排出的所述空气至少部分地导向所述前进气口（7）。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

-横向于所述转轴（4）地看，所述前附加分隔壁和后附加分隔壁（16，17）分别具有至少一个第一区域和第二区域（20，21），

-所述第一区域（20）与所述附加冷却器（13）的所述顶盖（15）的间距大于所述第二区域（21）与所述附加冷却器的所述顶盖的间距，并且

-在所述转轴（4）的方向上看，所述前附加分隔壁和后附加分隔壁（16，17）的所述第一区域（20）与各另一个所述附加分隔壁（17，16）的所述第二区域（21）相对设置。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述空气引导件（22至24，27至29）包括布置在所述第二区域（21）的上端的区域中的空气导向件（22），借助于所述空气导向件，所述出气口（9）的、在朝向所述前进气口和后进气口（7，8）的所述区域中排出的所述空气的至少一部分在各另一个所述附加分隔壁（17，16）的、在所述转轴（4）的方向上看相对设置的所述第一区域（20）的方向上转向。

4.根据权利要求2或3所述的电机，其特征在于，所述第二区域（21）和∕或布置在所述第二区域（21）的所述上端的所述区域中的所述空气导向件（22）延伸至所述附加冷却器（13）的所述顶盖（15）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述空气引导件（22至24，27至29）包括多个布置在所述附加冷却器（13）中的轴向分隔壁（23），所述轴向分隔壁分别从所述前附加分隔壁向所述后附加分隔壁（16，17）延伸。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

-所述空气引导件（22至24，27至29）包括布置在所述壳体（1）中的壳体分隔壁（24），

-所述壳体分隔壁（24）布置为使得所述壳体分隔板将所述出气口（9）分成第一横截面区域和第二横截面区域（25，26），

-通过所述前进气口（7）吸入的所述空气在所述出气口（9）的所述第一横截面区域（25）中和通过所述后进气口（8）吸入的所述空气在所述出气口的所述第二横截面区域（26）中从所述出气口（9）排出，并且

-所述出气口（9）的所述第一横截面区域（25）至少部分地布置在所述出气口（9）的、朝向所述前进气口（7）的所述区域中，并且所述出气口（9）的第二横截面区域（26）至少部分地布置在所述出气口（9）的、朝向所述后进气口（8）的所述区域中。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述壳体分隔壁（24）在所述出气口（9）的所述区域中基本横向于所述转轴（4）延伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述空气引导件（22至24，27至29）设计为使得所述空气引导件与所述附加分隔壁（16，17）一起构成两个互相分隔开的流动通道，即在所述出气口（9）的、朝向所述前进气口（7）的所述区域（25）中从所述出气口（9）排出的所述空气和在所述出气口（9）的、朝向所述后进气口（8）的所述区域（26）中从所述出气口（9）排出的所述空气被吹入所述流动通道中的各一个中，并且吹入所述流动通道的所述空气借助相应的所述流动通道导向各另一个所述进气口（8，7）。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，在垂直方向上看，所述流动通道在用于次级空气的、在所述附加冷却器（13）中延伸的管道（18）下方相交。

10.根据权利要求8或9所述的电机，其特征在于，

-所述空气引导件（22至24，27至29）包括横向分隔壁（27），

-所述横向分隔壁（27）横向于所述转轴（4）延伸，并且将所述出气口（9）的、朝向所述前进气口（7）的所述区域（25）和所述出气口（9）、朝向所述后进气口（8）的所述区域（26）彼此分隔开，

-所述空气引导件（22至24，27至29）在所述附加分隔壁（16，17）和所述横向分隔壁（27）之间包括各一个分隔件（28，29），

-在所述转轴（4）的方向上看，所述分隔件（28，29）由相应的所述附加分隔壁（16，17）向所述横向分隔壁（27）延伸，并且横向于所述转轴（4）地看，所述分隔件由所述附加冷却器（13）的所述侧壁（14）向所述侧壁（14）延伸，

-横向于所述转轴（4）地看，所述分隔件（28，29）由下向上反向地分级和∕或形成斜坡，并且

-在垂直方向上看，所述横向分隔壁（27）在所述分隔件（28，29）之间是断开的。

11.根据权利要求7结合权利要求10所述的电机，其特征在于，所述横向分隔壁（27）的所述延伸与所述壳体分隔壁（24）的所述延伸一致。

Images