CN104160593A - 用于电动机械的转子的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动机械(12)，其具有：定子(16)；转子(18)；轴(20)，所述轴与转子(18)机械地连接；和冷却装置(26)，所述冷却装置布置在轴(20)中，其中轴(20)具有留空部(22)，冷却装置(26)布置在所述留空部中，其中轴(20)设计为可相对于冷却装置(26)转动。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动机械，其具有：定子；转子；轴，所述轴与转子机械地连接；和冷却装置，所述冷却装置布置在轴中。本发明还涉及一种机械设备。
背景技术
在电动机械运行中，在转子中由于欧姆电阻而形成损耗。该损耗导致转子被加热。该损耗热量必须向外引出，因为电动机械中的过高的温度通常导致更低的效率或功率限制。此外，电动机械由于过热而会被损坏。
在根据现有技术的电动机械中，损耗热量的一部分经由马达轴向外流出。在此不利的是：尤其用于支承转子的球形轴承的内环被加热。损耗热量的另一部分经由定子和转子之间的气隙输出给定子组，并且从那里转发给电动机械的壳体。用于改进电动机械的散热的方法已经被熟知。因此，例如在电动机械中应用内冷却循环，以便能够将在转子中形成的热量更好地导出。为了该目的，电动机械的转子可具有相应的孔，空气被引导穿过所述孔。
对此可替代地，也能够直接冷却电动机械的轴。为了该目的，在轴中例如能够设有温差环流器或热管。这种热管或热导管用冷却介质填充。冷却介质由于加热而蒸发。蒸发的冷却介质将其热能输出给相应的冷却体，由此所述冷却介质再次凝结。被冷却的冷凝物在此又沿热源方向在热管的壁上流动。在此，热管或温差环流器抗扭地与电动机械连接。因此，由于离心力而有助于被蒸发的冷却机制沿壁方向运输。当然，在此不利的是，在随轴共同转动的这种冷却装置中必须设有耗费成本的密封件，以便相应地密封冷却装置。
发明内容
因此，本发明的目的在于，指出一种如何能够尤其简单且有效地冷却电动机械的轴的方法。
所述目的通过根据权利要求1的电动机械和通过根据权利要求8的机械设备来实现。本发明的有利的改进形式在从属权利要求中说明。
根据本发明的电动机械包括：定子；转子；轴，所述轴与转子机械地连接；和冷却装置，所述冷却装置布置在轴中，其中轴具有留空部，冷却装置布置在所述留空部中，并且其中轴设计为可相对于冷却装置转动。冷却装置在该情况下这样设计，即，使得其在电动机械运行中不随轴共同转动。换而言之，冷却装置设计为关于轴固定。因此，能够放弃耗费成本的密封件。此外，不需要联接器并且能够以简单的方式确保冷却装置保持持久密封。
在一个实施方式中，留空部设计为孔，所述孔被轴的第一端侧引入到轴中。这种孔能简单地引入到轴中。所述孔尤其居中地引入到轴中。所述孔能够设计为穿通孔。特别地，孔设计为盲孔。在该情况下，冷却装置优选地设计为柱形的或管形的。因此，能够以简单且低成本的方式为电动机械的轴提供相应的冷却装置。
优选地，冷却装置布置在留空部中，使得在冷却装置和留空部之间的中间腔中构成有气隙。在此，冷却装置能够这样布置在轴的留空部中，即，使得沿着冷却装置的周向在冷却装置的外面和留空部之间构成均匀的气隙。通过气隙能够防止冷却装置和马达轴之间的机械连接。留空部和冷却装置在此尤其这样设计，即，使得气隙在轴的径向方向上具有尽可能小的延伸。因此，能够将热量从轴尤其有效地传递到冷却装置上。
在另一设计方案中，电动机械具有轴承装置，利用所述轴承装置直接相对于留空部支承冷却装置。为了实现将冷却装置在轴的留空部中精确地定位，能够在轴的留空部和冷却装置之间设有至少一个轴承装置。为此，冷却装置优选地具有分开的区域，例如呈突起或留空部形式的区域，在所述区域中布置有至少一个轴承装置。轴承装置能够设计为球形轴承、滑动轴承或类似物。因此，能够以简单的方式在电动机械运行中确保冷却装置相对于轴的相应的支撑和引导。
优选地，所述冷却装置设计用于利用冷却介质进行通流。在此，冷却介质能够是空气。同样地，能够应用相应的冷却液体。为了该目的，冷却装置能够与外部的冷却构件或电动机械的冷却构件耦联。因此，能够以尤其简单且有效的方式通过冷却介质运输出从轴传递到冷却装置的热量。
在一个实施方式中，所述冷却装置包括用于输送冷却介质的流入单元和用于引出冷却介质的流出单元，其中流出单元如此布置，即，使得所述流出单元在周向侧包围流入单元。优选地，设计为柱形的或管形的冷却装置包括用于冷却介质的相应的入流口和出流口。为此，冷却装置能够设计为空心柱体，其中在空心柱体的内部中存在同心布置的第二空心柱体，所述空心柱体用作为用于冷却介质的流入单元。同心布置的空心柱体之间的中间腔在该情况下用作为用于冷却介质的流出单元。因此，能够以简单的方式实现用于冷却介质的入流口和出流口。此外，可以实现在冷却装置的完整的外面上的均匀冷却。
优选地，流入单元和流出单元在冷却装置的与轴的与第一端侧相对置的第二端侧相关联的区域上流体地连接。第二端侧尤其与轴的自由端部相关联。通过该连接能够以简单的方式建立相应的冷却循环。为了该目的，能够设有从流入单元到流出单元的相应的穿孔或过渡部，冷却机制能够流动穿过所述穿孔或过渡部。
根据本发明的机械设备包括之前描述的电动机械和冷却构件，其中电动机械的冷却装置与冷却构件的冷却剂循环流体地连接。在此，所述电动机械的冷却装置能够与外部的冷却构件连接，所述外部的冷却构件设计为液体冷却器或空气冷却器。冷却介质的回冷能够在单独的冷却器上进行。优选地，电动机械的冷却装置与冷却构件机械地连接。因此，冷却构件能够以简单的方式与已经存在的冷却构件耦联。当电动机械例如使用在电动车中时，冷却装置能够与电动车的冷却构件连接。同样要考虑的是：冷却装置与电动机械的冷却构件连接。
优选地，冷却构件包括用于在冷却剂循环中使冷却介质运动的泵。通过相应的泵能够以简单的方式运输冷却介质。
在另一设计方案中，冷却构件和冷却装置形成温差环流冷却器。在该实施方式中，由于通过重力引起的密度差异来运输冷却介质。因此，能够尤其节能地冷却机械设备。此外，机械设备的特征在于完全闭合的冷却系统。因此，能够提供具有高的保护类型的电动机械。
之前结合根据本发明的电动机械描述的优点和改进形式能够以相同的方式转用于根据本发明的机械设备中。
附图说明
现在，根据所附的附图详细阐述本发明。在此，附图示出机械设备的剖面侧视图。
具体实施方式
下面详细说明的实施例为本发明的优选的实施方式。
附图示出机械设备10的剖面侧视图。机械设备10包括下面更详细描述的电动机械12和冷却构件14。
机械设备10例如能够布置在电动车中用于驱动一个或多个驱动轮。在此，冷却构件14能够与电动车的冷却循环相关联。冷却构件14也能够与电动机械12的冷却循环相关联。
电动机械12包括定子16和转子18。转子18与轴20机械地连接。在此，轴20包括留空部22。留空部22优选作为孔从轴20的第一端侧24引入到所述轴中。在此，留空部22设计为盲孔，所述盲孔居中地引入到轴20中。
在轴20的留空部22中布置有冷却装置26。冷却装置26在此这样布置在留空部22中，即，使得在留空部22和冷却装置26之间的中间腔中构成有均匀的气隙28。冷却装置26优选地这样设计或布置，即，使得其在转子18的完整的轴向伸展之上延伸。
此外，轴20设计为可相对于冷却装置26转动。为了该目的，冷却装置26能够与冷却构件14机械地连接。同样地，冷却装置26能够与电动机械12的壳体30或壳体30的相应附件连接。
冷却装置26具有突起32，在所述突起和轴20之间布置有轴承装置34。轴承装置34能够设计为球形轴承、滑动轴承或类似物。通过轴承装置34能够在轴20的留空部22中将冷却装置26精确地定位。此外，冷却装置26经由轴承装置34相应地相对于轴20支撑住。
冷却装置26优选地设计为是柱形的或管形的。冷却装置26包括流入单元36和流出单元38。冷却装置26能够设计为是空心柱形的。在所述空心柱的内腔中布置有附加的空心柱或管，其形成流入单元36。在流入单元36的外壁和冷却装置26的内壁之间的中间腔形成流出单元38。为了确保冷却介质流，流入单元36优选地在冷却装置26的与轴20的第二端侧40相关联的区域上与流出单元38流体地连接。
冷却装置26的流入单元36和流出单元38与冷却构件14的冷却剂循环42连接。在此，冷却构件14的冷却剂循环42与附加的冷却器44连接，热量能够经由所述附加的冷却器运输走。
在电动机械12运行中，由于损耗而加热转子18。在转子18中产生的热量传递给轴20。热量从轴20经由气隙28传递给冷却装置26。从转子18到冷却装置26的热流在附图中示意性地通过箭头46示出。运输到冷却装置26中的热能经由流出单元38传递给冷却构件14的冷却剂循环42。在冷却构件14中，通过冷却器44冷却被加热的冷却介质。被冷却的冷却介质从冷却剂循环42流动到冷却装置26的流入单元36中。冷却剂再次从流入单元36流动到流出单元38中，以便运输出在那存在的热量。
Claims (10)
1.一种电动机械(12)，具有
-定子(16)，
-转子(18)和
-轴(20)，所述轴与所述转子(18)机械地连接，其中
-所述轴(20)具有冷却装置(26)，
其特征在于，
-所述轴(20)具有留空部(22)，所述冷却装置(26)至少局部地置入到所述留空部中，其中所述轴(20)设计为能相对于所述冷却装置(26)转动。
2.根据权利要求1所述的电动机械(12)，其特征在于，所述留空部(22)设计为孔，所述孔从所述轴(20)的第一端侧(24)引入到所述轴中。
3.根据权利要求1或2所述的电动机械(12)，其特征在于，所述冷却装置(26)布置在所述留空部(22)中，使得在所述冷却装置(26)和所述留空部(22)之间的中间腔中构成有气隙(28)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电动机械(12)，其特征在于，所述电动机械(12)具有轴承装置(34)，利用所述轴承装置直接相对于所述轴(20)支承所述冷却装置(26)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电动机械(12)，其特征在于，所述冷却装置(26)设计用于利用冷却介质进行通流。
6.根据权利要求5所述的电动机械(12)，其特征在于，所述冷却装置(26)包括用于置入所述冷却介质的流入单元(36)和用于引出所述冷却介质的流出单元(38)，其中所述流出单元(38)布置使得所述流出单元在周向侧包围所述流入单元(36)。
7.根据权利要求6所述的电动机械(12)，其特征在于，所述流入单元(36)和所述流出单元(38)在所述冷却装置(26)的与所述轴(20)的与所述第一端侧(24)相对置的第二端侧(40)相关联的区域上流体地连接。
8.一种机械设备(10)，具有
-根据前述权利要求中任一项所述的电动机械(12)和
-冷却构件(14)，其中
-所述电动机械(12)的所述冷却装置(26)与所述冷却构件(14)的冷却剂循环(42)流体地连接。
9.根据权利要求8所述的机械设备(10)，其特征在于，所述冷却构件(14)包括用于在所述冷却剂循环(42)中使所述冷却介质运动的泵。
10.根据权利要求8所述的机械设备(10)，其特征在于，所述冷却构件(14)和所述冷却装置(26)构成温差环流冷却器。
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