CN105191077B - 带有轴承端盖的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机(1，501，601，701)，包括第一轴承端盖(2)，第一部段(3)和转子(4)，其中，转子(4)可转动地支承在第一部段(3)和第一轴承端盖(2)中，并且在轴向方向(70)上沿着转动轴线(105)延伸，其中，第一轴承端盖(2)具有内部的承载装置(21)，轴承容纳部(22)，轴承容纳部在径向方向(71，72)上由内部的承载装置(21)界定，包括了腔(29)的附接法兰(28)，和外部的承载装置(23，24)，外部的承载装置在径向方向(71，72)上连接到内部的承载装置(21)上，并且在腔(29)处具有用于冷却第一部段(3)的穿口(25，26)，其中，腔(29)具有径向的(27)和轴向的开口(30)，还涉及一种用于电机(1，501，601，701)的轴承端盖(2)，该轴承端盖是第一轴承端盖(2)，以及涉及一种电机系列(1，501，601，701)，包括至少一个第一电机(1，601)和至少一个第二电机(501，701)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机和一种用于该电机的轴承端盖。此外，本发明还涉及电机的系列。
背景技术
由DE 89 15 650 U1公知一种电动机，其中，轴承端盖在至少三个彼此分别以90°在圆周处错开的侧面处具有放置脚或放置面。箱式的轴承端盖在三个侧面上有放置面，在一个面或侧面处具有接线箱开口，并且在一侧面或者两个相对置的侧面处有用于安装外界通风器或网格的凹槽。于是，轴承端盖在电机中布置成相互之间扭转四次90°，从而使这两个轴承端盖的接线箱开口相对扭转地位于不同的侧面处。通过使电动机在三个侧面处具有放置面，能够使电动机在位置变化时放置到放置面上，放置面将一个或者多个接线箱引至最佳的位置。在此，通过使这两个轴承端盖一致地构造，能够实现轴承端盖的标准化。
这类电机用于使电能转换到机械能的和反向转换。在从机械能转换成电能时，电机用作发电机。在从电能转换成机械能时，电机用作电动机。电机为此根据对电机的功率要求、电机的规格以及周围条件而具有冷却装置。
因此，例如由WO 2012/159660 A2公知了电机，该电机基于一种平台式方案，这种平台式方案使得任何冷却方式都能够单独地或者组合地实现，例如自有通风或者外界通风、水冷或具有外界通风的水冷，以及单独的附加冷却器。因此根据使用地点和气候要求，能够以简单的方式和方法在效率最佳的情况下使电机与情况相匹配。WO 2012/159660 A2的平台式方案实现了应用耗费较低的轴承端盖，该轴承端盖布置在电机的自承载式壳体的连接部段处。
GB 688 740 A描述了具有一种结构的电动机，这种结构适合作为空气冷却的机器运行，并且易于改造，从而提供冷却气体的循环并且为循环的空气提供水冷却。这种结构可以通过添加或去除比较少的零部件直接匹配于这两种冷却方式。在为循环的空气使用水冷时，由钢板制成的壳体固定在机器的发电机端上，并且类似的壳体固定在机器的电动机端部处，其中，壳体布置在端部元件的外侧上。壳体包含冷却盘管，优选地由散热片式铜管制成的冷却盘管如下地布置，即，使得冷却空气经由铜管流动。冷却盘管的端部部段从用于输入和导走冷却水的壳体延伸出。该壳体还包括隔离壁和引导板。当壳体在电动机-发电机-组的框架的端部上经由端部元件的开口安装时，加热的空气经由开口输出，并且经由冷却盘管引导，从而被冷却盘管冷却。然后，空气又经由开口进入机器。当只希望以空气冷却的模式运行时，就去除所描述的壳体、对大的开口的遮盖部和引导板，并且在大的开口的附近固定圆锥形的引导板。大的开口在框架接口上环绕，位于用于穿透通风气体的中间位置的附近。
因为与电机的实施方式相匹配的冷却对于电机的功率能力很重要，所以重要的是，做出进一步的技术贡献，该技术贡献单独地、替代于已知措施地或者与之组合地实现了提供一种电机，其中，以简单的方式能够更好地实现不同的冷却方式。
发明内容
因此，本发明基于以下目的，提供一种电机，其中，能够以简单的方式更好地实现不同的冷却方式。
根据本发明，该目的通过一种电机来实现。电机包括第一轴承端盖、第一部段和转子。转子能转动地支承在第一部段和第一轴承端盖中并且在轴向方向上沿着转动轴线延伸，其中，第一轴承端盖具有
-内部的承载装置，
-轴承容纳部，该轴承容纳部在径向方向上通过内部的承载装置界定，
-包括腔的附接法兰，以及
-外部的承载装置，外部的承载装置在径向方向上连接到内部的承载装置处，并且在腔处具有用于冷却第一部段的穿口，
其中，腔具有径向的和轴向的开口，其中，轴向开口位于腔的第二轴向端部处，其中，腔在轴向方向上从第一轴向端部延伸至第二轴向端部，并且腔具有在外部的承载装置处的第一轴向端部，其中，腔具有用于冷却电机的穿口，其特征在于，径向开口位于在第一和第二轴向端部之间的附接法兰处，其中，在腔的穿口处布置了用于冷却第一部段的通风器，其中，根据期望的冷却方式，腔的穿口是径向开口，并且轴向开口通过轴向遮盖部气密地封闭，或者腔的穿口是轴向开口，并且径向开口通过径向遮盖部气密地封闭。
根据本发明的电机通过以下方式有利地解决了该目的，即一个和同一个第一轴承端盖通过轴向开口、径向开口、腔和穿口实现了在不同的冷却方式中引导冷却剂有利地穿过外部的承载装置到第一部段中。此外，通过第一轴承端盖以简单的方式更好地实现了电机的有利的构造。电机能够有利地、节省空间地布置在放置位置处。
在电机中的不同冷却方式能够使用气态的或者流动的冷却剂来用于冷却第一部段。在利用气态冷却剂来冷却第一部段时，根据本发明特别有利地使用第一轴承端盖。有利地，气态冷却剂能够简单地是空气，因为不必为此将冷却剂与周围环境隔离。利用流动的冷却剂对第一部段的冷却能够以简单的方式使用根据本发明的电机或根据本发明的轴承端盖的有利构造方式作为基础结构。
轴向开口位于腔的第二轴向端部处，其中，腔在轴向方向上从第一轴向端部延伸至第二轴向端部，并且腔具有在外部的承载装置处的第一轴向端部。径向开口位于在第一和第二轴向端部之间的附接法兰处。因此，气态的冷却剂能够在第一种冷却方式中有利地从轴向开口直接流入到腔中，并且通过外部的承载装置的穿口直接离开腔，并且在第二种冷却方式中有利地从径向开口直接流入到腔中，并且通过外部的承载装置的穿口直接离开腔。
气态的冷却剂能够通过穿口有利地在轴向方向上从腔流入到电机的第一部段中。因此，冷却剂在第一部段中优选的轴向流动方向上已经流入到电机的第一部段中。
当在一种冷却方式中腔的穿口用于利用气态的冷却剂来冷却时，电机的第一部段除了用于第一轴承端盖的开口以外还具有另外的用于冷却的开口。因此，能够有利地以简单的方式在电机的第一部段和第一轴承端盖之外闭合了一个冷却回路，该冷却回路穿过第一轴承端盖和电机的第一部段延伸。
径向方向是垂直于转动轴线或垂直于轴向方向延伸的方向。面的取向通过其投影矢量的取向来表示，投影矢量描述了面在一个平面上的投影，使得开口的被投影的边沿包围了最大的面积。该平面在此具有与投影矢量平行地延伸的法线矢量。因此，例如轴向开口是以下开口，其边沿在轴向方向上投影在具有法线矢量的平面上时在轴向方向上包围了最大面积。径向开口的边沿在径向方向上投影在一个具有法线矢量的平面上时在径向方向上包围了最大的面积。对于轴向的或者径向的面，类似于开口地通过包围了该面的边沿形成被投影的边沿。
第一轴承端盖能够具有以下基本形状的轴向轮廓，该基本形状是有棱角的或者圆形的。有棱角的基本形状实现了以简单的方式在将第一轴承端盖安装在第一部段处时利用径向的开口相对于第一部段定位第一轴承端盖。轴向轮廓通过第一轴承端盖在轴向方向上投影到轴向平面上来形成。
在第一轴承端盖中，内部的承载装置、轴承容纳部、附接法兰和腔能够材料配合地相连。因此，能够以简单的方式更好地实现不同的冷却方式。此外，外部的承载装置的穿口为此能够基于节省空间的、材料配合的连接在第一轴承端盖的高机械稳定性时具有更大的开口横截面，从而更大量的用于冷却的冷却剂能够流入到电机的第一部段中。有利地节省空间地，用于监控和/或保养轴承和/或用于探测测量参量的传感器的保持装置也能够在转子的轴处与第一轴承端盖材料配合地相连，其中，轴通过轴承能转动地支承在第一轴承端盖中。第一轴承端盖能够材料配合地通过切削式制造、例如通过铣切，由一块材料制成，或者通过浇铸法由流动的材料制成。通过浇铸法由流动的材料进行制造以简单的方式实现了以简单的方式成本低廉地、更好地制造第一轴承端盖，作为用于不同的冷却方式的浇铸件。
在根据本发明的电机作为发电机运行时，转子通过机械能置于转动中。通过在转子和定子之间的、经由在与轴向方向相垂直地取向的径向方向上由定子和转子界定的气隙的磁相互作用，能够将机械能转换为电能。电能能够在布置在气隙处的绕组处通过连接耗电件而被提取。绕组在此能够固定在定子处。在根据本发明的电机作为电动机运行时，经由绕组输送电能，并且通过在定子和转子之间的磁相互作用将电能转换为机械能。此时，使转子置于转动中，并且在轴处能够以转动运动的方式将机械能输出到机械消耗件处。绕组在此也能够固定在定子处。
转子具有相应的装置，以便能够经由气隙与定子起到磁相互作用。该装置为此能够具有永磁体和/或绕组。
外部的承载装置的穿口和腔能够与转动轴线对称地在以下区域中延伸，该区域在径向方向上比气隙更加远离转动轴线。因此，冷却剂能够有利地在腔内扩散，并且通过穿口流入到电机的第一部段中，通过电机的用于第一轴承端盖的开口在径向方向上更好地分散以用于冷却。
在根据本发明的电机的其它有利设计方案中，腔具有用于冷却电机的穿口。因此，冷却剂能够有利地流入到腔中，在该处有利地扩散并且有利地穿过外部的承载装置的穿口流入到电机的第一部段中。
在根据本发明的电机的其它有利设计方案中，在腔的穿口处布置了用于冷却第一部段的通风器。因此能够有利地在电机的附近、特别是紧挨着穿口地制造冷却剂的冷却剂流。因此，在冷却剂流入到第一轴承端盖中之前，出现很小的流动损耗。通风器能够有利地包括壳体，在壳体处固定了通风器的所有组件，并且壳体能够固定在第一轴承端盖处，以便以简单的方式改进地实现不同的冷却方式。通风器能够有利地在一个或者多个冷却方式中能够包括驱动装置。通风器能够有利地在一个或者多个冷却方式中不包括驱动装置。因此，根据对于电机的确定的功率能力的所期望的冷却方式在穿口处布置具有或不具有驱动装置的通风器。
在根据本发明的电机的另一个有利设计方案中，腔的穿口是径向开口，并且轴向开口是封闭的。因此通过以下方式能够有利地实现以简单的方式改进的冷却方式，即冷却剂能够穿过径向开口有利地流入到腔中，在该处能够有利地分散地扩散，并且能够不通过轴向开口、而是通过外部的承载装置的穿口离开腔，从而有利地冷却电机的第一部段。
轴向开口能够通过轴向遮盖部封闭、特别是气密地封闭。因此，轴向开口能够根据所期望的冷却方式来封闭。通过封闭的轴向开口泄露的冷却剂对于第一部段的冷却来说是能够忽略不计的量。
轴向遮盖部能够通过可松脱地连接固定在第一轴承端盖处，封闭轴向开口。因此有利地可行的是，为了通过轴向开口启动、保养和维修电机而通过大的开口获得通向电机的组件的入口，以用于监控、保养轴承容纳部中的轴承，或者获得通向用于探测转子的轴上的测量参量的传感器的入口。
轴向遮盖部能够有利地固定在包围了轴向开口的固定接片处，或者固定在布置在轴向开口中的点式固定装置处。有利地，其不仅能够用于固定轴向遮盖部，还能够用于为其他的冷却方式固定通风器。
在包围了径向开口的固定接片处或者布置在径向开口中的点式固定装置处，能够有利地固定径向通风器，径向通风器输送冷却剂流入到径向开口中。
有利地，第一轴承端盖能够在至少三个不同的位置上安装到电机的第一部段处，其中，该位置通过径向开口的取向方向来区别。因此，电机能够有利地、节约空间地匹配于可用的放置位置，因为通过径向开口的取向能够选择径向通风器的安装位置。
在根据本发明的电机的另一种构造方案中，腔的穿口是轴向开口，并且径向开口是封闭的。因此，通过以下方式能够有利地实现以简单的方式改进的冷却方式，即冷却剂能够穿过轴向开口有利地流入到腔中，在该处分散有利地分散地扩散并且能够不通过径向开口、而是通过外部的承载装置离开腔，以便有利地冷却电机的第一部段。
径向开口能够通过径向遮盖部封闭、特别是气密地封闭。因此，径向开口能够根据所期望的冷却方式封闭。通过封闭的径向开口泄露的冷却剂对于第一部段的冷却来说是能够忽略不计的量。
径向遮盖部能够通过可松脱地连接固定在第一轴承端盖处，封闭径向开口。因此有利地可行的是，为了通过轴向开口启动、保养和维修电机而通过大的开口获得通向电机的组件的入口，以用于监控、保养轴承容纳部中的轴承，或者获得通向用于探测转子的轴上的测量参量的传感器的入口。有利地，第一轴承端盖能够在至少三个不同的位置上安装到电机的第一部段处，其中，该位置通过径向开口的取向方向来区别。因此，径向开口的取向对于放置位置能够如下地选择，使得用于监控和/或保养轴承，在轴承容纳部的朝向电机的组件的或者朝向传感器的、特别是用于人员的入口在放置位置处能够使节省空间的。因此，电机能够有利地、节约空间地匹配于可用的放置位置。
径向遮盖部能够有利地固定在包围了径向开口的固定接片处，或者固定在布置在径向开口中的点式固定装置处。有利地，其不仅能够用于固定径向遮盖部，还能够用于为其他的冷却方式固定通风器。
在包围了轴向开口的固定接片处或者布置在轴向开口中的点式固定装置处，能够有利地固定轴向通风器，该通风器输送冷却剂流入到轴向开口中。
根据本发明的轴承端盖具有其它优点，即，具有以下结构，该结构能够以简单的方式大批量地为不同的冷却方式来制造。因此，有利地能够在电机中以简单的方式更好地实现不同的冷却方式。
根据本发明的电机系列具有另一个优点，即，唯一的、根据本发明的轴承端盖能够用于不同冷却方式的电机。特别地，唯一的根据本发明的轴承端盖不仅能够用于利用在轴向方向上流入到电机中的冷却剂的冷却方式，还能够用于利用在径向方向上流入到电机中的冷却剂的冷却方式。因此，以简单的方式能够更好地实现具有不同的冷却方式的电机系列。
因此，根据本发明的电机的设计方案是有利的，其中，轴承容纳部在轴向方向上布置在电机的第一部段和腔之间。因此，有利地以简单的方式改进地在第一种冷却方式和第二种冷却方式中以相同的方式使用腔来用于冷却。因此，气态的冷却剂能够在第一种冷却方式中以第一顺序穿流过轴向开口、腔、外部的承载装置的穿口和电机的第一部段，并且在第二种冷却方式中以第二顺序穿流过径向开口、腔、外部的承载装置的穿口和电机的第一部段。腔因此有利地以第一顺序和第二顺序布置在同一个部位处，使得冷却剂穿过电机的路径在第一冷却方式和第二冷却方式中仅以很小的程度进行区分。这实现了，以简单的方式改进地有利地实现不同的冷却方式。
轴向开口能够有利地越过第一轴承端盖的轴向面延伸直至剩余的固定接片或点式固定装置为止，并且径向开口能够有利地越过第一轴承端盖的径向面延伸直至剩余的固定接片或者点式固定装置为止。这在结合了布置在电机的第一部段和腔之间的轴承容纳部时导致了冷却剂大面积地流入到腔中。因此，以简单的方式改进地实现了不同的冷却方式。
在根据本发明的电机的另一种有利的设计方案中，第一轴承端盖的外壁的内侧在径向方向上界定了腔。因此，腔有利地在第一轴承端盖的轴向轮廓内部具有最大化的延伸。冷却剂能够在轴向轮廓内有利分散地进行扩散，并且在不同的冷却方式中使得以简单的方式改进地冷却电机的第一部段。有利地，在腔处的外壁为此能够具有几乎相同的厚度。
在根据本发明的电机的另一种有利的设计方案中，第一轴承端盖的外壁与第一部段的外边沿齐平。这有利地实现了冷却剂能够大量地从第一轴承端盖流入到第一部段的内部空间中，并且能够在该处直接冷却定子。通过以下方式很少、特别是没有损耗冷却功率，即冷却剂从第一轴承端盖起沿着外边沿的外部流动，外边沿包围了第一部段的内部空间并且能够是壳体。第一部段的内部空间包括了定子和转子。为了在第一轴承端盖和外边沿之间的冷却剂更密封的连接，第一轴承端盖能够在用于第一轴承端盖的开口处具有相应的装置。
在根据本发明的电机的另一种有利的设计方案中，外部的承载装置由撑杆形成，撑杆将外部的承载装置的穿口相互分开。因此，穿口能够在搞机械稳定性时具有大的开口横截面，从而更大量的用于冷却的冷却剂能够流入到电机的第一部段中。撑杆为此有利地在径向方向上延伸。
有利地，撑杆能够在轴向轮廓的侧面处构造为多个薄撑杆。薄在此涉及薄的撑杆在垂直于径向方向和轴向方向的切线方向上的厚度。薄意味着，特别是在多个薄撑杆的情况中，外部的承载装置的穿口在多个薄撑杆中的两个之间在切线方向上具有比多个薄撑杆的厚度更大的延伸。
外部的承载装置有利地能够在第一部位处具有多个薄撑杆，在该部位处，外壁在径向方向上比在其他部位处更接近转动轴线。在第一部位处以简单的方式改进不同的冷却方式，因为冷却剂在第一部位处对定子、特别是对定子的绕组发挥出更好的冷却效果。
在根据本发明的电机的另一种有利的设计方案中，至少一个撑杆在径向方向上朝着轴承容纳部变细。因此，变细的撑杆能够具有固定装置，并且有利地对于以有利的方式改进的冷却方式，将外部的承载装置的相邻穿口分开。此外，通过变细的撑杆分开的穿口在径向方向上朝着轴承容纳部具有比当撑杆不变细时更大的开口横截面。在撑杆变细的情况下，固定装置能够位于撑杆的在径向方向上靠外的区域中。因此，对于以简单的方式改进的冷却方式，外壁能够与外边沿齐平地通过固定装置更好地被固定。
在根据本发明的电机的另一种有利的构造方案中，第一保护罩与内部的承载装置对接。因此，在要求确定的保护方式以便实现防止电机受到外界影响的冷却方式中，内部的承载装置有利地将内部的冷却剂流与外部的冷却剂流分开。外部的冷却剂流有利地通过腔内的冷却剂形成。第一保护罩包围了在第一轴承端盖和定子之间的部段中的内部区域，以便防止定子和转子的绕组受到外界影响。因此，内部的冷却剂流能够穿过定子的通道和转子的通道流动，并且防止外界影响地使得在电机的内部区域中的温度均匀化。内部的冷却剂流有利地部分地沿着内部的承载装置流动，并且能够在该处有利地吸收热量，并且有利地将热量输出给在腔内的外部冷却剂流、也就是冷却剂。有利地，为此外部的承载装置的撑杆在径向方向上在内部的承载装置处作为外肋片和内肋片突起。
由此，一方面有利地实现内部的承载装置从内部的冷却流经由内肋片吸收热量，并且实现内部的承载装置经由外肋片将热量输出到腔内的冷却剂，并且另一方面有利地改进机械稳定性，使得外部的承载装置的穿口对于以简单的方式改进的冷却方式能够具有尽可能大的横截面开口，并且腔也能够尽可能地大。
在根据本发明的电机的另一种有利的设计方案中，在腔的穿口处布置了用于通过热交换器冷却第一部段的模块，并且轴向开口是封闭的。因此通过以下方式能够有利地实现以简单的方式改进的具有利用冷却剂的封闭式冷却回路的冷却方式，即冷却剂能够穿过腔的穿口有利地流入到腔中，并且能够通过外部的承载装置的穿口离开腔，从而有利地冷却电机的第一部段。冷却剂经由电机的第一部段的另一个开口离开电机的第一部段，该开口与第一轴承端盖的穿口相同地取向。通过使冷却剂通过热交换器冷却并且再次有利地穿过腔的穿口流入到腔内的方式，通过另一个开口使得在第一部段内变热的冷却剂进入到模块中。热交换器实现了有利地具有按照相应的防护等级的对电机的内部空间的针对外界影响的保护的对电机的冷却。热交换器能够有利地在具有气态冷却剂的冷却方式中运行，并且能够在具有流动的冷却剂的另一种冷却方式中运行。
模块能够有利地具有布置在腔的穿口处的通风器，该通风器通过模块的包围了热交换器的壳体部分的开口吸取冷却剂，并且输送到腔的穿口中。
腔的穿口能够有利地是第一轴承端盖的径向开口，因为此时模块能够有利地固定在包围了径向开口和另一个开口的固定接片处、或者在布置在径向开口中的点式固定装置处。模块因此能够有利地、节约空间地固定在电机的外表面上，外表面与第一轴承端盖的径向开口的和第一部段的另一个开口的取向相对应。
径向开口能够有利地通过轴向遮盖部封闭、特别是气密地封闭。因此，轴向开口能够根据所期望的冷却方式封闭。通过封闭的轴向开口泄露的冷却剂对于第一部段的冷却来说是能够忽略不计的量。
轴向遮盖部能够通过可松脱地连接固定在第一轴承端盖处，封闭轴向开口。因此有利地可行的是，为了通过轴向开口启动、保养和维修电机而通过大的开口获得通向电机的组件的入口，以用于监控、保养轴承容纳部中的轴承，或者获得通向用于探测转子的轴上的测量参量的传感器的入口。
轴向遮盖部能够有利地布置在包围了轴向开口的固定接片处、或者固定在布置在轴向开口中的点式固定装置处。有利地，其不仅能够用于固定轴向遮盖部，还能够用于为其他的冷却方式固定通风器。
根据本发明的电机的、是第一轴承端盖的轴承端盖的、以及电机系列的有利设计方案有利地通过组合一些或多个所描述的特征来得到。
附图说明
本发明的上述属性，特征和优点以及如何实现这些的方式和方法根据下面结合附图详细阐述的对实施例的说明更加清楚易懂。图中示出：
图1是电机的第一实施例，其中，径向的通风器布置在径向的开口处。
图2是第一轴承端盖的一个实施例的俯视图，
图3是第一轴承端盖的一个实施例的后视图，
图4是第一轴承端盖的一个实施例的前视图，
图5是电机的第二实施例，其中，轴向的通风器布置在轴向开口处。
图6是电机的第三实施例，其中，存在用于通过热交换器进行冷却的模块。
图7是电机的第四实施例，具有第一保护罩。
具体实施方式
图1示出了电机1的第一实施例，其中，径向通风器92布置在径向开口27处。电机1包括第一轴承端盖2、第一部段3和转子4。第一轴承端盖2具有内部的承载装置21，在径向方向71，72上通过内部的承载装置21界定的轴承容纳部22，包括了腔29的附接法兰28，和外部的承载装置23，24，外部的承载装置在径向方向70，71上连接到内部的承载装置21处，并且在腔29处具有用于冷却第一部段3的穿口25，26。腔29具有径向开口27和轴向开口30。
在第一实施例中，转子4在第一部段3中和第一轴承端盖2中可转动地借助轴承、滚动轴承来支承，并且在轴向方向70上沿着转动轴线105延伸。转子4具有固定在轴上的叠片组，轴借助轴承可转动地支承在第一部段3和第一轴承端盖2中。第一部段3具有外边沿34，外边沿在径向方向71，72上基本上形成第一部段3的壳体。外边沿34布置在第一轴承端盖2和另一个位于第一部段3处的轴承端盖之间。转子在第一部段3中通过滚动轴承支承在另一个轴承端盖内。另一个轴承端盖内的滚动轴承的滚动体在图1中没有具体化，但是应该与轴承容纳部22中的滚动轴承一样是滚子，从而在图1至7的实施例中，都通过滚子轴承实现转子4在第一轴承端盖2和另一个轴承端盖中的支承。轴承容纳部22在轴向方向70上布置在第一部段3和腔29之间。轴承通过固定在内部的承载装置21上的轴承盖43保持在轴承容纳部26中。为了监控轴承，在具有内部的承载装置21的保持装置31中固定了轴承温度计36。内部的承载装置也具有转矩支撑件210。第一轴承端盖通过固定元件38固定在第一部段3处。为此，固定元件38与固定装置35和第一部段3的固定装置37共同起作用。
轴向开口30位于腔29的第二轴向端部291处，其中，腔29在轴向方向上从第一轴向端部290延伸至第二轴向端部291，并且腔29具有在外部的承载装置23，24处的第一轴向端部290。径向开口27位于第一轴向端部290和第二轴向端部291之间的附接法兰28处。
在根据第一实施例的电机1中，使用气态的冷却剂作为用于冷却第一部段3的冷却剂。气态的冷却剂是空气。电机1的第一部段3除了用于第一轴承端盖的开口还具有用于冷却的其他开口123。
在包围了径向开口27的固定接片处，固定了径向通风器92，该通风器使冷却剂根据箭头192流入到径向开口27。径向通风器92包括壳体920，在壳体处固定了径向通风器92的所有组件，并且壳体固定在包围着径向开口27的固定接片处。径向通风器92在被称为第二种冷却方式的，根据图1所示的冷却方式中包括驱动装置。轴向遮盖部91封闭了轴向开口30。轴向遮盖部91通过可松脱的连接部固定在第一轴承端盖2处，可松脱的连接包括点式的固定装置90，点式的固定装置布置在轴向开口30内。点式的固定装置90也能够用于为其他的冷却方式固定通风器。
在第二冷却方式中，冷却剂根据箭头192以被称为第二顺序的顺序从在第二种冷却方式中是腔29的穿口的径向开口27直接流入到腔29中，并且直接通过外部承载装置23，24的穿口25，26离开腔29，以便冷却电机1的第一部段3。在第一部段3中，冷却剂根据箭头192至少沿着定子102处的外部通道流动，以便冷却定子102。变热的冷却剂通过其他的开口123离开电机1。
在电机1作为电动机运行时，经由具有绕组头172的绕组输送电能，并且通过在定子102和转子4之间的磁相互作用将电能转换成机械能。在此，使转子4置于转动，并且能够在轴处以转动运动的方式将机械能输送给机械消耗件。绕组固定在定子102的叠片组的槽内。叠片组在轴向方向70上包括层叠的叠片。在外部通道中，冷却剂沿着箭头192流动，外部通道是层叠的叠片中的外圆周处的留空部。
在第一实施例中，电机是异步电机，从而使转子具有短路绕组作为相应的装置，该装置经由气隙106与定子进行磁相互作用。
图2示出了第一轴承端盖2的一个实施例的俯视图。俯视图示出了径向开口的投影，开口的边沿在俯视图的投影中在与径向方向71相反的方向上在具有法线矢量的平面上在径向方向71上包围住最大的面积。轴向开口30延伸超过第一轴承端盖2的轴向面直至遗留的固定接片为止。通过径向的开口27应看到腔29内的转矩支撑件210。
图3示出了第一轴承端盖2的一种实施例的后视图。第一轴承端盖2的外壁33的内侧32在径向方向上71，72上界定了腔29。外壁33在腔29处具有几乎相同的厚度。第一轴承端盖2的外壁33与第一部段3的外边沿34齐平。在图1中，这在纵剖面中仅在具有平行于径向方向71的法线矢量的表面处才看出。然而尽管如此，在这种实施例中，第一轴承端盖2的所有外壁33与第一部段3的外边沿34齐平。为此，例如在图2中，相应的对中装置作为辅助件，用于在第一轴向端部290处位于图3的左上方区域的和图3所示的右上方区域的范围内在第一轴承端盖2和外边沿34之间的冷却剂更密封的连接。在图4中，在第一轴承端盖2的四个倒圆的角部处的对中元件。
第一轴承端盖2具有一个基本形状的轴向轮廓，该基本形状是有棱角的。轴向轮廓通过第一轴承端盖2在轴向方向70上在轴向平面上的投影形成，该轴向平面的法线矢量平行于轴向方向70。
外部的承载装置23，24的穿口25，26和腔29与转动轴线105对称地在径向方向71，72上相比气隙106更加远离转动轴线105的区域内延伸。
外部的承载装置23，24通过撑杆形成，撑杆将外部的承载装置23，24的穿口25，26相互分开。撑杆为此在径向方向71，72上延伸。撑杆在轴向轮廓的侧面处构造成多个薄的撑杆23。“薄”在多个薄的撑杆23中是指，外部的承载装置23，24的穿口26在多个薄的撑杆23中的两个之间在切线方向上具有比多个薄的撑杆23的厚度更大的延伸。外部的承载装置23，24在第一部位处具有多个薄的撑杆23，在该部位处，外壁33在径向方向71，72上相比在其他部位处更接近转动轴线105。
撑杆在基本形状的角部中在径向方向71，72上朝着轴承容纳部22变细。变细的撑杆24具有固定装置35，并且将外部的承载装置23，24的相邻穿口25分开。此外，通过变细的撑杆24分开的穿口25在径向方向71，72上朝着轴承容纳部22具有比在撑杆不变细的情况中更大的开口横截面。固定装置35在撑杆变细时位于撑杆24的在径向方向71，72上靠外的区域内。
在第一轴承端盖2中，内部的承载装置21，轴承容纳部22，附接法兰28和腔29材料配合地相连。用于监控，例如用于轴承温度计36，和/或轴承的保养和/或转矩支撑件210的保持装置与第一轴承端盖2，特别是与内部的承载装置21材料配合地连接。转矩支撑件210用于将用于探测测量参量的传感器固定在转子4的轴处。
第一轴承端盖2是浇铸件，其材料配合地通过浇铸法由流动的材料制成。第一轴承端盖2能够通过第一轴承端盖2的该实施例的根据本发明的设计方案利用浇铸法以简单的方式针对不同的冷却方式成本低廉地、更好地制成。浇铸件是灰口铸铁。此外，第一轴承端盖2在浇铸以后具有良好的可脱模性，使得第一轴承端盖2在浇铸后能够很好地从模具中松脱。在第一轴承端盖2的这种实施例中，点式的固定装置90材料配合地与第一轴承端盖2相连、特别是与附接法兰28相连。浇铸件因此也有利地包括点式的固定装置90。此外，外部的承载装置23，24的撑杆23，24在径向方向71，72上在内部的承载装置21处作为外肋片41和内肋片42。因此，浇铸件也包括外肋片41和内肋片42。内肋片42应在图4中看出，其示出了第一轴承端盖2的这种实施例的前视图。
图5示出了电机501的第二实施例，其中，轴向的通风器93布置在轴向开口30处。
在根据第二实施例的电机501中，使用气态的冷却剂作为用于冷却电机501的第一部段3的冷却剂。气态的冷却剂是空气。电机501的第一部段3除了用于第一轴承端盖的开口以外还具有用于冷却的其他开口123。
在点式的固定装置90处固定了轴向的通风器93，轴向通风器根据箭头193使冷却剂流入到轴向开口30中。在图5中，示例性地为通风器92，93，95，96绘出了通风器92，93，95，96的开口932，用于使冷却剂流入到通风器92，93，95，96中。轴向通风器93包括壳体930，在壳体处固定了轴向通风器93的所有组件，并且该壳体固定在点式的固定装置90处。轴向通风器93在被称为第一冷却方式的、根据图1所示的冷却方式中不具有驱动装置。轴向通风器93与轴104相连，在轴上固定了转子4。因此，电机501在电机501运行时也用作轴向通风器93的驱动装置。在电机运行时，轴104通过在定子102和转子4之间的相互磁作用转动。径向遮盖部94封闭了径向开口27。径向遮盖部94通过可松脱的连接部固定在第一轴承端盖2处，该连接部包括包围了径向开口27的固定接片。固定接片也能够用于固定第二冷却方式的径向通风器92。
在第一冷却方式中，冷却剂根据箭头193以被称为第一顺序的顺序从在第一冷却方式中是腔29的穿口的轴向开口30直接流入到腔29中，并且直接通过外部的承载装置23，24的穿口25，26离开腔29，从而冷却了电机1的第一部段3。在第一部段3中，冷却剂按照箭头192至少沿着在定子102处的外部通道流动，从而冷却了定子102。变热的冷却剂通过另外的开口123离开电机501。
图6示出了电机601的第三实施例，其中存在用于通过热交换器62进行冷却的模块61。
在电机601处，在穿口处布置了用于通过热交换器62冷却电机601的第一部段3的模块61，该穿口是径向开口27，并且轴向开口30通过轴向遮盖部91利用可松脱的连接被封闭。于是，通过以下方式实现了利用具有第一轴承端盖2的封闭的冷却回路的冷却方式，即冷却剂根据箭头194能够通过径向开口27有利地流入到腔29中，在该处能够有利地分散地扩散，并且能够不通过轴向开口30、而是通过外部的承载装置23，24的穿口25，26离开腔29，以便冷却电机601的第一部段3。冷却剂经由电机601的第一部段3的另一个开口623离开电机601的第一部段3，该另一个开口与第一轴承端盖2的径向穿口27在同一个方向上取向。通过另一个开口623使得在第一部段3内变热的冷却剂进入到模块61中，在模块中该冷却剂通过热交换器62被冷却，并且再次有利地通过径向开口27流入到腔29内。热交换器62由多个热交换器元件构成，这些元件固定在平行于轴向的承载架624中。因此，冷却剂能够流动经过热交换器元件，并且将热量输出给热交换器中的流动的冷却剂。热交换器62具有第一接口621，流动的冷却剂经由第一接口流入到热交换器62中，并且具有第二接口622，流动的冷却剂经由第二接口离开热交换器62。
模块61具有布置在径向开口27处的径向的通风器96，该通风器通过模块61的包围了热交换器62的壳体部分的开口吸取冷却剂，并且输送到径向开口27中。径向通风器96具有自有的驱动装置961。
图7示出了具有第一保护罩111的电机701的第四实施例。在电机701中，第一保护罩111与内部的承载装置21对接。于是，内部的承载装置21能够将用箭头表示的内部的冷却剂流124与用箭头表示的外部的冷却剂流分隔开。外部的冷却剂流126通过腔内的冷却剂形成。第一保护罩111包围了在第一轴承端盖2和定子102之间的部段中的内部区域，以便防止定子102的带有绕组头172的绕组和转子4受到外界影响。于是，内部的冷却剂流124能够穿过定子的通道和转子的通道流动，并且在防止了外界影响的情况下使得电机的内部区域中的温度均匀化。为了使内部的冷却剂流124转向，在转子4处存在转向装置125。内部的冷却剂流124部分地沿着内部的承载装置21流动，并且能够在该处吸收热量，并且将热量输出给腔29中的、外部的冷却剂流126。实现了内部的承载装置21经由内肋片42从内部的冷却流124吸收热量，并且实现了经由外肋片41将内部的承载装置21的热量有利地输出给腔29中的、形成了外部的冷却剂流126的冷却剂中。
第一部段3具有在径向方向71，72上基本上形成第一部段3的壳体的外边沿34。外边沿34布置在第一轴承端盖2和另一个轴承端盖之间，该另一个轴承端盖位于第一部段3处。第二保护罩类似于第一保护罩111地包围了在另一个轴承端盖和定子102之间的部段中的内部区域，以便防止定子102的具有绕组头172的绕组和转子4受到外界影响。
冷却剂作为外部的冷却剂流126经由轴向通风器95输送到轴向开口30中。轴向通风器95在其壳体950处具有用于流入外部的冷却剂126的开口952。轴向通风器具有自有的驱动装置951，该驱动装置包括外转子式电动机。驱动装置经由固定的轴线953固定在通风器950的壳体处。在点式的固定装置90处，轴向通风器95经由壳体950来固定，轴向通风器按照箭头193输送冷却剂流入到轴向开口30中。在图5中示例性地为通风器92，93，95，96绘出通风器92，93，95，96的、用于使冷却剂流入到通风器92，93，95，96中的开口932。轴向通风器93包括壳体930，在壳体处固定了轴向通风器93的所有组件，并且该壳体固定在点式的固定装置90处。
在腔29内，用于探测其上固定了转子4的叠片组的轴704处的测量参量的传感器702固定在转矩支撑件210处。传感器702在径向方向71，72上占据比内部的承载装置21更小的空间。因此，传感器702不影响能够以有利的简单方式更好地实现的不同冷却方式。
根据本发明的电机系列的第一实施例包括根据图5所示的第一电机501和根据图1所示的第二电机1。
根据本发明的电机系列的第二实施例包括根据图7所示的第一电机701和根据图1所示的第二电机1。
根据本发明的电机系列的第三实施例包括根据图5所示的第一电机501和根据图6所示的第二电机601。
根据本发明的电机系列的第三实施例包括根据图5所示的第一电机501，根据图7所示的第二电机701，根据图1所示的第三电机1和根据图6所示的第四电机601。
尽管通过优选的实施例在细节上详尽地阐述了本发明，但是本发明不局限于这些公开的实例。本领域技术人员能够从中推导出其他的变体，而不离开本发明的保护范围。因此例如也能够设想，冷却剂、内部的冷却剂流、外部的冷却剂流在与所描述的流动方向相反的方向上流动，即使这样不能实现本发明的所有优点。
Claims (15)
1.一种电机(1，501，601，701)，包括第一轴承端盖(2)，第一部段(3)和转子(4)，其中，所述转子(4)能转动地支承在所述第一部段(3)和所述第一轴承端盖(2)中并且在轴向方向(70)上沿着转动轴线(105)延伸，其中，所述第一轴承端盖(2)具有
-内部的承载装置(21)，
-轴承容纳部(22)，该轴承容纳部在径向方向(71，72)上通过所述内部的承载装置(21)界定，
-包括腔(29)的附接法兰(28)，以及
-外部的承载装置(23，24)，所述外部的承载装置在径向方向(71，72)上连接到所述内部的承载装置(21)处，并且在所述腔(29)处具有用于冷却所述第一部段(3)的第一穿口(25，26)，
其中，所述腔(29)具有径向开口(27)和轴向开口(30)，其中，轴向开口(30)位于所述腔(29)的第二轴向端部(291)处，其中，所述腔(29)在轴向方向(70)上从第一轴向端部(290)延伸至所述第二轴向端部(291)，并且所述腔(29)具有在所述外部的承载装置(23，24)处的所述第一轴向端部(290)，其中，所述腔(29)具有用于冷却所述电机(1，501，601，701)的第二穿口，其特征在于，径向开口(27)位于在第一轴向端部(290)和第二轴向端部(291)之间的附接法兰(28)处，其中，在所述腔(29)的所述第二穿口处布置了用于冷却所述第一部段(3)的通风器(92，93，95)，其中，根据期望的冷却方式，所述腔(29)的所述第二穿口是所述径向开口(27)，并且所述轴向开口(30)通过轴向遮盖部(91)气密地封闭，或者所述腔(29)的所述第二穿口是所述轴向开口(30)，并且所述径向开口(27)通过径向遮盖部(94)气密地封闭。
2.根据权利要求1所述的电机(1，501，601，701)，其中，所述轴承容纳部(22)在轴向方向(70)上布置在所述第一部段(3)和所述腔(29)之间。
3.根据权利要求1或2所述的电机(1，501，601，701)，其中，所述第一轴承端盖(2)的外壁(33)的内侧(32)在径向方向(71，72)上界定了所述腔(29)。
4.根据权利要求3所述的电机(1，501，601，701)，其中，所述第一轴承端盖(2)的所述外壁(33)与所述第一部段(3)的外边沿(34)齐平。
5.根据权利要求1或2所述的电机(1，501，601，701)，其中，所述外部的承载装置(23，24)通过撑杆(23，24)构成，所述撑杆使所述外部的承载装置(23，24)的所述第一穿口(25，26)相互分开。
6.根据权利要求4所述的电机(1，501，601，701)，其中，所述外部的承载装置(23，24)通过撑杆(23，24)构成，所述撑杆使所述外部的承载装置(23，24)的所述第一穿口(25，26)相互分开。
7.根据权利要求5所述的电机(1，501，601，701)，其中，至少一个所述撑杆(24)在径向方向(71，72)上朝着所述轴承容纳部(22)变细。
8.根据权利要求6所述的电机(1，501，601，701)，其中，至少一个所述撑杆(24)在径向方向(71，72)上朝着所述轴承容纳部(22)变细。
9.根据权利要求1或2所述的电机(701)，其中，第一保护罩(111)与所述内部的承载装置(21)对接。
10.根据权利要求8所述的电机(701)，其中，第一保护罩(111)与所述内部的承载装置(21)对接。
11.根据权利要求1或2所述的电机(601)，其中，所述腔(29)的所述第二穿口是所述径向开口(27)，并且所述轴向开口(30)通过轴向遮盖部(91)气密地封闭，其中，在所述腔(29)的所述第二穿口处布置有用于通过热交换器(62)冷却所述第一部段(3)的模块(61)。
12.根据权利要求10所述的电机(601)，其中，所述腔(29)的所述第二穿口是所述径向开口(27)，并且所述轴向开口(30)通过轴向遮盖部(91)气密地封闭，其中，在所述腔(29)的所述第二穿口处布置有用于通过热交换器(62)冷却所述第一部段(3)的模块(61)。
13.一种用于根据权利要求1至12中任一项所述的电机(1，501，601，701)的轴承端盖(2)，其中，所述轴承端盖是所述第一轴承端盖(2)，所述第一轴承端盖具有
-内部的承载装置(21)，
-轴承容纳部(22)，该轴承容纳部在径向方向(71，72)上通过所述内部的承载装置(21)界定，
-包括腔(29)的附接法兰(28)，以及
-外部的承载装置(23，24)，所述外部的承载装置在径向方向(71，72)上连接到所述内部的承载装置(21)处，并且在所述腔(29)处具有用于冷却所述第一部段(3)的第一穿口(25，26)，其中，所述腔(29)具有径向开口(27)和轴向开口(30)，其中，轴向开口(30)位于所述腔(29)的第二轴向端部(291)处，其中，所述腔(29)在轴向方向(70)上从第一轴向端部(290)延伸至所述第二轴向端部(291)，并且所述腔(29)具有在所述外部的承载装置(23，24)处的所述第一轴向端部(290)，其中，所述腔(29)具有用于冷却所述电机(1，501，601，701)的第二穿口，其特征在于，径向开口(27)位于在第一轴向端部(290)和第二轴向端部(291)之间的附接法兰(28)处，其中，根据期望的冷却方式，所述腔(29)的所述第二穿口是所述径向开口(27)，并且所述轴向开口(30)通过轴向遮盖部(91)气密地封闭，或者所述腔(29)的所述第二穿口是所述轴向开口(30)，并且所述径向开口(27)通过径向遮盖部(94)气密地封闭。
14.一种电机系列，包括至少一个第一个根据权利要求1所述的电机(501，701)，其中，腔(29)的第二穿口是轴向开口(30)，并且径向开口(27)通过径向遮盖部(94)气密地封闭，并且包括至少一个第二个根据权利要求1所述的电机(1，601)，其中，腔(29)的第二穿口是径向开口(27)，并且轴向开口(30)是通过轴向遮盖部(91)气密地封闭的。
15.根据权利要求14所述的电机系列，其中，在第二个电机(1，601)中，在所述腔(29)的所述第二穿口处布置了用于通过热交换器(62)冷却第一部段(3)的模块(61)。
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