CN108028561B

CN108028561B - 具有在冷却系统中的联接器的电机

Info

Publication number: CN108028561B
Application number: CN201680051801.8A
Authority: CN
Inventors: 马蒂亚斯·多夫纳; 塔里克·霍季克; 马蒂亚斯·鲁策尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2036-08-16
Also published as: EP3142225A1; EP3317946B1; CN108028561A; EP3317946A1; WO2017041995A1; US10749389B2; US20180337568A1

Abstract

在具有叠片组(4)的电机(1)中，冷却管(3)处于叠片组(4)中，其中，联接器(30、31、32、40、41、42)连接冷却管(3)，其中第一联接器类型(11)具有T形分支，其中，特别是两个联接器(30、31、32、40、41、42)将两个相邻的冷却管(3)连接在一起。

Description

具有在冷却系统中的联接器的电机

技术领域

本发明涉及一种具有叠片组的电机。为了提高电机的效率，对该电机进行冷却。

背景技术

DE 198 13 160 A1公开了一种用于电机的冷却装置，其具有多个向内突出的定子极，这些定子极沿环周方向如下地布置，即，在两个相邻的定子极之间构造有轴向延伸的空间。绕组卷绕在相应的定子极上。在此，冷却设备如下地布置，即，它们与其相邻的绕组热学形式地接触。

由DE 10 2005 044 832 A1已知一种具有转子和定子的电机，其中，转子具有轴并且通过轴的轴线限定电机的纵向延展，并且其中，电机可借助于冷却回路冷却。冷却回路具有至少一个冷却管，该冷却管基本上在电机的纵向延展内延伸。该冷却回路还具有第一圆形的、不是完全环绕的分配管，该分配管限定了一个平面，其中，电机的纵向延展的轴线基本上是垂直于该平面的。在此，至少一个冷却管可以密封地连接到第一分配管，其中，冷却剂可以流过冷却回路。

发明内容

本发明的目的是简化用于冷却电机的冷却管的应用。

电机的冷却管可以用联接器连接。冷却管例如完全地、部分地或主要地位于电机的叠片组中。例如，将铜管折弯并布置在设置在叠片组中的适合于该铜管的槽或通道中，或者将由铜或其它金属材料制成的合适的标准部件焊接到管上。电机的叠片组例如是电机定子的叠片组或电机转子叠片组。由于联接器是电机冷却装置的一部分，因此这些是用于电机的冷却元件。电机例如是电动机或发电机。电动机例如是同步电机或异步电机。电机也可以是分段的。分段的电机的定子具有部段，这些部段各自具有带有冷却管的叠片组。

在具有叠片组的电机的一个设计方案中，冷却管位于叠片组中。叠片组例如是初级部件或次级部件的叠片组。初级部件例如是定子并且次级部件例如是转子。电机可以是旋转电机或线性电机，并且可以作为发动机或作为发电机运行。冷却管例如由诸如铜、铁、铝、合金的金属或耐热塑料制成。在电机运行期间，冷却液可以流过冷却管。借助于联接器，可以使冷却管彼此连接。因此，可以建立冷却系统或冷却回路。联接器可以由不同的材料制成，或可以具有不同的材料。联接器尤其可以具有与冷却管相同的材料，或者与其不同的材料。例如，塑料的接口可以廉价地制造，并且造型也能够简单地实现。

存在至少一个第一联接器类型的第一联接器，其具有T形分支或T形形状。第一个联接器类型实施为T形的。所以其具有三个开口。为了连接两个冷却管，至少需要两个联接器。尤其地，这两个联接器直接彼此连接并且各自直接与两个冷却管中的一个连接。两个相邻的冷却管因此借助于两个联接器连接或者能够借助于两个联接器连接。

联接器是电机冷却系统的一部分进而是冷却元件。用于连接电机的冷却管的冷却元件可以针对电机的不同的结构尺寸、尤其是不同的直径并且进而不同的曲率来统一使用。利用少数类型的联接器就可以将不同机械结构尺寸的冷却管相互连接。

在电机的一个设计方案中，联接器插装或能插装在冷却管上。在此，冷却管或联接器例如具有密封件，因此没有冷却剂可以流出。

在电机的一个设计方案中，联接器彼此插接或能够彼此插接。在此，例如联接器中的至少一个具有密封件，因此没有冷却剂可以流出。

在电机的一个设计方案中，第一联接器类型具有第一接口、第二接口和第三接口。关于其类型，接口可以实施为相同的或不同的。例如，接口类型是插接连接。其他的连接类型是螺钉连接或法兰。

在电机的一个设计方案中，第一联接器类型具有作为接口的插接连接，特别是仅有插接连接。插接连接具有插入侧和插口侧。因此，第一种联接器类型如下地设计，即，第一接口是插入式接口而第二接口是插口式接口。因此，联接器的插入式接口插入到或者可以插入到另一个联接器的插口式接口中。

作为冷却元件的联接器的第一接口也可以称为第一侧(A侧)并且第二接口称为第二侧(B侧)，其是与第一侧不同的。一个或多个联接器此外可以具第三侧(C侧)，冷却管接合到该第三侧中。例如有密封件处于冷却管和C侧之间。第三侧涉及第三接口。第一接口、第二接口、第三接口形成一种T形形式。

在电机的一个设计方案中，除了第一接口、第二接口之外，联接器还具有第三接口。例如，第三接口是插口式接口。例如，第三接口可以插装到冷却管上。联接器的待插装部分具有插口式接口(例如，其是第三接口)。冷却管对应于插头接口。插口式接口至少部分地包围插头接口。

在电机的一个设计方案中，第二联接器具有第二联接器类型。第二联接器类型具有L形形式。以L形形状可以实现为肘管。肘管或者第二类型的联接器具有两个接口。第二联接器的第一接口例如连接到冷却管，并且第二联接器的第二接口连接到第一类型的联接器。例如，第一接口实施为插口式接口，而第二接口实施为插入式接口。取决于冷却系统、冷却管和不同类型的联接器的设计方案，能够为联接器的各第一接口、第二接口、第三接口和另外的接口相异地选择接口类型(插入式接口/插口式接口)。

在电机的一个设计方案中，第二或另外的联接器类型具有第一接口、第二接口和第三接口。接口可以在类型方面实施为相同的或不同的。接口类型例如是插接连接。另一种连接类型是螺钉连接。

在电机的一个设计方案中，第二或另外的联接器类型仅具有插接连接作为接口。插接连接具有插头侧和插口侧。因此，第二联接器类型或另外的联接器类型可以如下地设计，即，第一接口是插入式接口而第二接口是插口式接口。因此，联接器的插入式接口可以插入到另一个联接器的插口式接口中或者是插入其中的。

不同类型的不同联接器可以在冷却系统的特定位置。该位置尤其是电机的叠片组的端面中的至少一个，其中，该电机尤其是旋转电机。

在电机的一个设计方案中，每个联接器都具有在至少一个冷却管上的直接连接、也就是直接的接口。那么因此，电机的每个联接器例如作为冷却元件或者只是具有A侧或者只是具有B侧但总是具有C侧。C侧用于使联接器直接连接到冷却管上。

在电机的一个设计方案中，其具有第三联接器类型的第三联接器。第三联接器类型具有L形形状。L形形状也可以在这里实现为肘管。肘管具有两个接口并且可以覆盖从0度到360度的角度，其中在此，并不是总可以看出L形形状。例如，第三联接类型的第三联接器的第一接口连接到冷却管，并且第三类型的第三联接器的第二接口连接到第一类型的联接器。与第二类型的联接器不同的是，第三类型的第二联接器在插接连接的情况中具有像在第二类型的联接器的情况中的另外类型的插接连接。如果第二类型的联接器具有插入式接口和插口式接口，则第三类型的联接器具有例如只有插口式接口，反之亦然。对在不同类型的联接器的接口中的插入式接口和插口式接口的选择是按照相应的现有的需求来选中的。

在电机的一个设计方案中，联接器的数量大于或等于冷却管的数量。由于联接器的数量很多，利用较少类型的联接器将所有的冷却管连接是简单的。

在电机的一个设计方案中，该电机具有在叠片组中或叠片组上的齿。于是因此叠片组具有齿。联接器的数量大于或等于叠片组的齿的数量。还可以为每个齿分配有一个冷却管。大量冷却管实现了对叠片组的良好且均匀的冷却。

在电机的一个设计方案中，联接器被插装在一起。联接器在旋转电机中例如形成有环形结构或者甚至仅仅圆弧部段。插接连接在生产中易于使用并且相对于焊接连接来说劳动强度不是那么高。插接连接也可以是浇注成的。浇注也有助于插接连接的密封性。

在电机的一个设计方案中，O形环密封了两个联接器的连接部或联接器与冷却管的连接部。

在电机的一个设计方案中不同的联接器具有不同直径，这些联接器是相同类型的或不同类型的。由此可以调整流量。流量影响电机的不同冷却管的冷却功率。

在电机的一个设计方案中，冷却管和联接器之间的连接部具有密封环和/或止挡垫圈。尤其地，密封环集成在联接器中，这实现了简便的安装。

在电机的一个设计方案中，联接器是浇注成的。利用对联接器的浇注成，例如也可以一起浇注成出绕组头。通过浇注，不仅可以实现联接器彼此之间的附加的密封或者联接器至冷却管的附加的密封，而且该浇注部也可以有助于冷却绕组头。

在用于制造电机的方法中，将用于连接冷却管的联接器插装在叠片组的冷却管上。通过使用插接连接，可以以简单的方式连接冷却管。

借助于该方法，可以制造上述类型的电机或接下来描述的类型的电机。

在该方法的一个设计方案中，针对不同流量将联接器相互连接。由此可以调整冷却功率。因此，冷却功率取决于冷却液的温度。然而，冷却液通过在叠片组中的冷却管流动得越远，冷却液体就越热。

在该方法的一个设计方案中，联接器是浇注成的。在此，根据该方法的另一个设计方案，联接器在它们的插接连接的区域中融合。通过融合，能够实现密封性的安全性的提高。

在该方法的一个设计方案中，电机的定子的绕组头与联接器一起浇注成成浇注成部。该浇注成部可以邻接叠片组，这增加了稳定性。

附图说明

本发明以及本发明的另外的有利设计方案在下面借助在附图中示意性地示出的实施例来更详细地阐释，而并不由此将本发明限制于这些设计方案。图中示出：

图1示出了电机；

图2示出了具有冷却管的叠片组；

图3示出了第一联接器类型的第一联接器；

图4示出了第二联接器类型的第二联接器；

图5示出了第三联接器类型的第三联接器；

图6示出了插装在一起的联接器；

图7以剖面示出了插装在一起的联接器；

图8以剖面示出了插装在一起的联接器的细节图；和

图9以剖面示出了在叠片组中的冷却管。

具体实施方式

图1示出了具有轴2和在叠片组4中的多个冷却管3的电机1。冷却管3经由联接器40、41、42等相互连接并且是电机的冷却系统的一部分。

图2示出电机的具有齿6和多个冷却管3的叠片组4。根据图2的叠片组4是分段式发动机或发电机的一部分。叠片组4具有第一端面7和第二端面8。在端面7和8的区域中，止挡垫圈5位于冷却管3上。在止挡垫圈5上可以安置有联接器，然而其在图2中未示出。图示的具有叠片组4的区段部件也具有组装辅助装置9和10。

能够在冷却管3上插装不同类型的联接器11、12和13，其在图3至5中单独地示出。

图3示出了第一联接器类型11的第一联接器。第一类型的联接器具有第一接口14，该第一接口是插入式接口26。联接器还具有第二接口17，其是插口式接口27。由于插口式接口27的直径大于插入式接口26的直径，所以另外的未示出的联接器的插入式接口26可以插接在插口式接口27中。第一类型11的联接器还具有第三接口20。第三接口20是插口式接口27。冷却管可以插接在该第三接口中，然而在图3中没有示出该冷却管。三个接口14、17和20形成用于冷却液的T形分支。

图4示出了第二联接器类型12的第二联接器。该第二类型12的联接器具有第一接口15，该第一接口15是插口式接口27。该联接器还具有第二接口18，该第二接口18是插入式接口26。插口式接口27设置用于连接到冷却管。如果冷却管具有比联接器的接口更小的直径，则冷却管将是插入式接口。例如，第二类型的第二接口18设置用于连接另外的第一类型的联接器。第二联接器类型12具有L形形状。

图5示出第三联接器类型13的第三联接器。与联接器类型2一样，第三类型的联接器具有两个接口16和19。第三联接器类型13的第一接口16是插口式接口27。这也适用于第三联接器类型13的第二接口19。设置有至少一个插口式接口并且其设置用于连接到冷却管上。第三联接器类型13也具有L形形状。

图6示出了具有多个绕组26、27、28、29的叠片组4。由多个绕组26、27、28、29，在叠片组4的端侧7和8上分别形成有绕组头22。冷却管被引导穿过叠片组4，这在图6中未示出。冷却管通过联接器30、31、32、40、41、42如下地彼此连接，即，冷却液可以被引导穿过这些冷却管。如图6所示，至少两个联接器30、31安装在彼此相邻地布置的铜管上。冷却液经由冷却液接口25向冷却管供应。联接器30是第三联接器类型的(见图5)。联接器31与联接器30连接。联接器31是第1联接器类型的(见图3)。联接器32与联接器31连接。联接器32也是第1联接器类型的。

联接器30、31、32、33、40、41、42是冷却系统的一部分进而是冷却元件。这些冷却元件用于连接电机的冷却管，并且可以统一地用于不同结构尺寸的电机。这尤其涉及不同的直径进而涉及不同的曲率，使得相同尺寸和相同类型的联接器可以用于不同尺寸和不同形状的电机中。

图7与图6类似地示出具有端侧7和8的叠片组4，其中，在图6中未示出绕组。与图6相比，联接器30、31、32在图7中在端侧7以剖切的方式示出。这能够更容易看出联接器一部分是不同类型的。冷却管3伸入到联接器30、31和32中。联接器30是第3类型的。联接器31和32是第1类型的。在冷却液接口中，止挡垫圈5和密封件21插装在冷却管3上。根据图7，至少有两个联接器安装在彼此相邻的铜管3上。在此，两个冷却元件中的一个的B侧接合到另一个冷却元件(联接器)的A侧中。在有冷却介质流动在其中的冷却元件中的空腔是利用至少一个冷却元件相对于在冷却元件的A侧与另一个冷却元件的B侧之间的环境密封的。密封元件、也就是密封件21可以是O形环。密封件21尤其居中布置地位于冷却元件的B侧的端部处的圆化部上。借助于这种圆化部，多个彼此相邻地布置的冷却元件可以在轴线中对齐地布置或者弯曲成直至一确定的曲率地布置，而不会失去对冷却元件的B侧的圆化部中的至少一个冷却元件的密封效果。冷却管3可以由铜或其他任意的合适的材料构成。冷却元件可以由黄铜、注塑材料或任何其他合适的材料制成。对于批量生产来说，出于节约的原因可以由注塑材料制造。布置在冷却元件的B侧的圆化部中的密封件21实现了对用于在使用相同的冷却元件的情况下冷却系统的不同曲率的相邻的冷却元件、也就是联接器的密封。由此实现了成本节约的模块化系统。

图8示出了来自图7的细节图。每个联接器30、31和32具有定向轴线50、51和52。这些轴线不平行地延伸。存在角度偏差，这表明：可以利用联接器形成一个圆形的结构。通过放大图还看出插入式接口26和插口式接口27如何彼此接合。

图9以剖面示出了在叠片组4中的冷却管3。端侧7、8的联接器30和40插装在由铜制成的冷却管3上。这些联接器与另外的联接器31、32或41、42连接。对联接器30和40的密封借助于密封件21来实现。止挡垫圈5用于定位密封件21。

Claims

1.一种具有叠片组(4)的电机(1)，其中，冷却管(3)位于所述叠片组(4)中，其中，联接器(30、31、32、40、41、42)将所述冷却管(3)连接，其中，第一联接器类型(11)具有T形分支，其中，两个所述联接器(30、31、32、40、41、42)将两个相邻的所述冷却管(3)彼此连接，其中，所述第一联接器类型(11)具有第一接口(14)、第二接口(17)和第三接口(20)，其中，所述第一接口(14)为插入式接口(26)，并且所述第二接口(17)为插口式接口(27)，其中，所述第三接口(20)为插口式接口，其特征在于，所述第一联接器类型的两个所述联接器(30、31、32、40、41、42)是直接相互插装在一起的，其中，第一联接器类型(11)的两个联接器(30、31、32、40、41、42)是直接地相互连接的并且各自直接与两个相邻的所述冷却管(3)中的一个连接，为了将两个相邻的所述冷却管(3)与两个所述联接器(30、31、32、40、41、42)连接，其中，第二联接器具有第二联接器类型，其中，联接器(30、31、32、40、41、42)的数量大于或者等于冷却管(3)的数量，其中，所述冷却管(3)和所述联接器(30、31、32、40、41、42)之间的连接部具有密封环(21)和/或止挡垫圈(5)。

2.根据权利要求1所述的电机(1)，所述第二联接器类型(12)具有L形形状。

3.根据权利要求1或2所述的电机(1)，所述电机具有在所述叠片组(4)中的齿(6)，其中，所述联接器(30、31、32、40、41、42)的数量大于或等于所述叠片组(4)的所述齿(6)的数量。

4.根据权利要求1或2所述的电机(1)，其中，O形环(21)对所述联接器(30、31、32、40、41、42)进行密封。

5.根据权利要求3所述的电机(1)，其中，O形环(21)对所述联接器(30、31、32、40、41、42)进行密封。

6.根据权利要求1或2所述的电机(1)，其中，不同的所述联接器(30、31、32、40、41、42)具有不同的直径。

7.根据权利要求5所述的电机(1)，其中，不同的所述联接器(30、31、32、40、41、42)具有不同的直径。

8.根据权利要求1或2所述的电机(1)，其中，所述联接器(30、31、32、40、41、42)是浇注成的。

9.根据权利要求7所述的电机(1)，其中，所述联接器(30、31、32、40、41、42)是浇注成的。

10.一种用于制造电机(1)的方法，其中，在叠片组(4)的冷却管(3)上插装有用于连接所述冷却管(3)的联接器(30、31、32、40、41、42)，其中，制造根据权利要求1至9中任一项所述的电机(1)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，针对不同的流量将所述联接器(30、31、32、40、41、42)彼此连接。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述联接器(30、31、32、40、41、42)是浇注成的。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其中，定子的绕组头(22)是浇注成的。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，定子的绕组头(22)是浇注成的。