CN111969749B - 用于电机的冷却组件和电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电机的冷却组件，包括：围绕旋转轴线在轴向上延伸的可旋转支承的转子轴，其具有沿轴向延伸的转子轴外侧和沿轴向在端部侧的第一和第二端面；与转子轴同轴地被支承并且与其不可相对转动地连接的可旋转地支承的空心轴，其具有朝向转子轴外侧的空心轴内侧和与之对置的空心轴外侧，空心轴内侧与转子轴外侧在径向上相间隔布置以形成环形间隙；冷却润滑剂的至少一个冷却通道，其包括空心轴通道、输入通道和排出通道，空心轴通道在空心轴内侧和外侧之间沿轴向延伸，输入通道通入空心轴通道中将冷却润滑剂引导到空心轴通道，排出通道从空心轴通道延伸到环形间隙将流过空心轴通道的冷却润滑剂排出到环形间隙中。本发明还涉及电机和方法。

Description

用于电机的冷却组件和电机

技术领域

本发明涉及一种用于电机的发热的旋转构件的冷却组件，其包括可旋转地支承的转子轴，该转子轴围绕旋转轴线在轴向上延伸，其中转子轴具有沿轴向方向延伸的转子轴外侧以及沿轴向方向在端部侧的第一端面和第二端面。此外，本发明还涉及一种电机和一种用于电机的方法。

背景技术

可绕转子轴旋转地支承的电机具有转子和定子，电机在将电能转换为机械能时会发热，反之亦然。为了提高这种电机的效率并且为了能够以更高的功率驱动电机，必须对其进行冷却。已知的是，这种电机的转子轴被构造为可流入和流过冷却介质的空心轴。其他解决方案设置有一个系统，其中转子轴具有用于冷却的孔。

DE 10 2017207056A1公开了一种电机，其包括定子和与定子有磁作用的转子，其中转子可绕旋转轴线旋转地支承，该电机还包括其上固定有转子的轴，其中该轴构造为空心轴，其中该轴具有构造为挤压型材的区段，并且其中该轴具有第一轴端和第二轴端，作为挤压型材具有至少一个冷却通道，冷却介质可流过该冷却通道。

DE 10 2012203697A1公开了一种电机，特别是异步电机，其包括定子、在电机运行中与定子以磁方式共同作用的可旋转地支承的转子、其上固定有转子且具有轴向孔的轴和流入元件，流入元件延伸到轴向孔中，使得冷却润滑剂、特别是冷却液可从流入元件流入到轴向孔中。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种相对于现有技术有所改进的用于冷却电机的冷却组件和一种具有这种冷却组件的电机以及一种方法。

该目的通过对具有权利要求1所述特征的冷却组件的说明以及对具有权利要求14所述特征的电机的说明来实现。此外，该目的通过对具有权利要求15所述特征的方法的说明来实现。

在从属权利要求中列出了其他有利的措施，其可适当地彼此组合，以实现其他优点。

该目的通过用于电机的发热的旋转构件的冷却组件来实现，该电机包括可旋转地支承的转子轴，其围绕旋转轴线在轴向上延伸，其中转子轴具有沿轴向方向延伸的转子轴外侧以及沿轴向方向在端部侧的第一端面和第二端面，该电机还包括可旋转地支承的空心轴，其与转子轴同轴地被支承并且与转子轴不可相对转动地连接，该空心轴具有朝向转子轴外侧的空心轴内侧和与之对置的空心轴外侧，其中空心轴内侧与转子轴外侧在径向方向上相间隔地布置以形成环形间隙，空心轴还具有至少一个用于冷却润滑剂的冷却通道，其中该至少一个冷却通道包括空心轴通道、输入通道和排出通道，其中空心轴通道在空心轴内侧和空心轴外侧之间沿轴向延伸，并且其中输入通道通向空心轴通道中，以将冷却润滑剂引入空心轴通道，并且其中排出通道从空心轴通道延伸到环形间隙，以使流过空心轴通道的冷却润滑剂流出到环形间隙中。

在此，轴向方向可理解为沿旋转轴线的方向。

在此，空心轴通道优选位于空心轴的中心，优选被设计为空心轴中与旋转轴线同轴设置的圆柱孔或盲孔。在此，空心轴通道被构造用于流过冷却润滑剂。在此，空心轴通道优选被设计为通孔或盲孔。

输入通道以及排出通道分别优选被设计为空心轴中的圆柱形通道。在此，输入通道以及排出通道优选被设计为贯通孔或盲孔。此外，输入通道以及排出通道被构造用于流过冷却润滑剂。此外，输入通道以及排出通道优选被设计为通孔或盲孔。

冷却组件特别是适用于具有发热的转子的电机，该转子与空心轴热连接。此外，电机还可具有定子，其在运行中与转子以磁方式共同作用。在这种电机运行时，转子将旋转并且产生余热。

通过根据本发明的冷却组件可使例如转子中的余热消散，该转子与空心轴不可相对转动地连接。流过冷却通道的冷却润滑剂将余热导离空心轴。由此可使发热的构件冷却。作为冷却润滑剂可使用如水或油的液体冷却润滑剂或如空气的冷却润滑剂，以实现有效的冷却。冷却润滑剂与发热构件邻近可使得通过冷却润滑剂实现非常好的散热性，从而使电机的构件的使用寿命更长。

通过本发明避免了冷却润滑剂与在运行中传导电流的构件部分的接触。进一步避免了冷却润滑剂由于其质量而影响空心轴和转子轴的旋转。这特别是以下情况，即使用冷却液作为冷却润滑剂。此外，即使当电机不运行时，则也可进行冷却。

空心轴通道优选沿轴向方向平行于空心轴外侧延伸。在此，平行意味着受生产条件所限可能出现较小的偏差。由此，例如转子的余热将特别好地耗散。

空心轴优选在其各个端侧处分别利用浮动轴承或利用固定轴承和浮动轴承被支承在壳体中。

在有利的设计方案中，输入通道被设置为朝向第一端面并且排出通道被设置为朝向第二端面。

优选地设置有带分流通道的传感轮，其利用朝向转子轴的第一侧布置在转子轴的第一端面处并且与转子轴不可相对转动地连接，其中传感轮具有与朝向转子轴的第一侧相对置的背离转子轴的第二侧，并且其中在传感轮中设置有用于冷却润滑剂的分流通道，并且其中该分流通道向背离转子轴的第二侧打开。

此外，传感轮优选与空心轴不可相对转动地连接。分流通道例如可借助于孔来制造。由此可从第二侧将冷却润滑剂引入到传感轮中。然后，冷却润滑剂从分流通道分配到优选多个冷却通道上。

传感轮优选沿其外圆周具有不同的轮齿。由此可借助于例如霍尔传感器或感应式传感器和磁体来检测由轮齿引起的磁场变化，从而可提供诸如传感轮或与传感轮不可相对转动地连接的转子轴的转速和转动方向的信息。

优选地设置有旋转刚性的轴承盖，其布置在传感轮的背离转子轴的一侧并且部分地包含该传感轮，其中轴承盖具有沿轴向方向延伸的且与分流通道邻接的贯通部，并且其中设置有特别是套筒的液压连接元件和特别是液压螺栓的液压元件，其中液压连接元件设置在贯通部中，并且液压元件与液压连接元件连接，特别是夹住，使得液压元件通过液压连接元件与分流通道形成流体连接。液压元件特别优选地构造为L形。由此可在轴向方向上连接其他结构元件。因此可使用液压油管路作为例如油管路。

作为替代可设置旋转刚性的轴承盖，其布置在传感轮的背离转子轴的一侧，其中轴承盖具有贯通的L形轴承盖通道，特别是轴承盖孔，其与分流通道流体连接，从而可使得冷却润滑剂通过轴承盖通道流入分流通道中。

为了使冷却润滑剂(例如油)更好地流入，可在轴承盖孔中设置液压螺栓。

由此，冷却润滑剂可通过轴承盖流入分流通道中。优选地设置有环形凹槽，其布置在轴承盖和传感轮之间。在环形凹槽中进一步优选地设置有环形密封部。该密封部防止在传感轮和轴承盖之间的冷却润滑剂溢出。在此，密封部可构造为径向密封部或具有挡板的密封部。

输入通道优选包括第一输入通道区段和与第一输入通道区段紧邻的第二输入通道区段，其中第一输入通道区段从传感轮的分流通道延伸到第二输入通道区段并且第二输入通道区段从第一输入通道区段延伸到空心轴通道，从而可使得冷却润滑剂从分流通道通过第一输入通道区段和第二输入通道区段流入空心轴通道中。

在此，延伸是指第一输入通道区段和第二输入通道区段彼此邻接使得冷却润滑剂可从第一输入通道区段流入第二输入通道区段中。由此可简单地将冷却润滑剂输送到空心轴通道。在此，冷却润滑剂在流过输入通道时就已经吸收例如转子的余热，从而在此处也进行散热。

输入通道优选被设计为穿过传感轮和空心轴的贯通孔，其中该孔在第一相交点与空心轴通道相交，从而可使得冷却润滑剂从输入通道流入空心轴通道中，其中该贯通孔具有密封部，优选为密封塞，从而可避免冷却润滑剂在空心轴外侧溢出。由此，孔在空心轴外壁的附近具有密封部，使得流到输入通道中的全部冷却润滑剂都被导入到空心轴通道中而不会发生冷却润滑剂在空心轴外侧的溢出。由此可实现简单地构造输入通道。作为替代，第二输入通道区段也可实施为盲孔。则可省去密封塞。

由此，第一相交点优选用作偏转部。从而可简单地实现冷却润滑剂的偏转。

输入通道有利地与空心轴通道在第一相交点以钝角相交。由此，通过输入通道流入空心轴通道的冷却润滑剂可形成尽可能无湍流的流动。

排出通道优选被设计为穿过空心轴的贯通孔，其中该孔在第二相交点与空心轴通道相交，从而可使得冷却润滑剂从空心轴通道通过排出通道流入环形间隙中，并且其中贯通孔具有密封部，优选为密封塞，从而可避免冷却润滑剂在空心轴外侧溢出。由此可简单地构造排出通道。作为替代，排出通道也可实施为盲孔。由此可省去密封塞。

因此，优选可通过第二相交点使得冷却润滑剂从空心轴通道流入排出通道，然后流入环形间隙中。由此，第二相交点用作偏转部。从而可实现冷却润滑剂的简单偏转。

在有利的设计方案中，流出通道与空心轴通道在第二相交点以钝角相交。由此，通过空心轴通道流入排出通道的冷却润滑剂可形成尽可能无湍流的流动。

优选地设置有多个冷却通道，其等距离地分布在空心轴的圆周上。在此，多个冷却通道意味着至少两个。由此可实现例如转子的均匀散热。

空心轴外侧优选包括柱形侧面，由此实现在空心轴处同轴支承的发热的构件的良好散热。

在优选的设计方案中，空心轴外侧包括具有多个彼此平行设置的纵向槽的柱形侧面，这些纵向槽沿轴向方向延伸。通过纵向槽得到空心轴的基本上呈星形的形状。由此不仅在空心轴外侧和例如转子之间的接触面产生良好的散热，而且在纵向槽中通过热辐射向冷却润滑剂进行良好的散热。

空心轴通道和/或输入通道和/或排出通道的内侧有利地进行结构化和/或涂层处理。该结构优选为沟槽结构。由此可形成层流。从而避免了可能干扰转子轴和空心轴的转动的湍流。由此可实现更有效的冷却。

在传感轮和轴承盖之间优选地设置有径向凹槽。在该凹槽中进一步优选地设置有密封部，例如径向轴密封圈或密封圈和挡板的组合。因此可防止冷却润滑剂流出。由此可避免冷却润滑剂渗入到例如浮动轴承中或渗透到转子/定子。

在优选的设计方案中，空心轴通道实施为贯通孔，其中该孔在两个端部具有优选为密封塞的密封部来进行密封，以防止冷却润滑剂在端部侧流出。作为替代，该孔可实施为盲孔。由此可省去两个密封塞的其中一个。

冷却润滑剂优选为油。油是特别适合的，因为其可非常好地吸收余热并且同时适合作为非常好的润滑剂。此外油还具有不导电的优点。

优选地设置有壳体和冷却润滑剂底壳，特别是油底壳，其中冷却润滑剂底壳布置在壳体中。为了将冷却润滑剂从冷却润滑剂底壳通过液压管路引到轴承盖和分流通道，在冷却润滑剂管路中优选设置有冷却润滑剂泵，特别是液压泵。作为可选或补充，也可在冷却润滑剂底壳中设置输送泵。

在液压管路内可设置用于对冷却润滑剂进行冷却的热交换器，使得可实现冷却润滑剂的更好的热吸收，从而可使发热的构件更好地散热。

此外设置有回流通道，其在环形间隙和冷却润滑剂底壳之间延伸，以便将冷却润滑剂从环形间隙引回到冷却润滑剂底壳中。

因此冷却润滑剂可再次用于冷却。由此得到闭合的冷却回路。

此外，所述目的通过具有上述冷却组件的电机实现，其中电机包括转子，该转子与空心轴同轴地被支承并且与空心轴不可相对转动地连接。该不可相对转动的连接优选被设计为在转子和空心轴外侧之间的压连接。在运行中，通过该连接将余热导到空心轴，该余热通过在冷却通道中流过的冷却润滑剂耗散。在将冷却润滑剂引入到冷却通道之后，冷却润滑剂会吸收转子的余热。

通过使冷却润滑剂在环形间隙中流动，可省去对突出到环形间隙中的啮合部的单独润滑。

此外，所述目的通过用于冷却上述电机中的转子的方法实现，其包括以下步骤：

–借助于冷却润滑剂管路将冷却润滑剂从冷却润滑剂底壳引导到轴承盖，

–冷却润滑剂通过轴承盖流入到分流通道中，

–并且冷却润滑剂通过分流通道流到至少一个冷却通道，

–冷却润滑剂流入与分流通道流体连接的至少一个冷却通道中并且冷却润滑剂通过至少一个冷却通道流到环形间隙，

–冷却润滑剂流入与至少一个冷却通道流体连接的环形间隙中并且冷却润滑剂通过环形间隙流到回流通道，

–冷却润滑剂流入回流通道中并且冷却润滑剂被引导到与回流通道流体连接的冷却润滑剂底壳。

通过本发明可很好地排走这种电机的余热。由此可使电机以较高的功率运行。因此，诸如浮动轴承的热应力构件可被冷却。由此提高了这些构件的使用寿命。借助于本发明可在不损坏单个构件的情况下冷却电机。此外，可通过更好的余热耗散提高电机的功率。

附图说明

参考附图由以下说明得到本发明的其他特征、特性和优点。其中：

图1示意性地示出了根据本发明的电机的第一设计方案，

图2示意性地示出了本发明的空心轴的第一设计方案，

图3示意性地示出了具有纵向槽的空心轴，

图4示例性地示出了在运行中的根据本发明的电机，

图5示意性地示出了根据本发明的电机的第二设计方案，

图6示意性地示出了根据本发明的电机的第二设计方案，

图7示意性地示出了根据本发明的方法。

具体实施方式

尽管已通过优选实施例详细地说明和描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的示例。本领域技术人员可从中得出变型方案，而不脱离本发明的如由权利要求所定义的保护范围。

图1示出了根据本发明的电机1的第一设计方案。

电机1在壳体6中具有转子轴2，该转子轴围绕旋转轴线D在轴向方向A上延伸。转子轴2沿轴向方向A具有转子轴外侧5、在端部侧的第一端面31和在端部侧的第二端面26。

转子轴1在第一端面31处与传感轮3不可相对转动地连接。传感轮3与旋转轴线D同轴地布置。

传感轮3优选沿其外圆周具有不同的轮齿(未示出)和霍尔传感器或感应式传感器(未示出)。如果带轮齿的传感轮3移动经过附近有磁体的霍尔传感器或感应式传感器(未示出)，则霍尔传感器或感应式传感器可检测由轮齿引起的磁场变化，从而提供关于传感轮3或与传感轮3连接的转子轴2的旋转位置的信息。作为替代，轮齿(未示出)例如可设有标记，该标记可由为此设计的传感器(未示出)检测。

传感轮3与转子轴2力配合地连接。传感轮3利用朝向转子轴的第一侧布置在转子轴2的第一端面20处并且与之不可相对转动地连接。此外，传感轮3具有与朝向转子轴的第一侧对置的背离转子轴的第二侧。

在传感轮3中设置有向背离转子轴的第二侧敞开的用于冷却润滑剂的分流通道37。

由此，分流通道37位于传感轮3中。在此，分流通道37不是贯通地从作为敞口进入侧的背离转子轴的第二侧延伸到传感轮3中。

转子轴2和传感轮3由(旋转)刚性的轴承盖4覆盖。轴承盖4优选具有与转子轴2和传感轮3相对应的支承区域以及用于将轴承盖4与壳体6连接的固定区域，例如借助于螺栓7。在传感轮3旋转和转子轴2旋转时，轴承盖4会吸收力。

此外，轴承盖4具有至少一个用于油的连续的贯通通道35。在此，该贯通通道35沿轴向方向A连续地延伸穿过轴承盖4。贯通通道35特别是被设计为穿过轴承盖4的孔。在此，冷却润滑剂优选为油。

贯通通道35被构造用于油的引导，特别是无流动的引导(层流)。为此，贯通通道可在其内侧具有涂层。这例如可为沿轴向方向A设置的沟槽结构，其可通过孔容易地实施。这种沟槽结构防止了流动中的湍流。

贯通通道35延伸到设置在传感轮3中的分流通道37中。在此，分流通道37不是贯通的。通过贯通通道35，油可流入设置在传感轮3中的分流通道37中。如后文所述，从该处将油分配到各个冷却通道。由此，传感轮3用作油分配部位。

此外设置有环形凹槽8，其在旋转轴线D的方向上位于轴承盖4和传感轮3之间。在环形凹槽8中布置有环形密封部9。也就是说，环形凹槽8在传感轮3和轴承盖4之间沿径向方向R延伸。密封部9例如可包括径向轴密封部或与挡板组合的密封圈。密封部9防止油在传感轮3和轴承盖4之间、即在贯通通道35和分流通道37之间溢出

此外设置有围绕旋转轴线D在轴向方向A上延伸的空心轴11。空心轴与转子轴2同轴地布置。在此，空心轴11具有朝向转子轴2的空心轴内侧12和与空心轴内侧12对置的空心轴外侧13。空心轴内侧12在径向方向R上与空心轴外侧5间隔开。空心轴11在端部侧分别通过轴承、特别是脂润滑的浮动轴承34b和脂润滑的固定轴承34a被支承在壳体6中。

空心轴内侧12与转子轴外侧5通过径向间距构成环形间隙14。

空心轴11或空心轴内侧12至少部分地在轴向方向A上包围传感轮3。然而，空心轴11或空心轴内侧12仅部分地在轴向方向A上包围转子轴2或转子轴外侧5。

在转子轴2的第一端面31处，在转子轴外侧5设置有圆周上的第一传动啮合部15，其中第一传动啮合部15在预设的第一啮合区段上延伸。然而，第一啮合区段在此优选地不延伸到传感轮3。

对应于第一啮合区段，空心轴内侧12具有与第一啮合区段对置的第二啮合区段。对应于第一传动啮合部，在空心轴内侧12上设置有圆周上的第二传动啮合部16，其与第一传动啮合部15处于啮合。通过第一传动啮合部15和第二传动啮合部16使转子轴2和空心轴11抗扭地连接。在朝传感轮3的方向上、即朝第一端面31的方向上沿轴向在传动啮合部15、16的后面在环形间隙14中设置有用于密封的第一密封圈17，优选为第一O型圈，以防止油沿该方向继续流动。由此将防止油从环形间隙14继续流入/流到电机1的其他构件并且防止损坏这些构件。

空心轴11具有带多个空心轴通道18的多个冷却通道，这些空心轴通道在空心轴内侧12和空心轴外侧13之间优选平行于旋转轴线D延伸。在该实施例中，空心轴通道18在轴向方向A上连续地延伸穿过空心轴11。空心轴通道18优选实施为贯通孔。在空心轴通道18的各个端部处分别设置有塞，优选为密封塞19，其防止油在端部侧溢出。空心轴通道18被构造用于油的引导，优选为无流动的引导(层流)。

为此，空心轴通道18可在其内侧实施有沟槽，以防止湍流。这种沟槽结构可通过孔容易地构造。空心轴通道18可均匀地分布在空心轴11的圆周上。

此外，朝向第一端面31分别设置有输入通道20，以用于将油引入到空心轴通道18。这种输入通道20分成第一输入通道区段21和第二输入通道区段22，其彼此紧邻以用于油的流通。第一输入通道区段21在传感轮3中实施为贯通通道，例如孔，并且通向传感轮3的分流通道37，从而油可从分流通道37流入第一输入通道区段21中。第二输入通道区段22构造为从空心轴外侧13到空心轴内侧12的贯通通道。

输入通道20被设计为从空心轴外侧13延伸到分流通道37中的贯通孔。

为了使油尽可能以层流方式流动，输入通道20例如可在其内侧具有涂层或沟槽作为结构。

在此，第二输入通道区段22被设置为使得其在第一相交点S1与空心轴通道18相交，从而油可从分流通道37通过第一输入通道区段21流入第二输入通道区段22中并且从该处通过第一相交点S1流入空心轴通道18中。在朝空心轴外侧13的方向上在第一相交点S1后面，在第二输入通道区段22中设置有密封部，优选为密封塞19b，其防止油朝空心轴外侧13的方向流出。

在朝向轴承盖4的方向上，在传感轮3和空心轴内侧12之间设置有第二密封圈24，优选为O型圈，以便防止油不受控地流出，从而例如保护固定轴承34a或其他构件。同样可使用其他密封圈或密封组件代替O型圈。

每个空心轴通道18都设置有输入通道20。输入通道20和空心轴通道18优选在第一相交点S1处彼此形成钝角α，从而在油流过时不会产生湍流或仅产生微小的湍流。

此外，朝向第二端面26分别设置有排出通道25，以使油从空心轴通道18流出。这种排出通道25从空心轴通道18延伸到环形间隙14。

排出通道25从空心轴外侧13连续地延伸到空心轴内侧12。排出通道25在第二相交点S2与相应的空心轴通道18相交。在朝空心轴外侧13的方向上在第二相交点S2后面，在排出通道25中设置有密封塞19a，其防止油沿该方向流出。排出通道25与空心轴通道18优选形成钝角α，从而在油流过时不会产生湍流或仅产生微小的湍流。

排出通道25通到在转子轴2和空心轴11之间的环形间隙14中，以使油流出到环形间隙14中。

由此，油可从传感轮3通过输入通道20流入空心轴通道18中，穿过空心轴通道18且流入排出通道25中，并且经过排出通道25流入环形间隙14中。排出通道25可被设计为孔并且可在内侧设置有涂层或结构化以形成层流。

此外设置有转子27，其绕旋转轴线D可旋转地支承并且转子与空心轴11借助于压连接件28抗扭地连接。

此外设置有定子(未示出)，其固定在壳体6中并且优选与转子27以磁方式共同作用。

另外，壳体6具有油底壳29。产生压力的油泵(未示出)通过液压管路(未示出)将油从油底壳29输送到轴承盖4并且通过液压螺栓(未示出)输送到贯通通道35中，其中在液压管路(未示出)中可设置滤油器(未示出)。

由此，通过产生压力的油泵(未示出)将油从油底壳29泵吸到轴承盖4和贯通通道35中。油从该处流入分流通道37中，从而形成油分配部位。

油通过分流通道37流入输入通道20中并且从该处继续流入空心轴通道18中。油经过空心轴通道18流到排出通道25，进入且流经该排出通道25。在冷却通道18中油通过转子27的余热而被加热，从而使其冷却。

油通过排出通道25到达在转子轴2和空心轴11之间的环形间隙14中并且沿其流动。油从该处通过回流通道30回到油底壳29中。由此，油可继续用于冷却。

在环形间隙14中，油用于对突出到环形间隙14中的啮合部进行润滑。因此可省去该啮合部的单独润滑。

由此可进行热交换。转子27将其余热的一部分输出给流过的油。通过使油紧邻转子27进行有效的冷却。

通过使油靠近转子27，即使所使用的油量很少也可实现最佳散热。由于作为冷却润滑剂的油量很少，仅导致运动质量以及惯性矩的最小程度的增大。

由此将产生闭合的冷却回路。由此，通过使用油也可对传动啮合部15、16进行润滑，从而在此可省去单独的供油部。

因此可实现闭合冷却回路，其可低成本且简单地被构造。

图2示出了空心轴11的第一设计方案。其具有圆柱形的空心轴内侧12(图1)。此外，空心轴外侧13包括圆柱形的侧面。在空心轴11的端部侧分别设置有固定区段36。

此外，空心轴11具有多个空心轴通道18(图1)，其在此被设置为对称地分布在空心轴11的圆周上。这些空心轴通道在此实施为单个的贯通孔。

空心轴通道18(图1)可在其内侧纵向于油的流动方向、即在轴向上具有壁槽。这些壁槽优选彼此平行地布置并且具有恒定的宽度和高度。此外，作为可选或替代的补充方案，可在空心轴通道18(图1)的内侧设置涂层。由此，可在没有或仅有很小压力损失的情况下实现油的层流。

此外设置有分别在点S2(图1)与空心轴通道18相交的排出通道25和分别在点S2(图1)与空心轴通道18相交的输入通道20，其中排出通道25和输入通道20的内侧可类似于空心轴通道18的内侧构造有沟槽或涂层。在此，排出通道25以及输入通道20实施为孔。

通过空心轴外侧13构造与转子27(图1)的接触面33(图1)。由此，转子27(图1)可将所产生的余热传导给流过的油或流过的冷却润滑剂。由此实现转子27(图1)的有效冷却。

图3以具有纵向槽32的设计方案示出了图2的空心轴11。空心轴11具有圆柱形的空心轴内侧12和空心轴外侧13。空心轴外侧13包括具有彼此平行布置的多个纵向槽32的圆柱形侧面，这些纵向槽沿轴向方向A(图1)延伸。

在此，纵向槽32均匀地分布在空心轴11的圆周上并且具有相同的尺寸，如相同的深度或宽度。通过纵向槽32增大了空心轴11的外表面。在具有纵向槽32的实施方式中，该表面通过纵向槽侧面积而变大。

由此，一方面通过在转子27(图1)和空心轴11之间的直接接触面33(图1)中的散热实现由转子27(图1)的余热向空心轴通道18(图1)中的油的良好散热。另一方面还通过纵向槽32中的热辐射实现由转子27(图1)的余热向空心轴通道18(图1)中的油的良好散热。

为了更好的热传递，纵向槽32可至少部分地填充有导热膏。

图4示出了在运行中的根据本发明的电机1。在此，首先将油从油底壳29通过液压泵(未示出)泵吸到轴承盖4并且泵入贯通通道35中。

然后，油可通过贯通通道35流入设置在传感轮3中的非贯通的分流通道37中并且在此形成油分配部位。从油分配部位将油通过输入通道20泵吸到空心轴通道18中。在该处油通过转子27的余热被加热，从而使转子27冷却。

在流过空心轴通道18之后，油通过排出通道25被引入环形间隙14中并且沿该环形间隙流到端部。然后，油通过回流通道30又被引到油底壳29中。

由此在使用最少油耗量的情况下实现了良好的冷却性能。

图5示出了根据本发明的电机1a的另一设计方案的局部截面图。与上述附图中相同的附图标记表示相同的元件。

在该实施例中，为了进入轴承盖4而设置有直角的L形轴承盖孔23。由此，如果构件在轴向方向A上直接连接到轴承盖4，则例如可简单地设计供油部。轴承盖孔23直接设置在轴承盖4中。

轴承盖孔23从轴承盖4的侧面38延伸到分流通道37并且与之形成流体连接。由此，油可通过油管路被引入到轴承盖孔23中，并且之后通过轴承盖孔23流到分流通道37。由于轴承盖孔23集成在轴承盖4中，因此可在轴承盖4的端面侧布置其他构件。此外，由此可节省轴向方向A上的结构空间。因此可简单地确保油从轴承盖孔23流入分流通道37中。

为了使油管路简单地连接到轴承盖孔23，在轴承盖孔23处设置有连接元件，其在此构造为液压螺栓39，其中该液压螺栓39部分地插入到轴承盖孔23中。为此，轴承盖孔23具有内螺纹并且液压螺栓39具有与之对应的外螺纹。轴承盖孔23可在内螺纹的区域中具有适配的扩大的直径。

图6示出了根据本发明的电机1b的另一设计方案的局部截面图。与上述附图中相同的附图标记表示相同的元件。

轴承盖4具有在轴向方向A上通向分流通道37中的贯通部。该贯通部可实施为沿轴向方向A的圆柱孔，分流通道37与其连接。在该贯通部中设置有特别是套筒的液压连接元件40，以用于与液压元件41连接。该液压元件41优选构造为液压螺栓。

例如为套筒的液压连接元件40特别是力配合连接地插入到贯通部中。

液压元件41与液压连接元件40构成入口，从而油可流入分流通道37中。液压元件41进一步优选地弯曲成L形。由此在轴向方向A上还可在轴承盖4处布置其他构件。液压元件41用作液压管路的偏转部，其在此从油底壳29通向液压螺栓。液压管路被拧紧或以其他方式固定在液压元件41中。由此可简单地使得油从油底壳29偏转到液压元件41中。

通过液压元件41可将油简单地通过液压连接元件40从油底壳29引导到分流通道37。

图7示出了利用根据本发明的冷却组件通过油冷却电机1、1a、1b的方法。

在此，在第一步骤S1中借助于油泵将油从油底壳29(图4)通过油管路泵吸到轴承盖4。

在步骤S2中，油从该处通过轴承盖4流入分流通道37中，并且分配到不同的冷却通道。

在步骤S3中，油沿着冷却通道流动。在此，油吸收转子27(图1)的余热并且随之散热。通过使油靠近转子27(图1)实现了有效的转子冷却。

在步骤S4中，被加热的油从冷却通道流到环形间隙14(图4)并且流入环形间隙14(图4)中。

在步骤S5中，油通过与油底壳29(图4)连接的回流通道30(图4)又流回到油底壳29(图4)中。

由此实现了闭合的油冷却回路。突出到环形间隙14(图4)中的第一传动啮合部15以及第二传动啮合部16同样可被润滑。由此可省去传动啮合部15、16的单独润滑。

因此，总体上可实现更长的使用寿命并且即使在较高的转子温度下也可实现更好的运行。

此外，在闭合回路中还可设置用于油的冷却装置(未示出)，从而可使被加热的油又冷却下来。

附图标记

1、1a、1b 电机

2 转子轴

3 传感轮

4 轴承盖

5 转子轴外侧

6 壳体

7 螺栓

8 环形凹槽

9 密封部

11 空心轴

12 空心轴内侧

13 空心轴外侧

14 环形间隙

15 第一传动啮合部

16 第二传动啮合部

17 第一密封圈

18 空心轴通道

19、19a、19b 密封塞

20 输入通道

21 第一输入通道区段

22 第二输入通道区段

23 轴承盖孔

24 第二密封圈

25 排出通道

26 第二端面

27 转子

28 压连接

29 油底壳

30 回流通道

31 第一端面

32 纵向槽

33 接触面

34a 固定轴承

34b 浮动轴承

35 贯通通道

36 固定区段

37 分流通道

38 侧面

39 液压螺栓

40 液压连接元件

41 液压元件

A 轴向方向

R 径向方向

α 钝角

D 旋转轴线

S1 第一相交点

S2 第二相交点

S 方法步骤

Claims (21)

1.用于电机(1、1a、1b)的发热的旋转构件的冷却组件，其包括：

能旋转地支承的转子轴(2)，该转子轴围绕旋转轴线(D)在轴向方向(A)上延伸，其中所述转子轴(2)具有沿所述轴向方向(A)延伸的转子轴外侧(5)以及沿所述轴向方向(A)在端部侧的第一端面(31)和第二端面(26)，

能旋转地支承的空心轴(11)，所述空心轴与所述转子轴(2)同轴地被支承并且与所述转子轴(2)不可相对转动地连接，该空心轴具有朝向所述转子轴外侧(5)的空心轴内侧(12)和与之对置的空心轴外侧(13)，其中所述空心轴内侧(12)与所述转子轴外侧(5)在径向方向(R)上相间隔地布置以形成环形间隙(14)，

用于冷却润滑剂的至少一个冷却通道，其中所述至少一个冷却通道包括空心轴通道(18)、输入通道(20)和排出通道(25)，

其中所述空心轴通道(18)在所述空心轴内侧(12)和所述空心轴外侧(13)之间沿轴向方向(A)延伸，

并且其中所述输入通道(20)通入到所述空心轴通道(18)中，以便将所述冷却润滑剂引导到所述空心轴通道(18)，

并且其中所述排出通道(25)从所述空心轴通道(18)延伸到所述环形间隙(14)，以便将流过所述空心轴通道(18)的冷却润滑剂排出到所述环形间隙(14)中。

2.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述空心轴通道(18)沿轴向方向(A)平行于所述空心轴外侧(13)延伸。

3.根据权利要求1或2所述的冷却组件，其特征在于，所述输入通道(20)朝向所述第一端面(31)布置并且所述排出通道(25)朝向所述第二端面(26)布置。

4.根据权利要求1或2所述的冷却组件，其特征在于，设置有带分流通道(37)的传感轮(3)，所述传感轮利用朝向转子轴的第一侧布置在所述转子轴(2)的第一端面(31)处并且与之不可相对转动地连接，其中所述传感轮(3)具有与朝向转子轴的所述第一侧相对置的背离转子轴的第二侧，并且其中在所述传感轮(3)中设置有用于所述冷却润滑剂的分流通道(37)，并且其中所述分流通道(37)向背离转子轴的所述第二侧打开。

5.根据权利要求4所述的冷却组件，其特征在于，设置有旋转刚性的用于支承所述传感轮(3)的轴承盖(4)，所述轴承盖布置在所述传感轮(3)的背离转子轴的一侧，其中所述轴承盖(4)具有沿轴向方向(A)延伸的且与所述分流通道(37)邻接的贯通部，并且其中设置有液压连接元件(40)和液压元件(41)，其中所述液压连接元件(40)设置在所述贯通部中，并且其中所述液压元件(41)与所述液压连接元件(40)连接，使得所述液压元件(41)通过所述液压连接元件(40)与所述分流通道(37)形成流体连接。

6.根据权利要求5所述的冷却组件，其特征在于，所述液压连接元件是套筒。

7.根据权利要求5所述的冷却组件，其特征在于，所述液压元件是液压螺栓。

8.根据权利要求5所述的冷却组件，其特征在于，所述液压元件(41)与所述液压连接元件(40)夹住。

9.根据权利要求5所述的冷却组件，其特征在于，所述液压元件(41)构造为L形。

10.根据权利要求4所述的冷却组件，其特征在于，设置有旋转刚性的用于支承所述传感轮(3)的轴承盖(4)，所述轴承盖布置在所述传感轮(3)的背离转子轴的一侧，其中所述轴承盖(4)具有贯通的L形的轴承盖通道，所述轴承盖通道与所述分流通道(37)流体连接，从而能设法使得所述冷却润滑剂经由所述轴承盖通道流入所述分流通道(37)中。

11.根据权利要求10所述的冷却组件，其特征在于，所述轴承盖通道是轴承盖孔(23)。

12.根据权利要求4所述的冷却组件，其特征在于，所述输入通道(20)是穿过所述传感轮(3)和所述空心轴(11)的贯通孔，其中所述孔在第一相交点(S1)与所述空心轴通道(18)相交，从而能使得所述冷却润滑剂从所述输入通道(20)流入到所述空心轴通道(18)中，并且其中所述贯通孔具有密封部，从而能避免冷却润滑剂在所述空心轴外侧(13)处溢出。

13.根据权利要求12所述的冷却组件，其特征在于，所述密封部为第一密封塞(19b)。

14.根据权利要求1或2所述的冷却组件，其特征在于，所述排出通道(25)是穿过所述空心轴(11)的贯通孔，其中所述孔在第二相交点(S2)与所述空心轴通道(18)相交，从而能设法使得所述冷却润滑剂从所述空心轴通道(18)经由所述排出通道(25)流入所述环形间隙(14)中，并且其中所述贯通孔具有密封部，从而能避免冷却润滑剂在所述空心轴外侧(13)处溢出。

15.根据权利要求14所述的冷却组件，其特征在于，所述密封部为第二密封塞(19a)。

16.根据权利要求1或2所述的冷却组件，其特征在于，设置有多个冷却通道，其等距离地分布在所述空心轴(11)的圆周上。

17.根据权利要求1或2所述的冷却组件，其特征在于，所述空心轴外侧(13)包括柱形侧面。

18.根据权利要求17所述的冷却组件，其特征在于，所述柱形侧面包括彼此平行设置的沿所述轴向方向(A)延伸的多个纵向槽(32)。

19.根据权利要求18所述的冷却组件，其特征在于，多个平行的纵向槽(32)均匀地分布在所述空心轴外侧(13)的圆周上。

20.具有根据前述权利要求中任一项所述的冷却组件的电机(1、1a、1b)，其特征在于，设置有转子(27)，其与所述空心轴(11)同轴地被支承并且与所述空心轴(11)不可相对转动地连接。

21.用于在根据权利要求20所述的电机(1、1a、1b)中对转子进行冷却的方法，其特征在于以下步骤：

–借助于冷却润滑剂管路将冷却润滑剂从冷却润滑剂底壳引导到轴承盖(4)，

–所述冷却润滑剂通过所述轴承盖(4)流入到所述分流通道(37)中，并且所述冷却润滑剂流动穿过所述分流通道(37)流到所述至少一个冷却通道，

–所述冷却润滑剂流入到与所述分流通道(37)流体连接的所述至少一个冷却通道中，并且所述冷却润滑剂流动穿过所述至少一个冷却通道流到所述环形间隙(14)，

–所述冷却润滑剂流入到与所述至少一个冷却通道流体连接的所述环形间隙(14)中并且所述冷却润滑剂流动穿过所述环形间隙(14)流到回流通道(30)，

–所述冷却润滑剂流入到所述回流通道(30)中并且所述冷却润滑剂被引导到与所述回流通道(30)流体连接的冷却润滑剂底壳。