CN112311150A - 用于冷却电动机器的转子的冷却流体引导装置 - Google Patents

Abstract

提出一种冷却流体引导装置，该冷却流体引导装置用于冷却电动机器的与转子轴连接的转子(1)、具有闭合的冷却流体回路，其中设置有具有至少一条沿外周的冷却流体引导路线(3，4)的冷却流体引导套筒(2)，该冷却流体引导套筒由轴向分开的转子轴接纳以形成闭合的流体回路。此外提出一种具有冷却流体引导装置的电动机器。

Description

用于冷却电动机器的转子的冷却流体引导装置

技术领域

本发明涉及一种冷却流体引导装置，该冷却流体引导装置用于冷却电动机器的转子、具有闭合的冷却流体回路。本发明还涉及一种具有冷却流体引导装置的电动机器。

背景技术

例如从文献DE 10 2017 112 835 A1已知一种电动马达，其中靠近表面的冷却结构围绕该电动马达的转子轴延伸。对电动马达提供的分离式冷却通过沿结构延伸的、扁平的冷却水导管和油导管实现，其中油导管区段式地嵌入较宽的冷却水导管的相应两个邻近的区段之间。已经表明，已知的冷却装置是结构复杂并且昂贵的。

发明内容

本发明的基本目的在于，提出一种用于冷却电动机器的转子的冷却流体引导装置和一种具有所述冷却流体引导装置的电动机器，它们一方面可以实现最佳的冷却，并且另一方面可以结构简单并且成本有效地实现。

这个目的通过专利权利要求1或11的特征实现，其中有利的并且要求保护的改进方案自从属权利要求和说明书以及附图得出。

因此提出一种冷却流体引导装置，所述冷却流体引导装置用于冷却电动机器的与转子轴连接的转子、具有闭合的冷却流体回路。为了提供优化的且成本有效的并且结构简单地实施的冷却，提供有具有至少一条沿外周的冷却流体引导路线的冷却流体引导套筒等，其中冷却流体引导套筒由轴向分开的转子轴接纳以形成闭合的冷却流体回路。

借助提出的冷却流体引导装置，实现结构上特别简单并且成本有效的冷却装置，该冷却装置可以实现最佳地导出转子和转子轴以及定子的绕组头和其他布置在壳体中的部件产生的废热。通过使用具有至少一条冷却流体引导路线的冷却流体引导套筒，有利地仅使用一个额外的部件来实现封闭的冷却流体回路，原因在于通过轴向分开地实施现有的转子轴来实现对冷却流体引导套筒的接纳。

冷却流体引导路线可以以不同的方式在所提出的冷却流体引导装置中实现。例如可以提供蜿蜒的路线等。然而还可容易地设想其他的路线，例如螺旋形等设计的路线。

为了在冷却流体引导套筒中以结构简单的方式实现蜿蜒的路线，提出的是：在周向上分布地布置的、径向地从冷却流体引导套筒的外周伸出的多个引导隔片等是以如下方式布置的，即，使得在冷却流体引导套筒的周向上提供至少所述从冷却流体流入口到冷却流体流出口的蜿蜒的冷却引导路线。通过使用引导隔片等，可以通过引导隔片的对应布置以结构简单的方式实现期望的冷却流体引导路线。

通过以下方式实现特别优化的冷却，即，使得冷却流体引导路线被分成第一冷却流体路线和第二冷却流体路线。为此，引导隔片在共用的冷却流体流入口处以如下方式而定向，即，使得冷却流体流被分成第一冷却流体路线和第二冷却流体路线，其中所述第一冷却流体路线顺时针地、并且所述第二冷却流体路线逆时针地围绕所述周向延伸至相反的、共用的冷却流体流出口。

在所提出的冷却流体引导装置中所提出的轴向分开的转子轴可以以结构不同的方式实现。结构特别简单的实施方式可以提出的是：轴向分开的所述转子轴由第一转子轴元件和第二转子轴元件提供。几乎形成转子轴半部的转子轴元件在轴向侧固定在彼此上，例如通过压紧或通过其他的连接可能性。

为了实现闭合的冷却流体回路，提出的是：冷却流体引导套筒的一个端部由第一转子轴元件接纳，并且冷却流体引导套筒的另一个第二端部由第二转子轴元件接纳。因此，通过这两个转子轴元件的对应连接可以借助由分开的转子轴包围的冷却流体引导套筒实现闭合的冷却流体回路。

因此，除了转子轴的用于将转子中产生的转矩传输到驱动轴上的功能之外，通过转子轴元件实现第二功能，即，借助冷却流体引导套筒实现闭合的冷却流体回路。以这种方式可以节省部件，由此实现结构简单并且成本有效的冷却流体引导装置。

为了以传输转矩的方式进行固定，这些转子轴元件中的一个转子轴元件优选地可以在内部具有特别的实施方式。例如为此可以设有大致环形的、轴向伸出的固定轴颈等，该固定轴颈接纳驱动轴并且因此可以实现与转子轴的固定。还可设想其他固定方式，然而以经表明，这种固定方式不仅结构简单，而且是成本有效的。

在所提出的冷却流体引导装置中，冷却流体供应装置的优选实施方式可以提供的是：冷却流体引导装置被布置在壳体外的壳体侧的冷却流体供应装置供以冷却流体。由于借助转子轴元件可旋转地支承的冷却流体引导套筒可以与壳体侧的冷却流体供应装置不同地旋转，因此冷却流体回路可以藉由回转接头在流动意义上连接。

本发明的另一方面提出，要求保护一种具有上述冷却流体引导装置的电动机器，由此获得上述优点和另外的优点。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。在附图中：

图1示出电动机器中的根据本发明的冷却流体引导装置的局部剖开的视图；

图2示出冷却流体引导装置的冷却流体引导套筒的单独部件视图，该冷却流体引导套筒具有导入冷却流体的蜿蜒的冷却流体引导路线；

图3从另一个视角示出冷却流体引导装置的冷却流体引导套筒的单独部件视图，该冷却流体引导套筒具有导出冷却流体的蜿蜒的冷却流体引导路线；

图4示出轴向分开的转子轴的第一转子轴元件的三维的单独部件视图；

图5示出第一转子轴元件的剖开的视图；

图6示出轴向分开的转子轴的第二转子轴元件的三维视图；并且

图7示出第二转子轴元件的剖开的视图。

具体实施方式

在图1至图7中展示了示例性地在电动机器中的根据本发明的冷却流体引导装置的示例性展示的实施变体。优选地，水或水-乙二醇混合物或还有其他的流体(例如油)可以用作冷却流体。

用于冷却电动机器的与轴向分开的转子轴连接的转子1和定子17的冷却流体引导装置包括闭合的冷却流体回路，该冷却流体回路被冷却流体供应装置供以冷却流体。为了实现特别优化的冷却并且此外实现结构简单并且成本有效的冷却流体引导装置，提出的是：设置有具有至少一条沿冷却流体引导套筒2的外周的冷却流体引导路线3、4的冷却流体引导套筒2，其中冷却流体引导套筒2由轴向分开的转子轴接纳以形成闭合的冷却流体回路。

冷却流体引导套筒2具有示例性地蜿蜒的路线作为冷却流体引导路线3、4。这些路线通过在周向上分布地布置的、径向地从冷却流体引导套筒2的外周伸出的多个引导隔片5来实现，其中引导隔片5是以如下方式布置的，即，通过引导隔片5的布置，冷却流体引导路线3、4能够在共用的冷却流体流入口6处分成第一冷却流体引导路线3和第二冷却流体引导路线4。第一冷却流体引导路线3顺时针地围绕冷却流体引导套筒2的周向延伸至相反的、共用的冷却流体流出口7。

通过引导隔片5的布置，第二冷却流体引导路线4逆时针地围绕冷却流体引导套筒2的周向延伸至相反的、共用的冷却流体流出口7。这通过根据图2和图3的单独部件视图中的箭头指出。

如在图1和图4至图7中可看到的，轴向分开的转子轴是由几乎作为第一转子轴半部的第一转子轴元件8和作为第二转子轴半部的第二转子轴元件9实现的。第一转子轴元件8和第二转子轴元件9在轴向侧相互连接，例如通过压紧等。为了形成闭合的冷却流体回路，第一转子轴元件8接纳冷却流体引导套筒2的第一端部，并且第二转子轴元件9接纳冷却流体引导套筒2的第二端部。

如尤其从根据图4至图7的单独部件视图可看到的，第一转子轴元件8和第二转子轴元件9各自实施为套筒形的。第一转子轴元件8和第二转子轴元件9各自具有较小的内直径10、10A以用于接纳驱动轴11，并且具有较大的内直径12、12A以用于接纳冷却流体引导套筒2的各自所分配的端部。

如尤其从根据图7的单独部件视图可看到的，第二转子轴元件9的较小的内直径10A是由环形的、轴向伸出的固定轴颈13提供的，该固定轴颈用于以传输转矩的方式与驱动轴11固定。以这种方式，不仅冷却流体引导套筒2的所分配的端部、而且还有驱动轴11都被可靠地固定在第二转子轴元件9上并且因此被可靠地固定在整个转子1上。

如从根据图1的剖开的视图可看到的，第二转子轴元件9具有与冷却流体引导套筒2的冷却流体流入口6在流动意义上连接的冷却流体流入通道14。此外，提供有与冷却流体引导套筒2的相反地布置的冷却流体流出口7在流动意义上连接的冷却流体流出通道15。冷却流体流入通道14和冷却流体流出通道15以及还有冷却流体流入口6和冷却流体流出口7是在第二转子轴元件9的周向上相反地布置的。

此外，从根据图1的截面图示得出：在所提出的冷却流体引导装置中，具有转子1的轴向分开的转子轴或转子轴元件8、9和冷却流体引导套筒2以及驱动轴11是彼此共轴地布置的。

在示例性展示的实施变体中，闭合的冷却流体回路藉由位置固定的、位于壳体外部的冷却流体供应装置在流动意义上被供应。为此提出的是：第二转子轴元件9的冷却流体流入通道14和冷却流体流出通道15藉由共用的回转接头16与冷却流体供应回路在流动意义上连接。

附图标记清单

1 转子

2 冷却流体引导套筒

3 第一冷却流体引导路线

4 第二冷却流体引导路线

5 引导隔片

6 冷却流体流入

7 冷却流体流出

8 第一转子轴元件

9 第二转子轴元件

10，10A 较小的内直径

11 驱动轴

12，12A 较大的内直径

13 固定轴颈

14 冷却流体流入通道

15 冷却流体流出通道

16 回转接头

17 定子

Claims (11)

1.一种冷却流体引导装置，所述冷却流体引导装置用于冷却电动机器的与转子轴连接的转子(1)、具有闭合的冷却流体回路，其特征在于，设置有具有至少一条沿外周的冷却流体引导路线(3，4)的冷却流体引导套筒(2)，所述冷却流体引导套筒由轴向分开的转子轴接纳以形成所述闭合的流体回路。

2.根据权利要求1所述的冷却流体引导装置，其特征在于，所述冷却流体引导套筒(2)具有蜿蜒的路线作为冷却流体引导路线(3，4)。

3.根据权利要求1或2所述的冷却流体引导装置，其特征在于，在周向上分布地布置的、径向地从所述冷却流体引导套筒(2)的外周伸出的多个引导隔片(5)是以如下方式布置的，即，使得在所述冷却流体引导套筒(2)的周向上提供至少一条从所述冷却流体流入口(6)到所述冷却流体流出口(7)的冷却流体引导路线(3，4)。

4.根据权利要求3所述的冷却流体引导装置，其特征在于，通过所述引导隔片(5)的布置，所述冷却流体引导路线(3，4)能够在共用的冷却流体流入口(6)处分成第一冷却流体引导路线(3)和第二冷却流体引导路线(4)，其中所述第一冷却流体引导路线(3)顺时针地、并且所述第二冷却流体引导路线(4)逆时针地围绕所述周向延伸至相反的、共用的冷却流体流出口(7)。

5.根据权利要求1、2、4之一所述的冷却流体引导装置，其特征在于，轴向分开的所述转子轴是由第一转子轴元件(8)和第二转子轴元件(9)提供的。

6.根据权利要求5所述的冷却流体引导装置，其特征在于，所述第一转子轴元件(8)接纳所述冷却流体引导套筒(2)的一个端部，并且所述第二转子轴元件(9)接纳所述冷却流体引导套筒(2)的第二端部。

7.根据权利要求5所述的冷却流体引导装置，其特征在于，所述第一转子轴元件(8)和所述第二转子轴元件(9)各自实施为套筒形的，其中设有较小的内直径(10，10A)以用于接纳驱动轴(11)，并且设有较大的内直径(12，12A)以用于接纳所述冷却流体引导套筒(2)的各自所分配的端部。

8.根据权利要求7所述的冷却流体引导装置，其特征在于，所述第二转子轴元件(9)的所述较小的内直径(10A)是由环形的、轴向伸出的固定轴颈(13)提供的，所述固定轴颈用于以传输转矩的方式与所述驱动轴(11)固定。

9.根据权利要求5所述的冷却流体引导装置，其特征在于，所述第二转子轴元件(9)具有与所述冷却流体引导套筒(2)的冷却流体流入口(6)在流动意义上连接的冷却流体流入通道(14)和与所述冷却流体引导套筒(2)的冷却流体流出口(7)在流动意义上连接的冷却流体流出通道(15)，其中所述冷却流体流入通道(14)和所述冷却流体流出通道(15)是在所述第二转子轴元件(9)的周向上相反地布置的。

10.根据权利要求9所述的冷却流体引导装置，其特征在于，所述第二转子轴元件(9)的冷却流体流入通道(14)和冷却流体流出通道(15)藉由回转接头(16)与壳体侧的冷却流体供应回路在流动意义上连接。

11.一种电动机器，所述电动机器具有根据权利要求1-10之一所述的冷却流体引导装置。

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