CN114389391A - 电机，包括电机的齿轮电动机和包括电机的车辆 - Google Patents

Abstract

描述了一种电机(1)，其包括：两个端部屏蔽件(6，7)；定子(5)，布置在两个端部屏蔽件(6，7)之间且具有定子叠片芯(11，11a)和布置在其中的定子绕组(12)；以及转子(3)，其布置在定子(5)中且具有能够旋转地安装在两个端部屏蔽件(6，7)中的转子轴(2)。电机(1)还具有冷却通道(13)，其完全布置在定子叠片芯(11，11a)中且由定子叠片芯侧接。还描述了包括这样的电机(1)的齿轮电动机(30)，以及包括这样的电机(1)的车辆(20)。

Description

电机，包括电机的齿轮电动机和包括电机的车辆

技术领域

本发明涉及电机、包括电机的齿轮电动机和包括电机的车辆。

背景技术

在电机中，已知冷却定子以从定子散发在电机运行期间积累的废热。在某些系统中，为此目的在定子中设置了冷却管，这些冷却管是冷却系统的一部分，并且传热介质通过这些冷却管。冷却系统还可包括用于再循环传热介质的泵以及热交换器。已知的制造定子的方法的缺点是技术上比较复杂，并且增加了电机的制造成本。

发明内容

因此，本发明的一个目的是描述改进的电机、改进的齿轮电动机和改进的车辆。特别地，可以用相对较低的技术支出来冷却定子。

本发明的目的通过电机来实现，其包括

-第一端部屏蔽件和第二端部屏蔽件,

-定子，其布置在两个端部屏蔽件之间，且具有定子叠片芯和布置在其中的定子绕组，

-转子，其布置在定子中且具有可旋转地安装在两个端部屏蔽件中的转子轴，以及

-冷却通道，完全布置在定子叠片芯中且由定子叠片芯侧接。

换言之，冷却通道在定子叠片芯中延伸，冷却通道的(周向)界限完全由定子叠片芯的定子叠片形成。

本发明的目的还通过齿轮电动机来实现，其包括传动装置和联接到传动装置的前述类型的电机，其中传动装置的冷却和/或润滑回路液压地连接到电机的冷却通道。

最后，该目的通过车辆来实现，其包括至少两个轮轴，其中至少一个被驱动，其中所述驱动至少部分地或在部分时间由上述电机或由上述类型的齿轮电动机提供。

通过提出的措施，可以克服最初提到的缺点。特别地，可以用较低的技术支出来冷却定子。具体而言，冷却通道直接由定子叠片芯的定子叠片限定；不提供额外的冷却管。换言之，冷却介质与定子叠片直接接触。由于(周向)界限完全由定子叠片芯的定子叠片形成，可以省去电动机外壳，其通常形成冷却通道的(周向)界限的一部分。因此，可以特别容易地并且轻量地构造电机。

因此，冷却通道可以例如直接通过在单个定子叠片中冲压或切割相应的凹部来制造。

如果定子叠片上下叠置，则从而形成冷却通道。如果定子叠片在被堆叠时不旋转，则从而形成冷却通道，其平行于转子轴的旋转轴线在轴向方向上延伸。与之相比，如果定子叠片在堆叠时稍微相对于彼此旋转，则形成冷却通道的倾斜位置，使得它们围绕转子轴的旋转轴线螺旋地延伸。冷却通道有利地仅在定子叠片芯的端面处敞开。定子叠片可以相同地成型。

特别有利的是提供油作为冷却介质，因为它不会导致定子叠片的腐蚀。例如，电机所法兰安装的或其中安装有电机的传动装置的油可以用作冷却介质。来自电机和传动装置的废热在润滑油的帮助下被输送到例如热交换器，并在那里释放到周围环境中。以此方式冷却电机和传动装置。在这种情况下，提供了组合冷却和润滑回路，油作为冷却介质和润滑剂。这意味着润滑油不仅用作传热介质，而且还用作润滑剂。油可以满足多种用途，因为它可以润滑和冷却传动装置，还可以冷却电机。这确实是有利的，但不是必须的。还设想提供分开的回路以用于润滑和制冷。然而，也可以在传动装置的分开的回路中提供油作为电机和传动装置的冷却介质。

还有利的是，电机无外壳地(也就是说，没有它自己的外壳)布置在电机和传动装置的公用外壳中。换言之，定子叠片芯直接周向地邻接齿轮电动机的公用外壳的内部(没有周向地布置并且接触定子叠片芯的电机外壳)。以此方式，电机和齿轮电动机特别容易地构造，并且重量轻。

应注意的是，在本发明的范围内，此时，术语“电机”、“电机外壳”和“齿轮电动机”仅用于提供简单的指示，而不将电机的运行模式限制为基于电机的运行。当然，电机和齿轮电动机也可以以基于发电机的模式运行。

在电机的另一有利的实施例中，用于冷却介质的管路或通道布置在两个端部屏蔽件中，并且液压地连接到定子叠片芯中的冷却通道。因此，在第一端部屏蔽件中形成了到定子叠片芯中的冷却通道的分配器，并且在第二端部屏蔽件中形成了收集器，该收集器用于收集已经通过定子叠片芯中的冷却通道的冷却介质并且用于将所述冷却介质返回到回路的回流中。

然而，还有利的是，用于冷却介质的管路或通道布置在第一端部屏蔽件中并且液压地连接到定子叠片芯中的冷却通道，并且定子叠片芯的冷却通道在第二端部屏蔽件的区域中通向电机的周围环境。在该变型中，到定子叠片芯中的冷却通道的分配器再次设置在第一端部屏蔽件中。然而，在冷却回路的回流中，没有提供收集器，而是替代地，通过定子叠片芯中的冷却通道的冷却介质被直接释放到电机的周围环境中，例如到其中安装有电机的齿轮电动机的外壳的内部中。因此，可以以特别简单的方式构造冷却回路。

最后有利的是，两个端部屏蔽件借助于系杆连接到定子。因此避免了定子叠片远离彼此的不利运动。

本发明的上述实施例和改变可以以任意方式组合。

附图说明

本发明的示例性实施例作为示例在附图中示出。附图示出了：

图1是示例性电机的示意性半剖视图；

图2是倾斜视角的定子叠片芯的稍微更详细的视图，其中端部屏蔽件的通道与电机的其余部分隔离；

图3是图2的在那里所示的布置的上部区域中的放大图；

图4是穿过定子叠片的截面图，以及

图5是带有所提出的类型的电机的车辆的示意图。

具体实施方式

首先声明，不同实施例中的相同部件具有相同的附图标记或相同的部件名称，但在某些情况下具有不同的标号。包含在说明书中的部件的公开因此可以转移到具有相同附图标记或相同部件名称的另一个部件。此外，说明书中选择的位置数据，例如“顶”、“底”、“后”、“前”、“侧”等与直接描述和描绘的附图有关，在位置变化时，应相应地转移到新位置。

图1示出了穿过示意性地描绘的电机1的半剖视图。电机1包括转子轴2，转子3(这里未详细示出)坐置在其上，其中轴2借助于(滚子)轴承4a、4b安装，以相对于定子5可围绕旋转轴线A旋转。具体而言，第一轴承4a坐置在第一端部屏蔽件6中，第二轴承4b坐置在第二端部屏蔽件7中。另外，电机1a包括(中间)外壳部分8，其连接第一端部屏蔽件6和第二端部屏蔽件7，并且接受定子5。在该示例中，第一端部屏蔽件6、第二端部屏蔽件7和外壳部分8形成电机1a的外壳9。

定子5具有多个定子叠片10，其形成定子叠片芯11或定子主体，以及布置在定子叠片芯11中的定子绕组12。另外，定子5包括在定子叠片芯11的纵向方向上延伸的多个冷却通道13。另外，管路或通道14a、14b布置在第一端部屏蔽件6中和第二端部屏蔽件7中，并且液压地连接到定子叠片芯11中的冷却通道13。

在定子叠片芯11中延伸的冷却通道13以及管路或通道14a、14b是电机1的冷却系统(未在图1中完全示出)的一部分。冷却系统尤其还可以具有用于传热介质的泵以及热交换器(在这方面也参见图5)。例如，在冷却系统中循环的水-乙二醇混合物或油可用作传热介质。

图2现在以倾斜视角示出了定子叠片芯11a的稍微更详细的视图，其中通道14a与电机1的其余部分隔离。如从图2清楚地看出，定子叠片芯11a具有接收定子绕组12的多个定子绕组凹槽15。在所示的示例中，定子绕组凹槽15和冷却通道13都在轴向方向上延伸，也就是说平行于旋转轴线A。然而，定子绕组凹槽15和冷却通道13也可以以倾斜的方式围绕旋转轴线A延伸，也就是说螺旋地。

通道14a包括环形部分16、通向定子叠片芯11a中的冷却通道13的多个分流器17、以及指向定子绕组12的多个喷雾嘴18。

此外，定子叠片芯11a包括用于系杆(未在图3中示出)的多个切口19。

冷却通道13、定子绕组凹槽15和切口19可以例如通过将对应的凹部冲压或切割到各个定子叠片10a中来产生。如果定子叠片10a上下叠置，则从而形成冷却通道13、定子绕组凹槽15和切口19。如果定子叠片10a在被堆叠时不旋转，则从而形成轴向延伸的冷却通道13、定子绕组凹槽15和切口19。如果定子叠片10a在被堆叠时稍微旋转，则从而形成冷却通道13、定子绕组凹槽15和切口19的倾斜位置。

作为补充，图3示出了图2的在那里所示的布置的上部区域中的放大细节，且图4示出了穿过定子叠片10a的截面。

应当注意，此时，为了清楚起见，图2和图3中的通道14a被示出为不具有界定它的第一端部屏蔽件6。换言之，在图2和图3中，仅示出了形成第一端部屏蔽件6中的通道14a的腔。还可以设想，为了图2和图3，假设第一端部屏蔽件6由完全透明的材料制造。然而，实际上，它通常由金属制成。

图5最终示出了安装在车辆20中的电机1。车辆20具有至少两个轮轴，其中一个被驱动。车辆20的驱动至少部分地或在部分时间由电机1提供。这意味着，电机1可以单独用于驱动车辆20，或例如可以结合内燃机(混合驱动)来提供。

具体而言，在所示的示例中，电机1经由可选的传动装置23连接到后轮轴的半轮轴21，在其上安装从动轮22。在此示例中，传动装置23具有电机小齿轮24和齿轮25。然而，这仅是说明性的，且传动装置23也可以以更复杂的方式构造。原则上，也可以设想的是，半轮轴21或车轮22被直接驱动，也就是说没有传动装置23。

这里，电机1和传动装置23安装在公用外壳26中。在这种情况下，电机1也没有单独的电动机外壳，也就是说，定子叠片芯11周向地邻接公用外壳26的内部，公用外壳26也直接接收传动装置23(没有周向布置的电动机外壳并且接触定子叠片芯)。在图5中还示出了泵27，其借助进气口28从公用外壳26吸入润滑油，并且一方面经由热交换器29将其泵送到电机1，但另一方面也泵送到传动装置23需要润滑的位置。

联接到半轮轴21的布置从而形成传动装置电动机30，包括传动装置23和联接到传动装置23的电机1，其中传动装置23的润滑回路液压地连接到电机1的冷却通道13。

来自电机1以及传动装置23的废热在润滑油的帮助下被输送到热交换器28并且在那里被释放到周围环境中。以此方式，电机1和传动装置23被冷却。

在图5中，提供了组合冷却和润滑回路，油作为冷却介质和润滑剂。这意味着润滑油不仅用作传热介质，而且还用作润滑剂。这确实是有利的，但不是必须的。还设想提供分开的回路以用于润滑和制冷。

在图1至图3所示的示例中，通过冷却通道13的冷却介质和/或润滑剂经由通道14b被收集在第二端部屏蔽件7中，然后返回到冷却和/或润滑回路的回流中。然而，原则上也可以设想，定子叠片芯11、11a的冷却通道13在第二端部屏蔽件7的区域中通向电机1的周围环境，在所示的示例中进入公用外壳26。

在所示的示例中，冷却通道13附加地仅在定子叠片芯11、11a的端面处敞开。但也可以设想，在定子叠片芯11、11a中设有径向向外引导的排放通道，且从冷却通道13开始。

最后确定的是，保护范围以专利权利要求为准。然而，说明书和附图应作为解释权利要求的参考。图中包含的特征可以任意互换和相互组合。特别地，还确定所描绘的装置实际上可以包括比所示出的更多或更少的组成部分。在某些情况下，所示装置或其组成部分也可能未按比例描绘，和/或可能被放大和/或缩小。

Claims (10)

1.一种电机(1)，包括

-第一端部屏蔽件(6)和第二端部屏蔽件(7),

-定子(5)，其布置在所述两个端部屏蔽件(6，7)之间，且具有定子叠片芯(11，11a)和布置在其中的定子绕组(12)，

-转子(3)，其布置在所述定子(5)中且具有能够旋转地安装在所述两个端部屏蔽件(6，7)中的转子轴(2)，以及

-冷却通道(13)，其完全布置在所述定子叠片芯(11，11a)中并被所述定子叠片芯侧接。

2.如权利要求1所述的电机(1)，其特征在于，所述冷却通道(13)仅在所述定子叠片芯(11，11a)的端面处敞开。

3.如权利要求1或2所述的电机(1)，其特征在于，用于冷却介质的管路或通道(14a，14b)布置在所述两个端部屏蔽件(6，7)中，并且液压地连接到所述定子叠片芯(11，11a)中的所述冷却通道(13)。

4.如权利要求1或2所述的电机(1)，其特征在于，用于冷却介质的所述管路或通道(14a)布置在所述第一端部屏蔽件(6)中并且液压地连接到所述定子叠片芯(11，11a)中的所述冷却通道(13)，并且在于，所述定子叠片芯(11，11a)的冷却通道(13)在所述第二端部屏蔽件(7)的区域中通向所述电机(1)的周围环境。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述冷却通道(13)平行于所述转子轴(2)的旋转轴线(A)延伸，或者围绕所述转子轴(2)的旋转轴线(A)螺旋地延伸。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电机(1)，其特征在于，两个端板(6，7)借助于系杆连接到所述定子(5)。

7.一种齿轮电动机(30)，包括传动装置(23)和联接到所述传动装置(23)的如权利要求1至6中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述传动装置(23)的冷却和/或润滑回路液压地连接到所述电机(1)的冷却通道(13)。

8.如权利要求7所述的齿轮电动机(30)，其特征在于，所述电机(1)无外壳地布置在用于所述电机(1)和所述传动装置(23)的公用外壳(26)中。

9.如权利要求7或8所述的齿轮电动机(30)，其特征在于，提供油作为所述传动装置(23)的冷却和/或润滑回路中的冷却介质和/或润滑剂。

10.一种车辆(20)，所述车辆具有至少两个轮轴，其中至少一个被驱动，其特征在于，所述驱动至少部分地或在部分时间由如权利要求1至6中任一项所述的电机(1)或由如权利要求7至9中任一项所述的齿轮电动机(30)提供。

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