CN114503403A - 带有旁路冷却通道的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机（1），其具有壳体（2），其中，壳体（2）具有用于容纳定子（3）的空心柱筒形的冷却套（2a）和在端侧安置在冷却套（2a）处的壳体封闭结构（2b）、尤其是轴承盖，并且其中，冷却套（2a）具有在其端侧（17）之间延伸的冷却通道（4a）并且壳体封闭结构（2b）具有转向槽（4b），因而两条相邻的冷却通道（4a）通过转向槽（4b）流体连接，因此冷却通道（4a）和转向槽（4b）形成了连续的、在入口（5）和出口（6）之间延伸的、穿过壳体（2）的蜿蜒曲折形的冷却路径（10），冷却介质可以流过该冷却路径，其中，壳体（2）具有旁路通道（7），该旁路通道在绕行蜿蜒曲折形的冷却路径（10）的情况下将入口（5）和出口（6）流体连接或者该旁路通道在绕行蜿蜒曲折形的冷却路径（10）的一部分的情况下将蜿蜒曲折形的冷却路径（10）的两个部分区域流体连接。

Description

带有旁路冷却通道的电机

技术领域

本发明涉及一种电机。电机尤其具有穿过其壳体的冷却路径，其中，设置有通向所述冷却路径的旁路通道。

背景技术

由现有技术已知一些电机。随着电机的功率越来越高，必须设置冷却机构。为此通常形成了穿过电机的壳体的蜿蜒曲折形的冷却介质路径。DE 10 2012 215 018 A1例如示出了这种电机。

发明内容

通过根据本发明的电机达到的是，可以灵活地设定参数即热传递和压力损失。因此尽管使用了沿轴向居中取向的型材件、冷却套，但影响热传递特性和冷却的压力降的可能性则相比现有技术提高。

根据本发明的电机具有壳体。壳体又包括空心柱筒形的冷却套以及在端侧安置在冷却套处的壳体封闭结构。壳体封闭结构尤其涉及轴承盖。冷却套用于容纳电机的定子。因此电机的定子可以通过冷却套冷却。冷却套具有如下冷却通道，所述冷却通道在冷却套的端侧之间延伸。壳体封闭结构又具有转向槽。转向槽和冷却通道这样彼此流体连接，使得两条相邻的冷却通道与一个转向槽流体连接。冷却通道和转向槽以这种方式形成了连续的冷却路径。冷却路径在入口和出口之间延伸穿过壳体。尤其规定，冷却路径蜿蜒曲折形地延伸穿过所述壳体。冷却介质可以沿着冷却路径流动并且可以因此冷却壳体和尤其是电机的定子。

有利地规定，壳体具有旁路通道。入口和出口在绕行蜿蜒曲折形的冷却路径的情况下通过所述旁路通道流体连接。因此提供到入口中的冷却介质的一部分可以通过旁路通道直接到达出口。因此尤其是诸如在入口和出口之间的压力降之类的参数可以变小。旁路通道备选也可以使蜿蜒曲折形的冷却路径的两个部分区域流体连接，其中，在这种情况下，仅绕行了蜿蜒曲折形的冷却路径的一部分。旁路通道的基本作用保持得和之前所说明的一样。尤其可以设定诸如在入口和出口之间的压力降之类的参数。

从属权利要求的内容是本发明的优选的扩展设计方案。

优选规定，壳体在冷却套和壳体封闭结构之间分别具有密封件。密封件具有与冷却通道的横截面对应的切口，因而冷却介质可以从冷却通道通过所述切口到达转向槽。冷却介质同样可以从转向槽通过所述切口到达冷却通道。因为冷却通道中的其中一条冷却通道与入口连接并且冷却通道中的其中一条冷却通道与出口连接，因此在密封件11中存在相应的切口。在两个切口之间设置有连接通道，所述切口配设给与入口连接的冷却通道和与出口连接的冷却通道。旁路通道以这种方式在密封件中实现。冷却介质又可以从入口通过密封件到达出口，其中，绕行了穿过壳体的蜿蜒曲折形的冷却路径。

在另一种优选的设计方案中，旁路通道通过在冷却套中的和/或壳体封闭结构中的连接槽实现。

因此可以通过简单地和利于成本的制造实现旁路通道。尤其可以将仅一个槽例如通过铣削过程加工到冷却套和/或壳体封闭结构中。

壳体封闭结构中的其中一个壳体封闭结构特别有利地既具有入口也具有出口。在此规定，入口与入口槽流体连接并且出口与相应的壳体封闭结构的出口槽流体连接。入口槽和出口槽分别与冷却套的单独的冷却通道流体连接。连接槽在这种情况下将入口槽和出口槽连接起来，因而在入口槽和出口槽之间并且因此在入口和出口之间存在流体连通。尤其以简单和利于成本的方式方法实现了旁路通道。又可以简单和低耗费地例如通过铣削过程制造连接槽。特别优选规定，转向槽、连接槽、入口槽和出口槽全部沿着同一环形轨道布置。因此确保了简单的和利于成本的制造和装配。也不会由于连接槽负面地妨碍流动。

入口槽的、出口槽的和连接槽的径向的延伸范围优选是一致的。因此又简化了生产。入口槽、出口槽和连接槽沿圆周方向的组合式的延伸范围优选与转向槽中的每个转向槽沿着圆周方向的相应的延伸范围一致。因此达到了壳体封闭结构的一种均匀的结构。

旁路通道的高与宽之比优选在1.0和4.0之间。所述比例特别优选在1.2和3.5之间。通过这种比例达到的是，优化了入口和出口之间整条冷却路径上的压力损失。

旁路通道有利地在有待被冷却介质穿过的第一冷却通道的上游开始并且在有待被冷却介质穿过的最后的冷却通道的下游终止。以这种方式达到的是，最优地达到对蜿蜒曲折形的冷却路径的之前所说明的绕行。旁路通道为此尤其可以如之前所说明的那样设置在密封件中和/或壳体封闭结构中和/或冷却套中。

冷却介质特别优选是水或设计成基于水。冷却介质因此能简单和利于成本地制造，对环境无害或对环境轻微有害，并且实现了对电机的壳体的和因此尤其是对电机的定子的可靠的冷却。

壳体封闭结构如之前已经说明的那样优选涉及轴承盖。这些轴承盖用于能旋转地支承电机的转子。尤其设置有如下滚动轴承，在所述滚动轴承处，转子以能转动的方式支承在壳体封闭结构处。

附图说明

接下来参考附图详细说明本发明的实施例。图中示出：

图1是电机的示意性的剖视图，本发明可以使用在该电机中；

图2是根据图1的电机的示意性的空间图；

图3是根据本发明的第一种实施例的根据图1和图2的电机的示意性侧视图；

图4是根据本发明的第一种实施例的电机的壳体封闭结构的示意性视图；

图5是根据本发明的第一种实施例的电机的壳体封闭结构的示意性细节视图；并且

图6是根据本发明的第二种实施例的电机的壳体的示意性分解图。

具体实施方式

图1示意性示出了电机1，本发明可以使用在该电机中。电机1具有壳体2，壳体包括冷却套2a。冷却套2a尤其用于容纳电机1的定子3。通过定子3能够驱动电机1的转子15。

转子15在电机1的运行中围绕中轴线100旋转。中轴线100尤其也是定子3的以及冷却套2a的中轴线。

为了能在电机1的运行中排出废热，冷却套2a设有多条冷却通道4a，所述冷却通道在冷却套2a的端侧17之间延伸，例如沿关于中轴线100的轴向方向和例如平行于彼此延伸。

在所述端侧17中的每个端侧处构造有壳体封闭结构2b，其中，壳体封闭结构2b优选设计成轴承盖。尤其规定，转子15通过滚动轴承16以能旋转的方式支承在相应的壳体封闭结构2b处，其中，滚动轴承16的布置在图1中仅示意性地示出。壳体封闭结构2b因此与可以设计成纯壳体罩，而无需容纳滚动轴承16。在这种情况下规定，转子15通过滚动轴承16支承在冷却套2a处。

两个壳体封闭结构2b可以是单独的壳体部分。两个壳体封闭结构2b中的其中一个壳体封闭结构备选可以是冷却套2a的一部分，其在这种情况下构造成罐状。这种罐状的冷却套2a具有空心柱筒形的冷却套区段，该冷却套区段具有在其（被遮盖的、无法接近的）端侧17之间延伸的冷却通道4a。

冷却套2a中的各两条相邻的冷却通道4a通过构造在相应的壳体封闭结构2b中的转向槽4b彼此流体连接，这在下文中参考图3更为准确地阐释。

至少在壳体封闭结构2b中的其中一个壳体封闭结构和冷却套2a之间布置有密封件11。密封件11具有切口12，因而流体可以从冷却套2a的相应的冷却通道4a到达壳体封闭结构2b的相应的转向槽4b，反之亦然。

此外规定，在壳体封闭结构2b处布置有入口5和出口6（参看图2）。如在图1中所示那样，入口5与入口槽13连接。冷却介质可以从入口槽13起通过密封件11的匹配的切口12进入到冷却通道4a中的其中一条冷却通道。同样的说明以相反的顺序适用于出口6，但这在图1中并未示出。

图2示意性示出了根据图1的电机1的空间图。尤其示出了，壳体2具有冷却套2a和安置在冷却套2a的端侧17（参看图1）处的壳体封闭结构2b。壳体封闭结构2b中的仅一个壳体封闭结构具有入口5和出口6。

在图3中示意性地示出，冷却路径如何延伸穿过壳体2。因此规定，两个壳体封闭结构2b中的其中一个壳体封闭结构，如已经在图2中示出的那样，既具有入口5也具有出口6。此外，每个壳体封闭结构2b具有多个转向槽4b。通过两个壳体封闭结构2b的转向槽4b使冷却通道4a蜿蜒曲折形地连接，因而连续的冷却路径10从入口5蜿蜒曲折形地延伸到出口6。由此保证了冷却介质可靠地穿流壳体2并且可以从整个定子吸收热量。由此保证了有效的冷却。

为了降低在入口5和出口6之间的压力降，根据本发明，在壳体2中，例如在单独的壳体封闭结构2b中设置有旁路通道7。因此冷却流体可以从入口5经由旁路通道7直接或无中介地到达出口6，而不必为此进入冷却套2a。由此绕行了蜿蜒曲折形的冷却路径10。在一种备选的设计方案中，旁路通道7也可以将蜿蜒曲折形的冷却路径的两个部分区域连接起来，因而仅绕行了蜿蜒曲折形的冷却路径10的一部分。

图4和5示意性地示出了根据本发明的实施例的电机1的单独的壳体封闭结构2b。所述壳体封闭结构2b具有多个转向槽4b，所述转向槽如之前已经说明的那样将冷却套2a的各两条相邻的冷却通道4a流体连接。额外地设置有入口槽13，该入口槽与入口5流体连接。出口槽14与出口6流体连接。转向槽4b、入口槽13和出口槽14构造在端侧的接合面处，所述接合面设置用于与冷却套2a的接合面接合。冷却套2a的冷却通道4a用相应的开口通入到冷却套2a的接合面中。

如尤其是在图5中详细所示的那样，连接槽8在入口槽13和出口槽14之间延伸，以便因此形成旁路通道7。在此，连接槽8可以简单和利于成本地例如通过铣削来制造。借助旁路通道7的高h与宽b之比可以优化地设定流过蜿蜒曲折形的冷却路径10的流体流。因此尤其针对在1.0和4.0之间、优选在1.2和3.5之间的旁路通道7的高h与宽b之比获得了在入口5和出口6之间的经优化的压力降。

连接槽8、入口槽13、出口槽14和转向槽4b关于中轴线100例如在同一环形轨道上围绕所述中轴线100布置。此外可以规定，连接槽8的、入口槽13的、出口槽14的和转向槽4b的径向的延伸范围是一致的。因此可以实现一种简单的和利于成本的、但同时也就其冷却效率而言经过优化的壳体封闭结构2b。

在图4和5中表明，连接槽8设置在单独的壳体封闭结构2b的接合面中。连接槽8也可以备选或附加地设置在冷却套2a的相应的接合面处。

图6示出了构造旁路通道7的另一种可行方案。

图6是根据本发明的第二种实施例的电机1的壳体2的至少一部分的示意性分解图。

密封件11因此如之前已经说明的那样具有切口12。切口12对应于冷却通道4a的横截面进行构造。若旁路通道7应当构造在密封件11中，那么有利地在所述切口12中的两个切口之间设置连接通道9。因此为切口12中的其中一个切口配设与入口5流体连接的冷却通道4a。为另一个切口12则配设与出口6流体连接的冷却通道4a。因此又创造出了针对冷却介质的一种可行方案，即，通过连接通道9绕行冷却路径10。绕行冷却路径10又在有待穿行的第一冷却通道4a的上游和冷却套2a的有待穿行的最后的冷却通道4a的下游进行。在图6所示的实施例中，仅密封件11设有旁路通道7。冷却套2a的或壳体封闭结构2b的改变不是必需的。因此获得了简单的和利于成本的制造和装配。

之前所说明的实施例也可以特别有利地组合，因而例如既在密封件11中也在壳体封闭结构2b中设置了旁路通道7的实现方案。

无论如何，通过根据本发明的旁路通道7达到的是，在入口5和出口6之间的压力降减小。尤其可以借助旁路通道的尺寸设计来简单地和低耗费地将压力降设定到预定的值。

Claims (10)

1.电机（1），具有壳体（2），

·其中，壳体（2）具有用于容纳定子（3）的空心柱筒形的冷却套（2a）和在端侧安置在冷却套（2a）处的壳体封闭结构（2b）、尤其是轴承盖，并且

·其中，冷却套（2a）具有在其端侧（17）之间延伸的冷却通道（4a）并且壳体封闭结构（2b）具有转向槽（4b），因而两条相邻的冷却通道（4a）通过转向槽（4b）流体连接，因此冷却通道（4a）和转向槽（4b）形成了连续的、在入口（5）和出口（6）之间延伸的、穿过壳体（2）的蜿蜒曲折形的冷却路径（10），冷却介质能够流过该冷却路径，

其特征在于，

壳体（2）具有旁路通道（7），所述旁路通道在绕行蜿蜒曲折形的冷却路径（10）的情况下将入口（5）和出口（6）流体连接或者所述旁路通道在绕行蜿蜒曲折形的冷却路径（10）的一部分的情况下将所述蜿蜒曲折形的冷却路径（10）的两个部分区域流体连接。

2.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述壳体（2）在冷却套（2a）和壳体封闭结构（2b）之间具有密封件（11），

·其中，密封件（11）具有切口（12），所述切口尤其与所述冷却通道（4a）的横截面对应，并且

·其中，在配设给与所述入口（5）连接的冷却通道（4a）的切口（12）和配设给与出口（6）连接的冷却通道（4）的切口（12）之间构造有连接通道（9），以便实现所述旁路通道（7）。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述旁路通道（7）通过在所述冷却套（2a）和/或所述壳体封闭结构（2b）中的连接槽（8）实现。

4.根据权利要求3所述的电机（1），其特征在于，所述壳体封闭结构（2b）中的其中一个壳体封闭结构具有所述入口（5）和所述出口（6），

·其中，所述入口（5）与入口槽（13）流体连接并且所述出口与所述壳体封闭结构（2b）的出口槽（14）流体连接，

·其中，入口槽（13）和出口槽（14）与所述冷却套（2a）的各一条单独的冷却通道（4a）流体连接，并且

·其中，所述连接槽将入口槽（13）和出口槽（14）流体连接。

5.根据权利要求4所述的电机（1），其特征在于，所述转向槽（4b）、所述连接槽（8）、所述入口槽（13）和所述出口槽（14）沿着同一环形轨道布置。

6.根据权利要求4或5所述的电机（1），其特征在于，所述入口槽（13）的、所述出口槽（14）的和所述连接槽（8）的径向的延伸范围是一致的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述旁路通道（7）的高（h）与宽（b）之比在1.0和4.0之间、优选在1.2和3.5之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述旁路通道（7）在有待被冷却介质穿行的第一冷却通道（4b）的上游开始并且在有待被冷却介质穿行的最后的冷却通道（4b）的下游终止。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述冷却介质是水或设计成基于水。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，转子（15）尤其是通过各一个滚动轴承（16）以能旋转的方式支承在所述壳体封闭结构（4b）处。

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