CN1950986A - 带水冷却系统的电机 - Google Patents

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Abstract

为了以简单的方式和方法实现对电机进行液体冷却，将外壳(1)设计成两件式的，使得每个外壳件(2、3)具有一个轴承盖，并且所述外壳件(2、3)在组合后构成冷却通道。

Description

带水冷却系统的电机
本发明涉及一种电机，其具有外壳，该外壳具有一个由金属片叠装而成的定子、一个转子以及一个在外壳中带有蛇曲形延伸的冷却通道的液体层，所述转子的轴通过定位在轴承盖中的轴承可转动地支承，。
为了提高功率或转矩，在电机上采用液体冷却或水冷却的原理。其中在用液体冷却的电机上应用液体冷却的各种原理。液体流经带有大多数构造在角部区域的轴向冷却通道的挤压型腔。液流在单独的轴承盖中或通过安装在电机外的附加换向板进行换向。
在轴承盖内的换向通过浇注或钻孔而成的通道实现，也可以局部地通过浇注到铸件中的管道实现。轴承盖或换向板的密封受结构限制主要通过扁平密封件、例如扁平密封圈或流体实现，并出于该原因变得及其困难。
用于冷却电机的另一个原理是，将冷却蛇管嵌入到定子背部内的环状或蛇曲状布设的凹槽中。这将导致安装费事，此外从定子到冷却蛇管的热量传递不充分。
此外，还已知一种围绕电机外壳的冷却圈的结构。这种冷却圈的制造是非常费事的；从电机的热源到冷却圈的热量传递同样是及其有缺陷的。
据此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种带液体冷却系统的电机，该电机在简单地实现装配单个零件的同时以简单的方式和方法达到足够的冷却。
此外要实现冷却回路的可靠密封。所提出的技术问题通过一种电机成功地得以解决。该电机有一外壳，而该外壳具有由金属片叠装而成的定子、其轴通过定位在轴承盖中的轴承可旋转地支承的转子以及在带有冷却通道的外壳中的液体冷却系统，其中，所述外壳构造成两件式的，使得每个外壳件具有一个轴承盖并且外壳件设计成在它们组装后构成所述冷却通道。
通过对两个轴承盖按照本发明进行的结构设计，冷却液流螺旋状或蛇曲状地围绕定子被引导，同时将与邻接零件的密封位置数量减小到最少。这种相对较好的与定子的热耦合连接，导致电机使用效率的提高。
按照本发明，减少了外壳的构件，不需要换向板，同样减少的如附加的冷却蛇管或冷却轴环。按照本发明的电机的装配时间，由于取消了相对费事的扁平密封件、外壳的装配以及可能需要的冷却蛇管或冷却轴环，而得以减少。
如同将钻孔或换向通道铸造到轴承盖中一样，同样地将管道浇铸到轴承盖中，也是多余的。
通过减少密封位置以及将与此相关地将面密封转换为径向密封的O型密封圈，可以在冷却回路中实现更高的压力，这再次使电机利用率得到优化。
通过将电机的外轮廓构造成十字形外轮廓，而将角部区域空流出来，使得从电机的背面可以通畅地够到在法兰上的固定螺栓。同样可以实现外壳1的圆形或八角形的外轮廓，这种实施方案同样允许够到在法兰上的固定螺栓。
下面借助于在附图中简略示出的具体实施方式对本发明以及按照从属权利要求所述的其他优点予以详细说明。附图中：
图1表示外壳的纵截面图，
图2表示该外壳的横截面视图，
图3、图4表示立体示意图，
图5表示外壳的另一个纵截面图。
图1表示一台具有一个定子11和一个转子12的电机的按照本发明的外壳1的纵截面图。两个筒状地相互套装的外壳件2和3构成外壳1。每个外壳件2、3分别有一个装入到轴承9中并可通过例如一个轴环14定位的轴承盖5、4。其中所述轴环14优选为轴13的一部分；但也可以作为附加件安装在轴13上。所述轴13支承转子12。所述外壳件2、3以及各自的轴承盖4、5优选分别构造成一体式的。
位于所述外壳件2和3之间的密封位置，在外壳件套装在一起的状态下通过O形密封圈6和7密封。各个外壳件2、3的筒体沿轴向延伸超过所述定子11，优选甚至远远地超过各自的绕组端部15。为了更容易地安装定子11，所述外壳件3有利地在其内侧16设计成稍微锥形。存于其中的空腔19可以填满导热材料，以便在外壳和定子11之间获得足够的导热性。
如附图2所示，通过将外壳件2和3组合在一起，构成了一个冷却层。通过将外壳件2、3的各个榫15错开设置地插入到各间隙16中，而在将外壳件2、3组合插装在一起后就构成了轴向冷却通道8。通过榫15的轴向延伸长度小于间隙16的轴向延伸长度，就通过组合在一起的外壳件2和3实现了所述冷却通道8的换向10。因此榫15未达到各间隙16的端部。
因此仅仅存在两个向外的、用O型密封圈6、7密封的密封位置。这种集成有冷却层的外壳1可以通过压铸件经济地制成。优选地加工两个配置有O型密封圈6和7的密封位置。
作为替代方式，可以在一个或两个外壳件2、3中例如以切削加工的方式加工出所述冷却通道8。由此也可以做成螺旋状延伸的冷却通道。
图3表示在装配过程中处于半装配状态下的外壳件2和3。在按照图4的已装配好状态下，所述外壳件2和3相互套装，并且构成冷却通道8，这些冷却通道8带有沿圆周方向观察构造成蛇曲形的可靠的冷却层和冷却层的换向点10。
冷却液经由入口17输入并经由出口18排出。所述入口17及出口18都是钻孔，这些钻孔与冷却通道8以流动的方式连接成，能够形成冷却通道8沿圆周方向的蛇曲状延伸走向。在此这样有利地设计位于入口17与出口18之间的榫，使得该榫具有与间隙16相同的轴向长度并因此构成侧壁21。由此避免入口17与出口18之间的液流短路。
图4表示处于已装配好状态下的电机。其中外壳1的特征在于具有十字形外轮廓，由此空留出角部区域。因此可以从电机的背面自由地够到在法兰上的固定螺栓。同样可以实现外壳1的圆形或八角形的外轮廓，这种实施方案同样允许够到在法兰上的固定螺栓。
图5表示出另一种实施方式的带冷却螺旋通道24的按照本发明的外壳1。所述冷却螺旋通道24通过其接头22，23被加注冷却液。作为对图1所示电机的一般性说明的补充，现在通过冷却螺旋通道24进行冷却。按照本发明，所述冷却螺旋通道24是通过沿轴向接合外壳件2、3产生。在此存在于外壳件2和3之间的密封位置，在外壳件已组合套装在一起的状态下，通过O型密封圈6和7密封。因此又仅有两个密封位置存在。各外壳件2、3的筒体沿轴向延伸超过定子11，优选甚至远远地超过各绕组端部15。为了更容易地安装定子12，所述外壳件3有利地在其内侧16构造成稍微锥形。存在于其中的空腔19可以填满导热材料，以便在外壳和定子12之间获得足够的导热能力。
这种结构对于轴向长度约为定子11直径X倍的、轴向短的电机特别有利，其中，0＜X＜5。这主要适用于尤其是机床上的装入式电机。
两个筒状相互套装的外壳件2、3的按照本发明的设计原理，也可以转用到用空气冷却的电机中，以便保证所述电机具有简单的结构和预定的防护方式。

Claims (7)

1.一种电机，其具有一外壳(1)，该外壳具有由金属片叠装而成的定子(11)、转子(12)以及安置在带冷却通道(8)的外壳(1)中的液体冷却系统，所述转子的轴(13)通过定位在轴承盖(4、5)中的轴承可旋转地支承，其中所述外壳(1)设计成两件式的，每个外壳件(2、3)具有一个轴承盖(5，4)，并且所述外壳件(2，3)设计成在组装后构成所述冷却通道(8)。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述冷却通道(8)沿轴向延伸或构造成冷却螺旋通道(24)。
3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述外壳件(2，3)由压铸件制成。
4.如上述权利要求中一项或多项所述的电机，其特征在于，所述冷却通道(8)在其各个端部的换向，是通过将所述外壳件(2、3)套插在一起实现。
5.如上述权利要求中一项或多项所述的电机，其特征在于，所述外壳件(2、3)通过筒状地套插在一起而构成冷却通道(8)，以及因此冷却回路向外只存在两个密封位置。
6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述各外壳件(2、3)的定心圆周上设置有用于定位O型密封圈(6、7)的凹槽。
7.如上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，在驱动侧端盖上用固定螺栓(19)固定所述外壳件(2、3)。
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