CN202663218U - 电机的壳体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机的壳体(1)及其在牵引电动机领域的应用，所述壳体抗扭转地包围一定子叠片组(3)，其中，所述壳体(1)包括复数个沿周向分布的单个区段(2)，所述复数个区段组装完毕后与所述定子叠片组(3)形成一通过力的传递而实现的压配合，所述各区段(2)的轴向长度至少相当于所述定子叠片组(3)的轴向长度。

Description

电机的壳体

技术领域

本实用新型涉及一种电机的壳体，所述壳体抗扭转地包围一定子叠片组。 

背景技术

部分电机采用的实施方式是将定子叠片组布置在一壳体内。这会产生固定方面的问题，因为壳体材料和定子叠片组材料的热膨胀系数不同，从而加大了定子叠片组在壳体内的固定难度。特别是当定子叠片组直径较大时情形尤甚，因为这个时候两种材料的热膨胀系数差达到了一个可观的数量级，有可能致使壳体和/或定子叠片组受损。 

尤其不利的一点是，在电机工作期间，当壳体得到额外冷却而定子叠片组过热时，有可能导致壳体破裂或发生塑性变形。此外，当壳体或整台电机剧烈发热时，有可能出现机器在壳体内部发生滑移的现象，因为此时的压紧机构已无法再对定子叠片组施加足够大的抗扭转作用力。 

为了解决这一问题，多数情况下会为壳体采用铁质材料。代价则相应是接受强度、重量和散热等方面的不足。 

DE 26 23 493A揭示一种包括一壳体的电动机，该壳体的主体的其中一侧设有一沿轴向连续分布的切口，通过该切口可对定子叠片组施加压力。 

DE 24 32 178揭示一种借助U形夹紧元件实现夹紧的定子叠片组用铝铸壳体套。 

US 4 244 098揭示一种分段式冷却元件，该冷却元件通过多个夹子固定 在一定子叠片组上，其作用是改善冷却效果。 

DE 37 10 048揭示一种用于电动机的管型壳体，包括一包围该管型壳体并固定在该管型壳体上的外套，所述外套抵靠在壳体的周边，其中，所述外套借助于多个从外套主体向前突出的肋条状固定元件抵靠在管型壳体的周边，这些固定元件形成于外套间隙之间。其目的是改善电机的冷却效果。 

以上各解决方案的缺点是要么无法实现有效的压配合，要么无法解决现有技术在热膨胀差异方面所面临的上述问题，尤其是当电机体积较大，定子叠片组的直径超过250mm时。 

EP 0 806 830A2揭示一种电机壳体，这种壳体具有闭合的周向轮廓且可套装在叠片组上，其中，所述壳体具有至少一个沿周向的弹性伸长位置。 

上述解决方案的目的同样是在实现有效的抗扭转压配合的情况下进行温度补偿。但这种类型的壳体只适用于体积较小的电机。 

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于一电机的壳体，所述电机可通过有效的压配合将一定子叠片组固定在所述壳体内，特别是在温度不同的情况下，也能将该定子叠片组，尤其是一牵引电动机的定子叠片组可靠地固定在所述壳体内。 

本实用新型的另一目的是使所述壳体同时具有密封功能以及将所述电机的壳体固定在一安装空间内。 

本实用新型的又一目的是使所述电机即使身处一安装空间内也具有足够高的冷却效率。 

本实用新型用以达成上述目的的解决方案为一种牵引电动机，包括一电机的壳体（1），所述壳体抗扭转地包围一定子叠片组（3），其中，所述壳体（1）包括复数个沿周向分布的单个区段（2），所述复数个区段组装完毕后与 所述定子叠片组（3）形成一通过力的传递而实现的压配合，所述各区段（2）的轴向长度至少相当于所述定子叠片组（3）的轴向长度，两邻接区段（2）之间形成一沿轴向分布的接缝（6），所述两邻接区段（2）的彼此相对且构成所述接缝（6）的表面设有用于密封所述接缝（6）的构件，所述各区段（2）在其接缝处借助于复数个布置在各安装凹口和各通孔（11）内的夹紧元件,尤其是螺钉（9）彼此相连，所述各区段（2）上设有用于实现螺纹啮合的复数个节突（14），且所述各区段（2）上还设有复数个闭合式和/或开放式冷却通道（7，8），所述通道（7，8）用于冷却一个布置在所述电机内部的闭合空气冷却循环。 

这样使得铝质壳体在牵引电动机领域内的应用成为可能，而铝质壳体在散热和重量方面都具有相对更好的热材料特性。 

将所述电机用作牵引电动机时，避免壳体发生破裂，因为采用本实用新型的壳体设计后，就算较高的温度梯度也不会带来问题。 

一个沿周向具有数个单个区段的壳体也适用于一大直径的定子叠片组，因为可以按照所述定子叠片组的具体直径，相应设置两个、三个、四个或四个以上的优选用挤压成型法制成的区段。 

所述壳体的各区段组装完毕后与所述定子叠片组形成一通过力的传递而实现的压配合，例如电动机转矩以该压配合为支点。 

所述壳体还可用来悬挂所述电机。 

所述各区段优选采用相同结构，这样在制造完整的电机壳体时，只需制造一种样式的区段。 

另外，本实用新型采用分段式结构的壳体可以使用价格低廉且导热性能良好的材料，而且所用材料不必与定子叠片组的材料及其热膨胀系数相符。因此，特别合适的材料是铝质挤压型材。这些挤压型材在其与相邻区段共同作用的区域内具有一接缝，该接缝的延伸范围覆盖共同作用的区段的整个轴向长度或所述壳体的整个轴向长度。 

所述接缝优选在相邻区段的彼此相对的表面具有用于密封所述接缝的构件。该密封构件特定而言可实施为迷宫式密封件，也可以将其中一个区段的凸缘嵌入相邻区段上的对应啮合口内，通过这种方式同样能取得迷宫式密封效果。 

作为所述接缝的补充性密封方案，视情况还可使用即使在有温度差的情况下也不会导致壳体破裂或定子叠片组在壳体内滑移的密封唇。 

相邻区段的密封唇相互堆叠或重叠布置。 

每个所述型材的外轮廓优选至少局部具有节突，通过这些节突可将所述区段以及所述电机的整个壳体固定在一个安装空间内。这些节突是所述区段上的材料堆积区域，可以实现（例如）螺纹啮合。 

所述各区段的接缝之间优选通过夹紧元件（特别是螺钉）建立连接，这些夹紧元件通过安装凹口和通孔彼此相连。亦即，经其中一个区段上的安装凹口将一螺钉插入相邻区段上的对应通孔内，再在另一端的安装凹口内用螺母拧紧该螺钉。借此在相连区段之间留下一个便于壳体“呼吸”的伸缩缝。因此，通过对上述螺旋连接进行相应设计，具体而言是考虑夹紧截面的数量和螺钉的夹紧长度，可对径向刚度及热膨胀性能施加影响。 

通过螺母施加在螺钉上的紧固力矩可对所述定子叠片组受到的压力施加影响。 

附图说明

下文将借助附图所示的实施例对本发明及其有利方案作进一步说明，其中： 

图1为一电机的截面图； 

图2为一壳体的透视图； 

图3为一壳体的侧视图； 

图4、图10为接缝详图； 

图5为一区段的截面图； 

图6、图7为一区段的透视图； 

图8为一区段的侧视图； 

图9为一牵引电动机的侧视图；以及 

图11为一节突连接。 

具体实施方式

图1为一电机的截面图，其壳体1具有多个部分，在本实施例中分成四个沿周向布置的区段2。区段2沿轴向延伸，其延伸范围至少覆盖定子叠片组3的整个轴向长度，这些区段将所述定子叠片组包围并与之形成压配合。定子叠片组3中设有一绕组系统4，该绕组系统定位在所述定子叠片组的未图示凹槽内。 

所述定子叠片组与转子5发生电磁相互作用后，转子5沿图中箭头所示方向发生旋转16。在本实施例中，壳体1由四个相同的区段2构成，这些区段实施为铝质挤压型材。根据一种特别有利的设计方案，每个区段2在其角上各具有两个开放轮廓的冷却通道8和两个闭合轮廓的冷却通道7。其中，冷却通道8朝定子叠片组3敞开。冷却通道7、8以周边形成均匀的温度分布以及尽量避免区段2内出现材料堆积的方式布置在区段2内。 

每个区段2还各具有复数个外节突14，借助于这些外节突可以通过合适的手段将整个壳体1固定在一安装空间12内。各区段2优选通过螺旋连接相互固定在一起，其中，可将螺钉9插入相应区段2上的安装凹口15中，再经通孔11插入下一区段2内。然后同样是在一安装凹口内，用螺母10将该螺旋连接拧紧。 

通过上述螺旋连接的数量可以调节所述压配合和壳体1的径向刚度。电动机转矩以这种通过力的传递而实现的压配合为支点。相邻区段2之间设有一接缝6，区段2之间的螺旋连接经过该接缝。例如图4中所示，这个接缝6优选被相应构件密封。其中，区段2具有一凸缘17，组装完毕后，该凸缘嵌入相邻区段2上的啮合口18。借此可以简单的方式实现有效密封，防止灰尘和污物直接进入定子叠片组3。接缝6也可采用迷宫式设计以进一步增强密封效果。 

作为替代或补充方案，也可在接缝6中嵌入具有永久弹性的液体密封物质，例如有机硅。 

所述电机的端面则由合适的护盖（尤其是端盖）封闭。 

所述接缝中优选也可安装橡胶条。 

冷却通道8和7中形成一沿轴向分布的冷却空气流，该冷却空气流在通过具有开放轮廓的冷却通道8冷却定子叠片组3的同时还进一步得到具有闭合轮廓的冷却通道7的冷却支持。如果冷却通道7的截面面积至少两倍于冷却通道8的截面面积，就能在壳体周边产生均匀效果。 

将壳体1连同所述电机一起置于一安装空间12中后，壳体1的外轮廓和安装空间12之间同样会形成其他的轴向冷却通道。 

图2为一壳体1的透视图，该壳体同样由四个区段2构成，其中，本图再度示出了冷却通道7、8以及用于将所述壳体固定在安装空间12内的构件。图中还示出了位于安装凹口15中的螺钉9。 

图3为壳体1沿其整个轴向长度的侧视图，其中示出了两个区段2，这两个区段通过经所述安装凹口和通孔11建立起来的螺旋连接而彼此相连。 

图4为两区段2之间的连接点详图。其中一个区段的凸缘17嵌入另一区段上专设的啮合口18。一般情况下，这样就能使壳体1得到有效密封。为了增强密封效果，在接缝6至少一侧的区段2上安装有（例如）由有机硅制成的密封唇19。 

图10为密封唇19的一种替代布置方案。其中，密封唇19特定而言以挤压方式定位于区段2上的专设槽隙内，壳体1组装完毕后，就此将接缝6密封。 

在此情况下，即使当壳体1发生胀缩（“呼吸”）时也能产生可靠的密封效果，因为，（例如）由具有永久弹性的液体密封材料构成的密封唇具有可伸缩性。 

图5为区段2包括冷却通道7、8以及节突14和安装凹口15在内的截面图。该图还示出了用于容置螺钉9的杆体的通孔11。通孔11的直径大于螺钉杆的直径。 

图6和图7为一区段2的透视图，这里同样清楚地示出了冷却通道7、8以及通孔11和节突14。此外还能看到凸缘17和啮合口18。 

图8为一区段2的侧视图，从中可以清楚看到安装凹口15和通孔11。 

亦即，壳体1由复数个相互用螺钉连接在一起的单个区段2构成。利用这一螺旋连接可直接对径向刚度和热膨胀性能施加影响。通过螺母施加在螺钉9的螺钉杆上的紧固力矩，可对区段2和定子叠片组3之间的压配合施加影响。各区段2之间设有接缝6以容许壳体1发生胀缩（“呼吸”）。 

通过上述措施可以避免壳体1破裂或定子叠片组3在壳体1内发生滑移，这一点特别适用于体积较大的电机，即定子叠片组3的直径超过250mm的电机，例如牵引电动机。 

图9为一牵引电动机20的纵向侧视图，该牵引电动机包括一个封闭式内冷却循环21和一个外冷却系统22。所述内冷却系统优选为空气冷却，特别是用于冷却定子的端部绕组、转子、定子叠片组3和轴承23。除通过壳体1散热外，还借助定子内平行于所述冷却通道分布的通道向外散热。 

在本实施例中，经通道7而实现的外冷却系统22为空气冷却。但这些通道也可以是液冷循环的组成部分。 

牵引电动机20的转子5与一个机轴24抗扭转相连，该机轴通过一个未 详细图示的传动装置或者直接驱动一车轮或一轮对轴。 

如图9所示，转子5为一鼠笼式转子。所述转子也可实施为磁体安装在内部或表面的永磁体转子。 

通过节突14可将所述牵引电动机安装在机车转向架内一指定的安装位置上。其中，节突14系一体成型于所述区段上。 

在如图11所示的另一实施方式中，节突14的材料不同于区段2。优选在区段2的表面固定具有减振作用的节突14，例如橡胶节突，特定而言是将节突挤入或卡入区段上的槽隙内。根据节突14具体所采用的材料，除减振效果外，还容许壳体1在规定的安装空间12内发生伸缩。 

除此之外，节突14在壳体1上的轴向延伸轮廓还能在该壳体被装入某一安装空间后形成多个分布于壳体1外表面的附加冷却槽25。 

端盖27或护盖28以不妨碍壳体1胀缩（“呼吸”）为原则进行相应设计。但壳体1的“呼吸”并不会影响这些元件的功能，因为壳体1与端盖27及护盖28之间的紧固件29和密封件30就是为此而设计的。 

Claims (6)

1.一种牵引电动机(20)，包括一电机的壳体(1)，所述壳体抗扭转地包围一定子叠片组(3)，其中，所述壳体(1)包括复数个沿周向分布的单个区段(2)，所述复数个区段组装完毕后与所述定子叠片组(3)形成一通过力的传递而实现的压配合，所述各区段(2)的轴向长度至少相当于所述定子叠片组(3)的轴向长度，两邻接区段(2)之间形成一沿轴向分布的接缝(6)，所述两邻接区段(2)的彼此相对且构成所述接缝(6)的表面设有用于密封所述接缝(6)的构件，所述各区段(2)在其接缝处借助于复数个布置在各安装凹口和各通孔(11)内的夹紧元件，尤其是螺钉(9)彼此相连，所述各区段(2)上设有用于实现螺纹啮合的复数个节突(14)，且所述各区段(2)上还设有复数个闭合式和/或开放式冷却通道(7，8)，所述通道(7，8)用于冷却一个布置在所述电机内部的闭合空气冷却循环。

2.根据权利要求1所述的牵引电动机(20)，其特征在于，

所述用于密封所述接缝(6)的构件通过其中一个包括凸缘(17)的区段(2)而实现，所述凸缘嵌入所述相邻的另一区段(2)上的一个对应啮合口(18)内。

3.根据权利要求1所述的牵引电动机(20)，其特征在于，

所述用于密封所述各区段(2)之间的所述接缝(6)的构件实施为迷宫式密封件。

4.根据上述权利要求之一所述的牵引电动机(20)，其特征在于，

所述各区段(2)实施为相同的挤压型材。

5.根据上述权利要求之一所述的牵引电动机(20)，其特征在于，

所述各区段(2)的外轮廓各包括至少两个所述节突(14)，通过所述节突可将所述壳体固定在一安装空间(12)内。 

6.根据权利要求1所述的牵引电动机(20)，其特征在于，

所述牵引电动机(20)直接或通过一传动装置驱动一车轮或一轮对轴。 

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