專利名稱：電機外殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機外殼，包括外壁和至少一個在外壁內(nèi)部的冷卻通道，可通過該冷卻通道輸送冷卻劑。
背景技術(shù)：
為了提高功率，電機用氣流或其他冷卻劑冷卻。在這里，氣流經(jīng)常通過附加的風(fēng)扇(軸向或徑向風(fēng)扇)產(chǎn)生，并經(jīng)由或通過電機流動。
因為本發(fā)明主要涉及一種外進風(fēng)方案，所以在下面簡要說明外進風(fēng)電機通用的冷卻原理。一方面對于擠壓型材已知角冷卻，其中，冷卻流流過擠壓型材的角區(qū)。然而此方案的缺點是，這種結(jié)構(gòu)不利于電機裝配，因為在這些角區(qū)不能設(shè)置用于螺釘?shù)目住?br> 此外，為了冷卻電機已知帶有外部風(fēng)扇的外罩，它套在電機上。在這里，電機在三側(cè)用冷卻氣流冷卻。然而這種系統(tǒng)的缺點是增大了結(jié)構(gòu)體積。
另一種冷卻方案基于將一些例如用于空氣冷卻的冷卻通道設(shè)在無外殼電機的鐵芯內(nèi)。在這里，定子疊片內(nèi)的沖孔直接被冷卻劑流過。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，建議一種能方便地制造的電機外殼，它允許在外殼結(jié)構(gòu)體積盡可能小的同時達到有效冷卻。
按照本發(fā)明上述技術(shù)問題通過一種電機外殼得以解決，該電機外殼包括外壁和至少一個在外壁內(nèi)部的冷卻通道，可通過該冷卻通道輸送冷卻劑，在這里所述至少一個冷卻通道對外通過外壁封閉以及對內(nèi)基本上沿外殼全長敞開。
因此，按照本發(fā)明冷卻劑流強烈并直接流經(jīng)分層的定子疊片。也就是說，損耗熱從發(fā)源地直接并因而最佳地排出，而不會明顯增大電機的結(jié)構(gòu)體積。
優(yōu)選地，外殼橫截面設(shè)計為十字形的。由此可以保持角區(qū)留空出來，從而提供從電機后側(cè)便于裝配的入口。
此外在外殼內(nèi)構(gòu)成冷卻通道壁的隔板可以沿徑向向內(nèi)伸出并在外殼內(nèi)部界定一個圓柱形空腔。因此這些隔板不僅具有構(gòu)成冷卻通道壁的功能，而且還有固定電機定子疊片的功能。
按一種特別優(yōu)選的實施方式，外殼設(shè)計為鋁的擠壓型材。這種型材能非常容易地生產(chǎn)。通過外殼內(nèi)沿外殼全長敞開的冷卻劑通道，在型材中可以實現(xiàn)小的壁厚，因為要不然在封閉通道的情況下基于必要的公差就擠壓技術(shù)而言需要更大的壁厚。由于壁厚較小，所以在具有大的冷卻通道橫截面的同時還可以實現(xiàn)較小的電機尺寸。其結(jié)果是導(dǎo)致節(jié)省材料并因而簡化外殼設(shè)計，盡管如此還導(dǎo)致外進風(fēng)式電機非常緊湊的結(jié)構(gòu)方式。此外，這種鋁的擠壓型材非常堅固耐用。
若定子疊片有比外殼小的軸向長度，則可以沿軸向在定子疊片之前或之后設(shè)至少一個管件，它對內(nèi)至少部分封閉所述至少一個冷卻通道。因而可以在定子疊片之前和之后通過冷卻通道強制導(dǎo)引冷卻劑。
這種管件可以與定子疊片緊密連接。以此方式可以保證，冷卻劑內(nèi)的臟物顆粒不會進入到電機的內(nèi)腔。
取代在定子疊片前和/或后的一個或多個管件，也可以沿徑向在定子疊片上設(shè)一個管件，它對內(nèi)封閉冷卻通道。由此在有些情況下可以獲得更高的密封效果。
此外，按照本發(fā)明的電機具有軸承端蓋，所述至少一個管件與之連成一體。例如，此軸承端蓋可以與管件一起設(shè)計為共同的鑄件。由此可以降低電機的裝配費用。
一些突出的優(yōu)點還可以通過下述方式獲得，即，向內(nèi)敞開的冷卻通道允許對定子剖面的幾何結(jié)構(gòu)和設(shè)計進行優(yōu)化，使之毫無困難地用于不同的冷卻類型，例如水冷、外進風(fēng)、自冷等。


下面借助附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖中圖1表示按照本發(fā)明的外殼的橫截面圖；圖2表示包括已裝入的定子疊片的按圖1所示的橫截面圖；圖3表示按照本發(fā)明的電機的多個零部件縱剖透視圖；
圖4表示按照本發(fā)明的電機縱剖面圖和冷卻劑流；以及圖5表示按照本發(fā)明的電機的透視圖和標(biāo)明的冷卻劑流。
具體實施例方式
下面詳細(xì)說明的實施例表示本發(fā)明一些優(yōu)選的實施方式。
在圖1中用橫截面表示的電機外殼1設(shè)計為鋁的擠壓型材。沿外殼1的縱軸線，向內(nèi)敞開的冷卻通道2沿外殼全長延伸。這些冷卻通道2分別被隔板3沿周向彼此分開。隔板3界定了一個圓柱形內(nèi)腔，如圖2所示，在內(nèi)腔中置入定子疊片4。此定子疊片4同時起冷卻通道2的內(nèi)壁的作用。隔板3既用于定子疊片4的固定，又用于通過相應(yīng)的傳力地在定子疊片4上的貼靠，來實現(xiàn)這一冷卻通道2相對于相鄰冷卻通道2的密封。通過外殼1向內(nèi)敞開的型材，不需要設(shè)冷卻通道內(nèi)壁，以及可以實現(xiàn)一種沿徑向更小的外殼尺寸。
圖3用縱剖透視圖表示外殼1連同已置入的定子疊片4。在這里也可以看出冷卻通道2和支承定子疊片4的隔板3。定子疊片4沿軸向比外殼1短。因此，通過管件5和6沿軸向與定子疊片4連接，實現(xiàn)敞開的型材相對于電機內(nèi)腔的密封。通過這兩個管件5和6，使冷卻劑和尤其冷卻氣流在冷卻通道2內(nèi)強迫流動，從而使臟物遠(yuǎn)離電機內(nèi)腔。管件5和6同時可以承擔(dān)軸承端蓋的定心和密封功能。
圖4以縱剖面圖表示了一臺完整的外進風(fēng)電機。定子疊片4的左側(cè)和右側(cè)與管件5和6連接。它們成為與軸承端蓋7和8的連接裝置。因此冷卻通道2對內(nèi)封閉，使臟物不可能侵入電機內(nèi)腔9中。
設(shè)一個與右軸承端蓋8連接的風(fēng)扇10。該風(fēng)扇按在冷卻通道2內(nèi)所標(biāo)明的箭頭輸送冷卻空氣，冷卻空氣通過冷卻通道2并在電機的相對置側(cè)從徑向定向的孔11向外流出。因此可以強烈并直接導(dǎo)引冷卻空氣流流經(jīng)分層的定子疊片。從而使損耗熱從發(fā)源地直接排出，以及電機的結(jié)構(gòu)體積通過外殼1僅有不明顯的增大。
圖5用透視圖表示圖4中的電機。所標(biāo)明的箭頭仍表示冷卻氣流。冷卻氣流在電機后側(cè)流入到風(fēng)扇10中，通過外殼1內(nèi)的冷卻通道，最終從外殼1上的孔11流出。在本實施例中，與每個冷卻通道2對應(yīng)配設(shè)一個自身的孔11。
具有對內(nèi)敞開的冷卻通道2的外殼1可通用于多種電機。借助這種外殼也可以實現(xiàn)不同的冷卻方案，如水冷、外進風(fēng)或自冷，卻不會顯著改變電機的外尺寸。
權(quán)利要求
1.一種電機的外殼(1)，包括-外壁和-至少一個沿徑向在外壁內(nèi)部的冷卻通道(2)，可通過該冷卻通道輸送冷卻劑，其特征為-所述至少一個冷卻通道(2)對外通過外壁封閉以及對內(nèi)沿基本上所述外殼(1)的全長敞開。
2.按照權(quán)利要求1所述的外殼(1)，它設(shè)計為十字形的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的外殼(1)，其中，構(gòu)成所述冷卻通道(2)壁的隔板(3)沿徑向向內(nèi)伸出并在所述外殼(1)內(nèi)部界定一個圓柱形空腔。
4.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的外殼(1)，它設(shè)計為鋁的擠壓型材。
5.一種電機，包括一個按照權(quán)利要求3或4所述的外殼(1)和一個定子疊片(4)，其中，隔板(3)用于固定所述定子疊片(4)。
6.按照權(quán)利要求5所述的電機，其中，所述定子疊片(4)具有比外殼(1)小的軸向長度，以及沿軸向在定子疊片(4)之前或之后設(shè)置至少一個管件(5、6)，以及對內(nèi)至少部分封閉所述至少一個冷卻通道(2)。
7.按照權(quán)利要求6所述的電機，其中，所述管件(5、6)與定子疊片(4)緊密連接。
8.按照權(quán)利要求5所述的電機，其中，所述定子疊片(4)具有比外殼(1)小的軸向長度，以及沿徑向在定子疊片上設(shè)至少一個管件，以及對內(nèi)至少部分封閉所述至少一個冷卻通道(2)。
9.按照權(quán)利要求6、7或8之一所述的電機，它有軸承端蓋(7、8)，所述至少一個管件(5、6)與之連成一體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機外殼，它應(yīng)設(shè)計為在有效冷卻的同時結(jié)構(gòu)要更緊湊。因此按照本發(fā)明規(guī)定，優(yōu)選地設(shè)計為鋁擠壓型材的外殼(1)的冷卻通道(2)可對內(nèi)敞開。由置入的定子疊片(4)構(gòu)成冷卻通道(2)的內(nèi)壁。由此外殼的角區(qū)可留空出來用于裝配，并可節(jié)省制造外殼(1)所需的材料。此外，由于所述敞開式冷卻空氣通道(2)，可以實現(xiàn)型材中薄的壁厚，并因而在冷卻通道具有大橫截面的同時達到小的電機尺寸。
文檔編號H02K9/16GK101073190SQ200580041718
公開日2007年11月14日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者邁克爾·齊斯勒, 托馬斯·西恩 申請人:西門子公司