用于借助多個(gè)冷卻盤管為電機(jī)的組件散熱的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于借助第一冷卻盤管（31）和至少一個(gè)另外的冷卻盤管（32）為組件（1）、特別是為電動(dòng)的機(jī)器的板疊散熱的裝置。在此，所述冷卻盤管具有通過(guò)定距部段（7）相互連接的蜿蜒狀部段（4）。這些蜿蜒狀部段（4）用于為組件（1）的單個(gè)的不相鄰的區(qū)域散熱，其中，第一冷卻盤管（31）的定距部段（7）設(shè)計(jì)用于跨接那些設(shè)計(jì)由另外的冷卻盤管（32）的蜿蜒狀部段（4）散熱的區(qū)域。相反地，另外的冷卻盤管（32）的定距部段（7）用于跨接那些設(shè)計(jì)由第一冷卻盤管（31）的蜿蜒狀部段（4）散熱的區(qū)域。
【專利說(shuō)明】用于借助多個(gè)冷卻盤管為電機(jī)的組件散熱的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助多個(gè)冷卻盤管為電機(jī)的組件散熱的裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種電機(jī)的板疊、轉(zhuǎn)子以及定子，和具有這種裝置的轉(zhuǎn)矩電機(jī)以及直線電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在板疊中電流經(jīng)過(guò)的繞組、正如例如其用在電動(dòng)的機(jī)器中的那樣，例如通過(guò)渦流經(jīng)常讓其所插入的板疊大幅度升溫。因此，特別是在持久使用的情況下必須為電機(jī)充分散熱，才能避免單個(gè)組件過(guò)熱。一種特別有效的散熱方式是引導(dǎo)像水或油這樣的散熱流體穿過(guò)與板疊熱接觸的管道。為了給電機(jī)散熱，經(jīng)常優(yōu)先選擇使用油而不是使用水作為冷卻介質(zhì)，因?yàn)橛筒粚?dǎo)電并且通常具有高于水的沸點(diǎn)。然而要注意的是，硅軟管不適合用于引導(dǎo)含油的冷卻介質(zhì)或一些其他的水狀的溶液。
[0003]由DE10131119A1公知，通過(guò)被冷卻介質(zhì)穿流過(guò)的冷卻盤管為特別是直線電機(jī)的電機(jī)部件散熱。該冷卻盤管蜿蜒地彎曲成為平面式的形體,并且固定在承載體的相應(yīng)的表面上。在此優(yōu)選對(duì)安接在電機(jī)部件上的冷卻盤管進(jìn)行澆鑄。
[0004]額外地由DE19604643A1中公知，直線電機(jī)的部件配有多個(gè)冷卻回路，這些冷卻回路逐段蜿蜒地經(jīng)過(guò)該機(jī)器部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)盡可能均勻地為例如大面積的板疊的組件散熱，并且同時(shí)使用油作為冷卻介質(zhì)。與此同時(shí)應(yīng)該少量保持冷卻盤管并且進(jìn)而接口的必要數(shù)量。
[0006]該目的通過(guò)一種用于借助第一冷卻盤管并且借助至少一個(gè)另外的冷卻盤管為特別是電動(dòng)的機(jī)器的板疊的組件散熱的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，第一冷卻盤管和另外的冷卻盤管具有通過(guò)定距部段相互連接的蜿蜒狀部段，其用于為該組件的單個(gè)的非鄰接區(qū)域散熱，其中，第一冷卻盤管的定距部段設(shè)計(jì)用于跨接那些設(shè)計(jì)由另外的冷卻盤管的蜿蜒狀部段散熱的所述區(qū)域，并且其中，另外的冷卻盤管的定距部段設(shè)計(jì)用于跨接那些設(shè)計(jì)由第一冷卻盤管的蜿蜒狀部段散熱的所述區(qū)域。
[0007]將組件劃分成由冷卻盤管的不同部段散熱的幾個(gè)區(qū)域具有的優(yōu)點(diǎn)是特別均勻地散熱。如果僅一個(gè)冷卻盤管為整個(gè)組件散熱，那么由于冷卻介質(zhì)在穿過(guò)冷卻盤管期間升溫，就削弱了對(duì)那些具有冷卻盤管的部段的區(qū)域的散熱，在那些部段中冷卻介質(zhì)已經(jīng)具有升高的溫度。在使用并排定位的冷卻盤管時(shí)，它們平行地饋送冷卻介質(zhì)并且僅分別為相鄰的區(qū)域散熱，盡管改進(jìn)了散熱的均勻度-但是接口的數(shù)量同時(shí)增加。此外，有可能必須在電機(jī)中設(shè)置連接軟管，這就局限了冷卻介質(zhì)的選擇。此外，散熱回路中不密封的位置經(jīng)常位于接口和軟管接合器處。因此，特別是在電機(jī)殼體內(nèi)的接口的數(shù)量應(yīng)該盡可能少。此外，基于電機(jī)內(nèi)部或外部有限的位置比例，只能實(shí)現(xiàn)有限數(shù)量的通往冷卻盤管的輸入和排出管。通過(guò)所述裝置不僅改善了對(duì)組件的均勻散熱，并且同樣地也顯著減少了接口的數(shù)量。此外還可以取消電機(jī)內(nèi)的連接軟管，并且因此該裝置也特別適合使用油作為冷卻介質(zhì)。[0008]該目的還通過(guò)一種用于借助這種裝置為特別是電動(dòng)的機(jī)器的板疊的組件散熱的方法得以解決，其中，冷卻管形狀配合地嵌入預(yù)制的留空部中。用于為板疊散熱的方法將為組件有效散熱的優(yōu)點(diǎn)與這種裝置的廉價(jià)生產(chǎn)制造方法相結(jié)合。為冷卻管設(shè)計(jì)的槽可以在沖壓流程期間以簡(jiǎn)單的方式和方法連帶地制造出來(lái)。在最簡(jiǎn)單的情況下，板疊和冷卻管的形狀配合的連接可以通過(guò)壓制流程實(shí)現(xiàn)。在此，冷卻管的形狀與板疊中的留空部一致。在其他的組件(這種留空部在其中是不利的)的情況下，冷卻盤管也可以在熱橋的幫助下連接在表面上。
[0009]在一種有利的構(gòu)造方式中，第一冷卻盤管僅具有一個(gè)蜿蜒狀部段，其設(shè)計(jì)用于為組件散熱，其中，另外的冷卻盤管具有至少兩個(gè)蜿蜒部段，以便為在并不設(shè)計(jì)由第一冷卻盤管散熱的區(qū)域中的組件散熱。這種構(gòu)造方式特別是設(shè)計(jì)用在這樣一種電機(jī)中，其中待散熱的組件有利地能夠劃分成兩個(gè)不需要連接在一起的區(qū)域，并且中間的區(qū)域通過(guò)散熱盤管散熱，并且其他區(qū)域通過(guò)另外的冷卻盤管散熱，該另外的冷卻盤管通過(guò)定距部段跨接這一個(gè)冷卻盤管的這個(gè)區(qū)域。如果例如只要特別地為某個(gè)特定的區(qū)域散熱，或者只需要在較小的程度內(nèi)使其他區(qū)域升溫，也可以使用簡(jiǎn)化的裝置。特別是在后一種情況下，這種構(gòu)造方式確保組件的溫度特別均勻。
[0010]在另一種有利的構(gòu)造方式中，這些冷卻盤管分別由一個(gè)管道件制成。用單個(gè)的管道制成冷卻盤管有利于避免不密封的位置。額外地，相比具有多個(gè)組件的冷卻盤管還減少了連接接合器的數(shù)量。
[0011]還可以進(jìn)一步改善散熱效果，這由此實(shí)現(xiàn)，即冷卻介質(zhì)穿過(guò)第一冷卻盤管和另外的冷卻盤管的穿流方向分別為不同的方向。冷卻介質(zhì)穿過(guò)各個(gè)冷卻盤管的穿流方向的不同確保了給該組件的兩側(cè)-以及還有單個(gè)的區(qū)域-均勻地散熱，因?yàn)槔鋮s介質(zhì)在其中已經(jīng)具有較高溫度的區(qū)域是由那些區(qū)域所包圍，在此區(qū)域中，冷卻介質(zhì)在穿過(guò)冷卻盤管的僅僅很短的路程之后的溫度略高于在幾乎完全穿流過(guò)冷卻盤管之后的溫度。
[0012]在該裝置的另一種有利的構(gòu)造方案中，組件的那些分別為之配備有冷卻盤管的蜿蜒狀區(qū)域的區(qū)域是重疊的?？梢栽谝粋€(gè)或者在多個(gè)層面上有重疊的可能性。在第一種情況下，例如冷卻盤管描述的是不太明顯的之字圖形(Zickzackmuster),其中,轉(zhuǎn)彎部部分地重疊延伸。在第二種情況下，冷卻盤管在兩個(gè)優(yōu)選為平行的層面上延伸，這些層面的投影則部分地重疊。如果組件和/或電機(jī)的構(gòu)造允許，這特別對(duì)于具有發(fā)熱劇烈的局部的組件有利。
[0013]另一種有利的構(gòu)造方案是這樣一種裝置，其中，在冷卻盤管的蜿蜒狀部段中平行延伸的冷卻管的間距以及直徑是變化的。組件的一些區(qū)域經(jīng)常比其他區(qū)域更加強(qiáng)烈地被產(chǎn)生的熱量所影響。在更加劇烈地發(fā)熱區(qū)域中，減少冷卻盤管的、設(shè)計(jì)用于散熱的管道導(dǎo)管之間的間距有助于局部改進(jìn)地散熱。此外，取決于構(gòu)造，可以在一個(gè)組件中出現(xiàn)這種區(qū)域，在這種區(qū)域中-例如基于必要的穩(wěn)定性-為例安裝而應(yīng)用具有較小直徑的冷卻盤管。通過(guò)更快的穿流速度則可補(bǔ)償組件和冷卻介質(zhì)之間的熱接觸面。
[0014]本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)施方式是這樣一種裝置，其中，冷卻盤管的第一蜿蜒狀部段具有六個(gè)轉(zhuǎn)彎部，并且在各一個(gè)定距部段之后，至少一個(gè)緊跟著的蜿蜒狀部段具有五個(gè)或者更少的轉(zhuǎn)彎部。這種構(gòu)造方案特別可以用在電旋轉(zhuǎn)機(jī)器中，因?yàn)槿绻褂玫?、具有五個(gè)轉(zhuǎn)彎部的蜿蜒狀部段的數(shù)量是奇數(shù)，那么冷卻盤管的端部就可以位于組件的不同偵U。所以，與冷卻介質(zhì)的輸入和排出管的連接是成束的，并且能夠有利地連接在散熱系統(tǒng)上。減少轉(zhuǎn)彎部數(shù)量額外考慮的是，隨著穿流路程的增加，冷卻介質(zhì)的溫度上升。
[0015]散熱的效率由于冷卻介質(zhì)溫度的上升而降低，因此要減小待散熱的區(qū)域，以及可能利用另外的冷卻盤管的蜿蜒狀部段散熱，其穿流的冷卻介質(zhì)具有仍然較低的溫度。證明為特別有利的是分別由兩個(gè)冷卻盤管構(gòu)成的組合，其一個(gè)具有六個(gè)轉(zhuǎn)彎部并且一個(gè)具有五個(gè)轉(zhuǎn)彎部。依據(jù)待散熱的組件的大小可以使用一個(gè)或者多個(gè)這種組合，其中這些組合優(yōu)選地能夠平行地由冷卻介質(zhì)穿流過(guò)。在生產(chǎn)中產(chǎn)生以下優(yōu)點(diǎn)，即，不同的組件尺寸，例如轉(zhuǎn)矩電機(jī)的不同周長(zhǎng)，可以裝配一種類型的冷卻盤管。
[0016]一種示例性的應(yīng)用是電極的板疊，其設(shè)計(jì)帶有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于散熱的裝置。板疊作為繞組的載體例如在運(yùn)行時(shí)不斷地被出現(xiàn)的渦流加熱。根據(jù)本發(fā)明的裝置特別好地適合用于阻止過(guò)熱，因?yàn)槔鋮s盤管可以簡(jiǎn)單地壓入先前通過(guò)沖壓流程加工到金屬板中的凹槽中，并且因此獲得與組件良好的熱接觸。與此同時(shí)，通過(guò)將組件劃分成單個(gè)散熱的區(qū)域，以均勻的方式和方法達(dá)到散熱效果。
[0017]該裝置的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子，正如在前一段中描述的那樣，它由于摩擦或電效應(yīng)經(jīng)常必須很大程度地散熱，才能確保電機(jī)的均勻運(yùn)行。
[0018]這種根據(jù)本發(fā)明的用于散熱的裝置特別適合用在電動(dòng)的機(jī)器中，特別是轉(zhuǎn)矩電機(jī)或直線電機(jī)，其具有轉(zhuǎn)子和/或定子。電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)(特別是以轉(zhuǎn)矩電機(jī)的形式)的特征在于具有多個(gè)繞組的板疊。如果這些電機(jī)提供高性能，那么就要求在很高程度上為這些板疊散熱，不僅在定子、還在轉(zhuǎn)子中散熱，以便消除電機(jī)的取決于熱的功率損耗或故障的危險(xiǎn)。在此特別注意的是均勻散熱，因此，這種裝置是特別合適的，正如已經(jīng)描述的那樣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]下面借助圖中所示的實(shí)施例更詳盡地描述并闡述本發(fā)明。
[0020]其示出:
[0021]圖1是冷卻回路在組件中一種可能的延伸，
[0022]圖2是只有兩個(gè)冷卻盤管的特殊情況，以及
[0023]圖3是有兩個(gè)冷卻盤管的特殊情況，用于在轉(zhuǎn)矩電機(jī)中的一種優(yōu)選的應(yīng)用。【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1示出冷卻回路在組件中的一種可能的延伸方式。其中，I表示其中包圍著冷卻盤管31，32的組件。冷卻盤管31，32在部分地蜿蜒狀穿過(guò)組件I。冷卻盤管由蜿蜒狀部段4以及定距部段7構(gòu)成。作為定距部段7在這里描述的是那些非蜿蜒狀的部段。冷卻盤管的蜿蜒狀部段由冷卻管5和轉(zhuǎn)彎部6構(gòu)成。冷卻管優(yōu)選地與組件I直接接觸。轉(zhuǎn)彎部6通過(guò)轉(zhuǎn)向件連接這些冷卻管。轉(zhuǎn)向件可以半圓形、橢圓形或棱角地設(shè)計(jì)。該附圖僅示出組件表面上的冷卻盤管。但是已知其他的可能性，以在組件和冷卻盤管之間建立良好的熱接觸，正如圖2也示出的那樣?？拷鋮s盤管端部的雙箭頭表示冷卻介質(zhì)的那些可能的穿流方向。
[0025]圖2示出該裝置的特殊情況，即，只有兩個(gè)冷卻盤管31，32參與組件的散熱工作。其中，其中一個(gè)冷卻盤管只具有一個(gè)蜿蜒狀部段4，它位于組件I的中間區(qū)域。另一個(gè)冷卻盤管具有兩個(gè)蜿蜒狀部段4，它們?cè)O(shè)計(jì)用于給組件I的兩個(gè)外部區(qū)域散熱。在該附圖中，冷卻盤管插入凹槽之中，從而在冷卻盤管31，32和組件I之間的形狀配合的連接確保有效的散熱。在電機(jī)有待散熱的板疊的情況下，選擇冷卻管5的方向與金屬板正交,正如通過(guò)組件I的剖面線(Schraffierung)表示的那樣，因?yàn)槔缭谕ㄟ^(guò)沖壓流程生產(chǎn)金屬板時(shí)能夠考慮到這些凹槽，而在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有顯著的額外耗費(fèi)。
[0026]圖3描繪了兩個(gè)冷卻盤管的協(xié)作，正如特別是可以用在轉(zhuǎn)矩電機(jī)或直線電機(jī)中的那樣。該簡(jiǎn)圖根據(jù)權(quán)利要求7，其中，兩個(gè)冷卻盤管具有一個(gè)有六個(gè)轉(zhuǎn)彎部6的和一個(gè)有五個(gè)轉(zhuǎn)彎部6的蜿蜒狀部段4。根據(jù)待散熱的組件I的周長(zhǎng)以及產(chǎn)生的熱量可以為該組件I的散熱使用一個(gè)或者多個(gè)這些組合。平面的箭頭要表明的是，冷卻盤管32的蜿蜒狀部段4設(shè)計(jì)用于由于定距部段7而無(wú)法被冷卻盤管31直接散熱的區(qū)域。相反地，冷卻盤管31的具有五個(gè)轉(zhuǎn)彎部6的蜿蜒狀部段4用在組件I的被冷卻盤管32的定距部段7繞開(kāi)的區(qū)域中，用于散熱。
[0027]總而言之，本發(fā)明涉及一種用于借助第一冷卻盤管31并且借助另外的冷卻盤管32為組件1、特別是為電動(dòng)的機(jī)器的板疊散熱的裝置。在此，冷卻盤管具有通過(guò)定距部段7相互連接的蜿蜒狀部段4。這些蜿蜒狀部段4用于為組件I的單個(gè)的不相鄰的區(qū)域散熱，其中，第一冷卻盤管31的定距部段7設(shè)計(jì)用于跨接那些設(shè)計(jì)由另外的冷卻盤管32的蜿蜒狀部段4散熱的區(qū)域。相反地，另外的冷卻盤管32的定距部段7用于跨接那些設(shè)計(jì)由第一冷卻盤管31的蜿蜒狀部段4散熱的區(qū)域。
【權(quán)利要求】
1.一種用于借助第一冷卻盤管(31)和至少一個(gè)另外的冷卻盤管(32)為組件(I)、特別是為電動(dòng)的機(jī)器的板疊散熱的裝置，其中，所述第一冷卻盤管和所述另外的冷卻盤管具有通過(guò)定距部段(7)相互連接的蜿蜒狀部段(4)，用于為所述組件(I)的單個(gè)的不相鄰的區(qū)域散熱，其中，所述第一冷卻盤管(31)的所述定距部段(7)設(shè)計(jì)用于跨接設(shè)計(jì)由所述另外的冷卻盤管(32)的所述蜿蜒狀部段(4)散熱的區(qū)域，并且其中，所述另外的冷卻盤管的所述定距部段(7 )設(shè)計(jì)用于跨接設(shè)計(jì)由所述第一冷卻盤管(31)的所述蜿蜒狀部段(4 )散熱的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一冷卻盤管(31)只具有一個(gè)蜿蜒狀部段(4)，所述蜿蜒狀部段設(shè)計(jì)用于為所述組件(I)散熱，并且其中所述另外的冷卻盤管(32)具有至少兩個(gè)蜿蜒狀部段(4)，以便為在并不設(shè)計(jì)由所述第一冷卻盤管(32)散熱的區(qū)域中的所述組件(I)散熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述冷卻盤管(31，32)分別由一個(gè)管道件構(gòu)成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，冷卻介質(zhì)穿過(guò)所述第一冷卻盤管和所述另外的冷卻盤管(31，32)的穿流方向分別為不同的方向。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述組件(I)的、分別配備有所述冷卻盤管(31，32)的蜿蜒狀區(qū)域的區(qū)域是重疊的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在所述冷卻盤管(31，32)的所述蜿蜒狀部段(4)內(nèi)平行延伸的所述冷卻管(5)之間的間距以及直徑是變化的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述第一蜿蜒狀部段(4)具有六個(gè)轉(zhuǎn)彎部(6 )-并且在各一個(gè)定距部段(7 )之后，至少一個(gè)緊跟著的蜿蜒狀部段(4 )具有五個(gè)或更少的轉(zhuǎn)彎部(6)。
8.一種電機(jī)的板疊，所述板疊設(shè)計(jì)帶有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于散熱的>j-U ρ?α裝直。
9.一種電機(jī)的定子，所述定子設(shè)計(jì)帶有根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置。
10.一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)帶有根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置。
11.一種電動(dòng)的機(jī)器，特別是轉(zhuǎn)矩電機(jī)或直線電機(jī)，具有根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)子和/或根據(jù)權(quán)利要求9所述的定子。
12.一種用于借助根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置為組件(I)、特別是電動(dòng)的機(jī)器的板疊散熱的方法，其中，所述冷卻管(5)形狀配合地嵌入到預(yù)制的留空部中。
【文檔編號(hào)】H02K9/19GK103730986SQ201310472632
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】邁克爾-阿道夫·加代爾邁爾, 海因里?！だ崭ヌm克 申請(qǐng)人:西門子公司