具有組合的空氣水冷卻系統的電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電機，
[0002]-其中，電機具有殼體，在殼體中布置有定子并且轉子圍繞旋轉軸線能旋轉地支承在殼體中，
[0003]-其中，殼體在旋轉軸線的方向上看從前端延伸至后端，
[0004]-其中，殼體或者在前端附近具有進氣口并且在后端的附近具有出氣口，或者在前端的附近和后端的附近分別具有進氣口并且在其之間在平行于旋轉軸線的一側處具有出氣口，
[0005]-其中，電機在運行時在進氣口處抽取空氣并且在出氣口處排出所抽取的空氣，
[0006]-其中，使頂蓋安裝到殼體的平行于旋轉軸線的一側處，該頂蓋罩式地覆蓋了進氣口和出氣口，從而使在出氣口處從殼體排出的空氣再次輸送給進氣口。
【背景技術】
[0007]這種電機是普遍公知的。純示例性地請參照DE 37 24 186 Al。
[0008]在開頭所述類型的電機中，通常在頂蓋中布置有管，管由氣態的或者液態的冷卻介質-通常是空氣或者水-穿流并且由此吸收了使電機冷卻的空氣的熱量。基于管必要的安裝空間，對于頂蓋來說通常需要很大的結構高度。此外，盡管對電機的冷卻是有效的，但并不是最優的。

【發明內容】

[0009]本發明的目的在于，進一步改進開頭所述類型的電機，即優化冷卻并且緊湊地構造電機。
[0010]該目的通過具有權利要求1的特征的電機實現。根據本發明的電機的有利的設計方案是從屬權利要求2至10的內容。
[0011 ] 根據本發明，開頭所述類型的電機由此來設計，即
[0012]-在定子中布置有用于液態的冷卻介質的管，借助冷卻介質在運行中直接冷卻定子，并且
[0013]-在旋轉軸線的方向上看，管中的至少一些管在前端和后端的方向上伸出定子，從而管在運行中吸收了所抽取的、在殼體內部流動的空氣的熱量。
[0014]通過這種方式，定子能夠直接利用液態的冷卻介質高效地冷卻。轉子的冷卻至少如現有技術中一樣有效。此外，根據本發明的電機能夠緊湊地構造。
[0015]在定子中布置有定子繞組系統，該定子繞組系統從定子出發在旋轉軸線的方向上看具有朝向前端的前繞組頭部和朝向后端的后繞組頭部。在本發明的優選的設計方案中，管在旋轉軸線的方向上看覆蓋了繞組頭部的至少50%，更好的是至少75%。通常，管并不完全伸出繞組頭部。然而，在個別情況中，完全地伸出繞組頭部或者甚至越過繞組頭部伸出也是可能的。
[0016]通常，圍繞著旋轉軸線來看，管均勻分布地布置。可行的是，管朝向前端和后端伸出定子相同的距離，即所有的管與其布置在定子的圓周處的位置無關地都是相同長度的。替代地可行的是，與布置在電機的朝向頂蓋的區域中的管相比，至少布置在電機的遠離頂蓋的區域中的管朝向前端和后端伸出定子更小的距離。
[0017]通常，在其中管朝向前端和后端伸出定子的區域中，管由所抽取的、在殼體內部流動的空氣來環流。在這種情況中，優選地在管朝向前端和后端伸出定子的區域中，在管處布置有從管處突出的冷卻肋。
[0018]此外可行的是，在管處布置有冷卻體，該冷卻體在旋轉軸線的方向上看伸出管向著殼體的端部延伸。無論管本身是否由所抽取的、在殼體內部流動的空氣環流并且是否在管處布置有冷卻肋，前述設計方案都能夠實現。
[0019]此外可行的是，管在其軸向端部處通過相應的環形匯聚管彼此連接。在這種情況下，在環形匯聚管處布置有冷卻體，該冷卻體在旋轉軸線的方向上看伸出環形匯聚管朝向殼體的端部延伸。
[0020]在電機的特別優選的設計方案中提出，
[0021]-轉子具有至少一個在旋轉軸線的方向上延伸的縱向冷卻空氣通道，在旋轉軸線的方向上看、在預定的軸向位置處，從該縱向冷卻空氣通道起徑向向外分支出徑向朝向旋轉軸線延伸的、轉子側的橫向冷卻空氣通道，
[0022]-在旋轉軸線的方向上在預定的軸向位置之間看，定子分別具有定子部段和在預定的軸向位置處徑向向著旋轉軸線延伸的定子側的橫向冷卻空氣通道，以及
[0023]-在運行中在進氣口處抽取的空氣在殼體內部至少部分地在旋轉軸線的方向上流入到至少一個縱向冷卻空氣通道中，并且然后通過轉子側的橫向冷卻空氣通道和定子側的橫向冷卻空氣通道徑向向外流動。
[0024]通過這種設計方案尤其能夠使冷卻效果優化。
【附圖說明】
[0025]本發明的上述屬性、特征和優點以及實現這些的方法和方式，結合下面借助附圖詳細闡述的對實施例的描述而更清楚易懂。在此以示意圖示出:
[0026]圖1和2是電機的實施方式的縱向剖面圖，以及
[0027]圖3是定子的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0028]根據圖1和2，電機具有殼體I。在殼體I中布置有定子2。此外，在殼體I中，轉子4支承在軸承3中，從而使轉子4能圍繞旋轉軸線5旋轉地支承。在旋轉軸線5的方向上看，殼體從前端6朝向后端7延伸。殼體利用底側8豎立在(未示出的)基體上。
[0029]旋轉軸線通常水平延伸。該設計方案涉及以下實施方式。然而，在個別情況中，旋轉軸線能夠替代性地垂直地延伸。
[0030]優選地，轉子具有至少一個縱向冷卻空氣通道4a。縱向冷卻空氣通道4a在旋轉軸線5的方向上延伸。在預定的軸向位置處-即在旋轉軸線5的方向上看的預定位置處-從(至少一個)縱向冷卻空氣通道4a起徑向向外分支出轉子側的橫向冷卻空氣通道4b。該橫向冷卻空氣通道4b徑向朝向旋轉軸線5延伸。其徑向向外打開，即向著定子2打開。此夕卜，定子2在預定的軸向位置處具有定子側的橫向冷卻空氣通道2b。該定子側的橫向冷卻空氣通道2b徑向地朝向旋轉軸線5延伸。在預定的軸向位置之間，定子分別具有定子部段
2β ο
[0031]殼體I能夠具有(唯一的)進氣口 10和出氣口 11。在這種情況中，進氣口 10布置在前端6附近，出氣口 11布置在后端7附近。在這種情況中，進氣口 10和出氣口 11多數布置在殼體I的上側9上(或者通常布置在與旋轉軸線5平行的一側9上)。然而，在個別情況中，其能夠布置在殼體I的端面側處。這種設計方案在圖1中示出。替代地也可行的是，殼體I在上側9上具有兩個進氣口 10和一個出氣口 11。在這種情況中，各一個進氣口 10布置在前端6和后端7的附近。出氣口 11在該種情況中布置在兩個進氣口 10之間。這種設計方案在圖2中示出。即使在該種情況中，進氣口 10也多數布置在上側9上或者布置在與旋轉軸線5平行的一側9上。然而，在個別情況中，其也能夠布置在殼體I的端面側處。出氣口 11 一直布置在上側9上或者布置在與旋轉軸線5平行的一側9上。
[0032]下面始終使用術語進氣口 10(復數)。然而，這種使用僅僅以普遍意義來實現。因此，相應的實施方案同樣適用于根據圖1的具有唯一進氣口 10的設計方案。
[0033]無論實現兩個設計方案中的哪一個(具有唯一的進氣口 10或者具有兩個進氣口10)，電機在電機運行時在進氣口 10處抽取空氣，引導空氣穿過殼體I (特別是穿過定子2和轉子4)并且在出氣口 11處將空氣再次排出。相應的空氣循環在圖1和2中以虛線12示出。在圖1和圖2的圖示中特別能觀察到，在電機運行時在進氣口 10處抽取的空氣在殼體I的內部(至少部分地)在旋轉軸線5的方向上流入到至少一個縱向冷卻空氣通道4a中并且然后穿過轉子側的橫向冷卻空氣通道4b和定子側的橫向冷卻空氣通道2b徑向向外流動。
[0034]此外，在殼體I的上側9上或者與旋轉軸線5平行的一側9上安裝有頂蓋13。頂蓋13罩式地覆蓋進氣口 10和出氣口 11。由于頂蓋13，在出氣口 11處排出的空氣又輸送給進氣口 10。因此，空氣以封閉的冷卻循環來循環。其冷卻了轉子4并且也通過對流來部分地冷卻定子2。
[0035]在定子2中-這不僅適合于圖1中的設計方案也適合圖2中的設計方案-布置有管14。該管14根據圖1和2并且也根據圖3在旋轉軸線5的方向上延伸。替代地，其能夠具有圍繞旋轉軸線5的輕微扭轉。管14引導液態冷卻介質15，通常是水。借助液態的冷卻介質15，在電機運行時直接冷卻了定子1、即直接液體冷卻。從定子2到管14上的熱傳遞通過熱傳導來實現。根據圖3，管14例如能夠在定子I的外圓周處壓入到槽16中。替代地或者附加地，管14能夠插入到孔中。
[0036]根據圖1和2，管14-至少管14中的一些管-在旋轉軸線5的方向上看在朝向前端6和后端7的方向上伸出定子2。由此可行的是，管14在電機運行時吸收了通過進氣口10抽取的、在殼體I內部流動的空氣的熱量。
[0037]在最簡單的情況中