具有導(dǎo)熱裝置的電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的電機(jī)，以及一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子-軸組合。此外，本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)的軸的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]這種電機(jī)從DE 10 2009 051 114 Al中已知。在該處描述了一種電機(jī)，該電機(jī)具有支承在空心軸上的轉(zhuǎn)子，其中空心軸在其內(nèi)部中構(gòu)成封閉的空腔，在該空腔中制冷劑根據(jù)熱虹吸效應(yīng)能夠在空心軸的熱的和冷的端部之間循環(huán)。電機(jī)包括定子，該定子尤其設(shè)置在殼體之內(nèi)并且包圍轉(zhuǎn)子。定子與殼體熱連接。殼體例如在端側(cè)具有用于將已冷卻的空氣流輸送給存在于殼體外側(cè)上的散熱片的可供使用的冷卻通道。封閉的空腔具有用于運(yùn)輸制冷劑的三維的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)。由此，能夠改進(jìn)溫差環(huán)流的冷卻效率。在DE 10 2009 051 114 Al中特別由陶瓷材料或由塑料制造復(fù)雜的幾何形狀，例如填充體的或三維的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的幾何形狀。制造也能夠由金屬材料實(shí)現(xiàn)。
[0003]此外，從DE 10 2011 078 791 Al中已知這種電機(jī)。在該處提出一種具有定子和轉(zhuǎn)子和封閉的殼體的電機(jī)，該殼體向外密封定子和轉(zhuǎn)子，該電機(jī)具有空心軸，在該空心軸上布置有轉(zhuǎn)子。空心軸穿過(guò)殼體并且不僅從殼體的驅(qū)動(dòng)側(cè)中還從殼體的通風(fēng)側(cè)中伸出。在通風(fēng)側(cè)處，將徑向風(fēng)機(jī)抗扭地布置在空心軸上?？招妮S在通風(fēng)側(cè)處具有至少一個(gè)徑向定向的通道，從而能夠由徑向風(fēng)機(jī)將內(nèi)部的冷卻劑流從空心軸中穿過(guò)通道徑向向外運(yùn)送。
[0004]從DE 199 21 452 Cl中已知這種電機(jī)，該電機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子軸和疊片組。轉(zhuǎn)子軸至少部分地由高導(dǎo)熱的材料制成，該高導(dǎo)熱的材料延伸至伸出疊片組的軸部段，由該軸部段將熱量經(jīng)由換熱器輸出給液體。液體的由軸部段的肋片產(chǎn)生的流足以引起到換熱器的交換面的良好的熱傳遞。利用能夠具有高比熱的和以相應(yīng)的流速度運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)交換面的冷卻流體，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化的導(dǎo)熱。經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸的導(dǎo)熱能夠經(jīng)由循環(huán)的冷卻流體以期望的高度設(shè)定。結(jié)合通過(guò)輻射和對(duì)流從轉(zhuǎn)子到達(dá)殼體壁的熱量足以冷卻轉(zhuǎn)子，從而能夠多次放棄用于轉(zhuǎn)子的人工對(duì)流。電機(jī)至少能夠以封閉的結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)實(shí)施，由此防止引導(dǎo)流和循環(huán)的部件的隨機(jī)的或者疏忽的接觸，并且防止雜質(zhì)侵入到殼體中。但是也可行的是，在轉(zhuǎn)子軸上還設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)，該鼓風(fēng)機(jī)將冷卻空氣移動(dòng)經(jīng)過(guò)機(jī)器的殼體。在利用鈉填充的空腔的軸的位置處，也能夠設(shè)有由高導(dǎo)熱的材料、如氮化鋁構(gòu)成的實(shí)心軸。在DE 199 21452 Cl中對(duì)此提出，利用由高強(qiáng)度材料構(gòu)成的這種軸，軸橫截面能夠更小，由此降低軸的重量。
[0005]由于尋求在電機(jī)的高功率密度的情況下通過(guò)有效的冷卻實(shí)現(xiàn)高的效率，有核心意義的是，做出另外的技術(shù)貢獻(xiàn)以便單獨(dú)地、替選地或與已知的措施組合地改進(jìn)電機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目在于，提供一種具有有效冷卻的可行性的電機(jī)。
[0007]目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的電機(jī)實(shí)現(xiàn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)包括
[0009]-轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有支撐裝置和用于使廢熱從轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸導(dǎo)出的導(dǎo)熱裝置，
[0010]-定子，定子在電機(jī)運(yùn)行中與轉(zhuǎn)子磁性地共同作用，
[0011]-第一軸承裝置，
[0012]-第二軸承裝置，和
[0013]-軸，軸能?chē)@軸的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在第一軸承裝置和第二軸承裝置中，
[0014]-其中，轉(zhuǎn)子固定在軸上，
[0015]-其中，用于使廢熱從轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸導(dǎo)出的導(dǎo)熱裝置具有軸的帶有第一材料的軸向部分，第一材料具有大于10Wnf1K的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0016]該目的也通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求13的特征的轉(zhuǎn)子-軸組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。用于根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子-軸組合包括轉(zhuǎn)子和軸。
[0017]該目的也通過(guò)用于根據(jù)權(quán)利要求14電機(jī)的軸的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用中，軸具有用于使廢熱從轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸導(dǎo)出的導(dǎo)熱裝置的、帶有第一材料的軸向部分，第一材料具有大于10Wnf1K的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)有利地通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)目的，即導(dǎo)熱裝置通過(guò)軸的具有第一材料的軸向部分能夠?qū)U熱以高的程度在短的時(shí)間段中從轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸導(dǎo)出。有利地，這引起電機(jī)的很小的加熱并且因此通過(guò)電機(jī)的加熱而引起的更小的效率損失。相對(duì)于用于電機(jī)的由功能引起的必要的對(duì)定子、轉(zhuǎn)子和軸的位置需求而言，導(dǎo)熱裝置有利地不具有或有利地僅具有很小的附加的位置需求。
[0019]軸向部分以一定長(zhǎng)度在軸向方向上延伸，該軸向方向沿著旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)伸展。
[0020]第一材料能夠由不同的化學(xué)元素構(gòu)成，其中第一材料具有大于10Wnf1K的導(dǎo)熱系數(shù)。因此，第一材料例如能夠是具有大于10Wnf1K的導(dǎo)熱系數(shù)的合金。
[0021]軸向部分的第一材料能夠在垂直于軸向方向的徑向方向上具有對(duì)于軸的在電機(jī)運(yùn)行中所必需的力傳遞而言充足的厚度。因此，有利地能夠通過(guò)具有第一材料的導(dǎo)熱系數(shù)的軸的盡可能大的橫截面來(lái)將廢熱以高的程度在較短的時(shí)間段中從轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸導(dǎo)出。
[0022]軸的軸向部分能夠在軸的整個(gè)長(zhǎng)度之上沿著軸向方向延伸。此外，因此能夠有利地由一個(gè)件制成軸。
[0023]軸的軸向部分能夠是軸的第一部段。然后，軸具有第二部段并且必要時(shí)具有第三部段或還有另外的部段，另外的部段在軸向方向上在第一部段之前或之后延續(xù)軸。因此，第一材料能夠有利地有針對(duì)性地用于電機(jī)的有效冷卻。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)中，軸能夠借助于第一軸承裝置支承在第一軸承蓋中并且借助于第二軸承裝置支承在第二軸承蓋中。軸承蓋或者具有軸承蓋的殼體因此能夠有利地作為轉(zhuǎn)矩支座使用。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)機(jī)械能設(shè)置轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)轉(zhuǎn)子和定子之間的磁性的共同作用能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。電能能夠在固定在定子上的繞組處通過(guò)連接用電器來(lái)提取。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，經(jīng)由繞組輸送電能并且通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子之間的磁性的共同作用將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。在此，轉(zhuǎn)子置于轉(zhuǎn)動(dòng)中并且能夠在軸處將機(jī)械能以轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的形式輸出給機(jī)械負(fù)載。
[0027]在根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)運(yùn)行時(shí)或運(yùn)行之后，電能到機(jī)械能或者機(jī)械能到電能的不完全的轉(zhuǎn)換引起電機(jī)加熱。電機(jī)通過(guò)加熱產(chǎn)生廢熱。
[0028]轉(zhuǎn)子和定子之間的磁性的共同作用能夠經(jīng)由空氣間隙進(jìn)行，空氣間隙在徑向方向上通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子限界。轉(zhuǎn)子能夠具有相應(yīng)的裝置，以便經(jīng)由空氣間隙能夠與定子、尤其與固定在定子上的繞組磁性地共同作用。裝置對(duì)此能夠具有永磁體和/或繞組。
[0029]用于電機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子-軸組合也具有另外的優(yōu)點(diǎn)，即轉(zhuǎn)子和軸作為組合，例如以包裝單元能夠提供用于裝入到根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)中。因?yàn)檗D(zhuǎn)子和軸在其相應(yīng)的特性中有利地為了有效的冷卻和可能對(duì)于軸的另外的要求而有利地相互協(xié)調(diào)，所以有利的是軸和轉(zhuǎn)子作為組合來(lái)提供。因此能夠確保的是，轉(zhuǎn)子能夠在正確的位置處固定到所屬的軸上。這確保電機(jī)的有效冷卻。特別地，在轉(zhuǎn)子-軸組合中轉(zhuǎn)子固定在軸上。特別地由此也能夠有利地降低如下的危險(xiǎn)，即轉(zhuǎn)子以對(duì)于有效冷卻不適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ㄔ谳S上。此外，轉(zhuǎn)子-軸組合有利地引起轉(zhuǎn)子的更小的加熱，加熱能夠防止轉(zhuǎn)子的可能過(guò)早的損壞。
[0030]用于根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的軸的根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用具有另外的優(yōu)點(diǎn)，即在電機(jī)運(yùn)行中或之后能夠?qū)U熱從轉(zhuǎn)子經(jīng)由具有第一材料的軸導(dǎo)出，其中第一材料具有大于10Wnf1K的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0031]另一優(yōu)點(diǎn)在于，常規(guī)的軸能夠通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的軸來(lái)取代，而不需要對(duì)電機(jī)、尤其轉(zhuǎn)子進(jìn)行大的結(jié)構(gòu)上的改變。因此能夠有利地以簡(jiǎn)單和成本適宜的方式提