用于船舶的電動吊艙驅(qū)動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于船舶的電動吊艙驅(qū)動器，其中電動吊艙驅(qū)動器具有帶有定子的電動機(jī)和殼體部分，該殼體部分在軸向方向上至少部分地沿著定子延伸，并且該殼體部分在周向上至少部分地包圍定子。
【背景技術(shù)】
[0002]這種電動吊艙驅(qū)動器例如作為驅(qū)動單元在船舶中應(yīng)用，其中吊艙驅(qū)動器位于船體的外部和水平面以下、特別在海水中并且驅(qū)動螺旋槳。這種電動吊艙驅(qū)動器也稱作P0D驅(qū)動器。在此在這種電動吊艙驅(qū)動器中，電機(jī)的損耗熱量必須以合適的方式排掉，以使電機(jī)在運(yùn)行中保持在恒定的和可接受的溫度水平。
[0003]迄今為止，定子的散熱在殼體的表面上通過對流進(jìn)行。定子疊片組收縮到殼體內(nèi)，由此確保良好的熱傳導(dǎo)。然而由此不能充分地冷卻繞組頭，因為繞組頭不接觸殼體并且熱量因此不能直接地傳導(dǎo)到殼體處和因此傳導(dǎo)到水中。
[0004]從DE877 254 C中已知了一種吊艙驅(qū)動器，其具有在發(fā)動機(jī)殼體中的電動機(jī)，其中電動機(jī)殼體被吊艙殼體包圍，并且在電動機(jī)殼體和吊艙殼體之間設(shè)置有環(huán)形通道。在此，進(jìn)入到吊艙內(nèi)的水能夠穿過該環(huán)形通道流動。
[0005]從DE 198 26 229 A1中還已知了一種吊艙驅(qū)動器，其固定在船體上的桿部處。在此冷卻元件設(shè)置在桿下部。此外，吊艙驅(qū)動器的軸實施為空心軸，海水能夠穿過該空心軸流動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種具有更好的冷卻的電動吊艙驅(qū)動器。
[0007]該目的通過開頭所述類型的吊艙驅(qū)動器由此實現(xiàn)，即設(shè)置有基本上在軸向方向上延伸的冷卻通道，在該冷卻通道中相應(yīng)地至少一種冷卻介質(zhì)能夠流動，并且借助于該冷卻介質(zhì)能夠冷卻電動機(jī)，其中冷卻通道至少徑向向內(nèi)地相應(yīng)地通過一種材料的層限界，該材料具有至少lW/(m*K)的熱導(dǎo)率，并且該材料至少在含海水的環(huán)境中是抗腐蝕的。
[0008]在電動機(jī)器中，機(jī)器內(nèi)部的冷卻通常是有問題的，因為在運(yùn)行中在該處形成有過熱的位置點，即所謂的“hot spots(熱點)”。因此根據(jù)本發(fā)明提出，通過冷卻通道至少徑向向內(nèi)地被具有熱導(dǎo)率為至少lW/(m*K)的材料的層限界，由此冷卻通道在其徑向內(nèi)側(cè)面具有相比較高的熱導(dǎo)率。通過該層實現(xiàn)了對電動吊艙驅(qū)動器的可靠的和強(qiáng)效的冷卻，該層特別地也能夠徑向向外和/或在周向上對相應(yīng)的冷卻通道限界。
[0009]在此，該層的材料也能夠具有至少60W/(m*K)的熱導(dǎo)率。按照增加的熱導(dǎo)率排序，這種材料例如是銅合金、特別是銅合金CC333G或CuA110Fe5Ni5-C、以及金屬錫、鉻、鋅或鋁，其中也能使用石墨。也能夠考慮使用達(dá)到這種熱導(dǎo)率的合金。尤其是能夠選擇具有至少80W/(m*K)的熱導(dǎo)率的材料。
[0010]在此定子通常實施為空心圓柱體，其中電動吊艙驅(qū)動器的冷卻通道的位置優(yōu)選地比空心圓柱體形的定子的內(nèi)表面在徑向上更向外。這表明，冷卻通道能夠至少部分地在定子中、在殼體部分中和/或在定子和殼體部分之間延伸。
[0011]為了電動機(jī)的特別好的冷卻，冷卻通道優(yōu)選地在超過定子的軸向長度的一半上延伸，尤其是在定子的整個軸向長度上延伸。
[0012]特別地，定子和/或殼體部分由熱導(dǎo)率小于55W/(m*K)、例如小于40W/(m*K)的材料制成。例如定子通常具有硅鋼片，該硅鋼片具有部分小于30W/(m*K)的相比較小的熱導(dǎo)率。此外殼體部分能夠由鋼制成，其中由于成本原因通常使用普通的鋼而放棄使用特種合金或不銹鋼。這種普通的鋼通常具有范圍從用于鎳鉻鋼的15W/(m*K)到用于具有小于0.4%碳含量的鋼的最大值為55W/ (m*K)的熱導(dǎo)率。
[0013]在此，層的材料至少在含海水的環(huán)境中是抗腐蝕的，其中特別在電動吊艙驅(qū)動器的常規(guī)使用期間、特別是當(dāng)?shù)跖擈?qū)動器浸入水中或海水中時應(yīng)當(dāng)達(dá)到該材料特性。因此達(dá)到實現(xiàn)吊艙驅(qū)動器在海水中常年運(yùn)行的耐用性。
[0014]特別地能夠這樣地選擇材料，即確保足夠的抗腐蝕性，例如根據(jù)用于大氣環(huán)境條件的腐蝕性類別C4或者C5-1的或根據(jù)DIN ΕΝ ISO 12944-2用于水的Im2或者Im3的抗腐蝕性。因此例如能夠考慮材料與海水直接接觸?？商鎿Q地，材料能夠與冷卻空氣或者其他的冷卻介質(zhì)直接接觸，冷卻介質(zhì)通過電動吊艙驅(qū)動器在海水中的運(yùn)行而含鹽，并且因此代表上述的含海水的環(huán)境。因此至少一種冷卻介質(zhì)例如能夠設(shè)計為液態(tài)地或者氣態(tài)地實施，尤其能夠為此考慮具有循環(huán)的冷卻水的或者循環(huán)的冷卻空氣的封閉的冷卻循環(huán)。
[0015]例如能夠?qū)⒆銐虻目垢g性解釋為5到15年之間的保護(hù)期限或大于15年的保護(hù)期限，如在DIN ΕΝ ISO 12944-5中說明的那樣。
[0016]可替換地或者附加地能夠如下地選擇材料的抗腐蝕性，材料的侵蝕率在電動吊艙驅(qū)動器的常規(guī)使用期間每年小于ΙΟΟμπι，特別地小于50μπι。在此能夠這樣地測量層的厚度，即根據(jù)期望的最小使用壽命或保護(hù)期限并且在給定的侵蝕率的情況下保持最小層厚。特別地能夠提出，層在徑向方向上對冷卻通道限界。
[0017]—般地，驅(qū)動器吊艙的殼體部分經(jīng)由桿能旋轉(zhuǎn)地布置在船的下側(cè)處，其中電動吊艙驅(qū)動器的定子具有至少lm、特別地大于2m的直徑。在此，電動吊艙驅(qū)動器能夠達(dá)到至少1麗、優(yōu)選大于10麗的功率。
[0018]在本發(fā)明的有利的設(shè)計方案中，定子在相應(yīng)的軸向端部具有繞組頭，其中冷卻通道中的至少一個在繞組頭中的一個的軸向區(qū)域內(nèi)至少逐段地延伸，其中設(shè)置有至少一個流體動力機(jī)器，該流體動力機(jī)器布置在電動吊艙驅(qū)動器的軸和殼體部分之間，并且該流體動力機(jī)器與該軸抗扭地連接，其中通過借助于至少一個流體動力機(jī)器而能夠循環(huán)的另外的冷卻介質(zhì)能夠冷卻相應(yīng)的繞組頭。
[0019]通過使用至少一個與軸抗扭地連接的流體動力機(jī)器能夠提高可供應(yīng)吊艙驅(qū)動器的冷卻功率，這實現(xiàn)了，能將吊艙驅(qū)動器相對于支撐吊艙驅(qū)動器桿封裝地實施。這由此實現(xiàn)能夠通過另外的冷卻介質(zhì)冷卻相應(yīng)的繞組頭的區(qū)域，該另外的冷卻介質(zhì)由至少一個流體動力機(jī)器循環(huán)。特別地，相應(yīng)的繞阻頭的區(qū)域能夠在此形成封閉的冷卻循環(huán)，其中必要時冷卻通道中的至少一個朝向相應(yīng)的繞組頭區(qū)域是向外開放，或者至少能夠?qū)⑾鄳?yīng)的區(qū)域中的熱量排出。
[0020]如果冷卻通道中的一個朝向相應(yīng)的繞組頭區(qū)域向外開放地實施，除了改進(jìn)相應(yīng)的繞組頭的冷卻外，附加地實現(xiàn)了吊艙驅(qū)動器的軸向中部的改進(jìn)的冷卻，因為能夠從軸向中部至繞組頭區(qū)域地將廢熱導(dǎo)出。
[0021]另外的冷卻介質(zhì)能夠氣態(tài)地或者液態(tài)地實施，例如實施為空氣，其中至少一個流體動力機(jī)器在氣態(tài)的冷卻介質(zhì)時相應(yīng)地實施為通風(fēng)裝置或者在液態(tài)的冷卻介質(zhì)時實施為栗。原則上在此能夠考慮的是，另外的冷卻介質(zhì)與至少一種冷卻介質(zhì)一致、或兩種冷卻介質(zhì)在相同的冷卻循環(huán)中循環(huán)。特別對于這種情況，通過冷卻介質(zhì)來實現(xiàn)相應(yīng)的繞組頭的冷卻，隨后引導(dǎo)該冷卻介質(zhì)穿過在軸向方向上延伸的冷卻通道。
[0022]在此如下地理解在軸和殼體部分之間的至少一個流體動力機(jī)器的布置，即至少一個流體動力機(jī)器從徑向內(nèi)部向徑向外部地跟隨軸并且殼體部分最終跟隨軸。由此并非強(qiáng)制需要相應(yīng)的部件在軸向方向上的重疊。
[0023]可替換地，至少一個流體動力機(jī)器也能實施為外部通風(fēng)裝置或與軸的轉(zhuǎn)速無關(guān)的能夠驅(qū)動的流體動力機(jī)器。
[0024]在本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，為了形成冷卻通道中的至少一個而在殼體部分中設(shè)置有凹槽。
[0025]在此該凹槽基本上在軸向方向上延伸，并且明顯有助于殼體部分的改進(jìn)的冷卻。因為