專(zhuān)利名稱(chēng)：外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)以及用于外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明首先涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括具有圓周壁以及至少一個(gè)單側(cè)的轉(zhuǎn)子底座的轉(zhuǎn)子罩，該轉(zhuǎn)子罩尤其作為具有較高防護(hù)等級(jí)、如DIN/IEC-EN 60034的第五部分所述之IP54(即Ingress Protection 54 防護(hù)等級(jí)Μ)的電機(jī)外殼的一部分，用來(lái)包圍定子。本發(fā)明此外還涉及一種如權(quán)利要求17所述的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)包括定子和包圍定子的轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)文件EPl 419 568Β1描述了一種“具有較高IP等級(jí)的電機(jī)”，在該電機(jī)中，電機(jī)外殼的一部分是由缽形轉(zhuǎn)子(外轉(zhuǎn)子)構(gòu)成的。在電機(jī)外殼的旋轉(zhuǎn)外轉(zhuǎn)子與剩下的在軸向上與該外轉(zhuǎn)子毗鄰且容納有電機(jī)電子元件的靜止(非旋轉(zhuǎn))部分之間所構(gòu)成的間隙是由一個(gè)合適的、特別是制造成迷宮式密封圈的旋轉(zhuǎn)密封圈實(shí)施密封的，以防止?jié)衿蚱渌愇镒酝獠壳秩搿＿@樣可確保實(shí)現(xiàn)力求達(dá)到的IP等級(jí)。因?yàn)檫@樣實(shí)際上已將電機(jī)外殼密封或包覆起來(lái)，所以電機(jī)存在如下問(wèn)題，即其功率范圍會(huì)因?yàn)樵谶\(yùn)轉(zhuǎn)中散發(fā)的電機(jī)熱量而受到限制。因此在上述專(zhuān)利申請(qǐng)文件中描述了通過(guò)使定子與轉(zhuǎn)子之間區(qū)域內(nèi)的空氣產(chǎn)生渦流從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部散熱的特殊方法。為此，此種公知的電機(jī)一方面在定子和一個(gè)與轉(zhuǎn)子相對(duì)著毗鄰的電子元件盒之間的軸向方向上具有內(nèi)部風(fēng)扇葉輪(散熱輪)，而且另一方面，在定子和轉(zhuǎn)子底座之間的軸向方向上具有另一散熱輪。但是這種隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的散熱輪作用有限，因?yàn)樽岆姍C(jī)封閉的內(nèi)部空間的空氣循環(huán)起來(lái)僅能實(shí)現(xiàn)這樣的目的，即，使得被加熱的空氣更有效地接觸特定的機(jī)械部件，如定子軸套和/或轉(zhuǎn)子罩，從而借助這些部件將熱量向外排出。然而這種排熱方法至少在利用轉(zhuǎn)子罩散熱方面并不十分有效，因?yàn)槠?br> W
通常使用的材料(拉伸鋼或塑料)具有很差的熱導(dǎo)率(熱導(dǎo)率;ι<100~-)
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本目的在于，對(duì)外轉(zhuǎn)子電機(jī)，確切地說(shuō)，特別是對(duì)其轉(zhuǎn)子進(jìn)行改良，使其通過(guò)有效的散熱能夠適應(yīng)更高的功率范圍。依據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過(guò)具有如權(quán)利要求1所述特征的轉(zhuǎn)子得以實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的其它有利設(shè)計(jì)方案以及特別的實(shí)施變例包含在各從屬權(quán)利要求中。而權(quán)利要求17 的主題則是一種根據(jù)本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明是這樣設(shè)計(jì)的，S卩，轉(zhuǎn)子罩在轉(zhuǎn)子底座的區(qū)域內(nèi)具有熱導(dǎo)率較高的散熱體，該散熱體以伸入所述轉(zhuǎn)子底座的方式設(shè)置，因此利用該散熱體能夠?qū)?nèi)部產(chǎn)生的電機(jī)熱量穿過(guò)轉(zhuǎn)子底座向外排出至環(huán)境中。因此這種熱傳遞主要是經(jīng)由散熱體實(shí)現(xiàn)的，因此使得散熱在很大程度上不再依賴(lài)于轉(zhuǎn)子罩材料和其本身的導(dǎo)熱性能。所述轉(zhuǎn)子罩自身或至少在其底座區(qū)域是由低熱導(dǎo)率、也就是說(shuō)熱導(dǎo)率至少明顯低ψ
于IGGI的材料制成的。例如鋼，視其金屬混合情況，熱導(dǎo)率介于ιο 與6() 之 m · Km · K
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間，而對(duì)于塑料來(lái)說(shuō)，其熱導(dǎo)率通常小于1^。與此相反，根據(jù)本發(fā)明的散熱體由高熱導(dǎo)
m · K
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率，即熱導(dǎo)率大于100~-，特別是大于150^的材料制成。在應(yīng)用鋁材料時(shí)，根據(jù)金屬
m ‘ Km ■ K
WW
混合情況的不同，熱導(dǎo)率λ介于150+與Μ0」；之間。
m ■ Km ■ K在一優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，散熱體伸入轉(zhuǎn)子底座的開(kāi)口中，在這種情況下，散熱體一方面具有從轉(zhuǎn)子底座出發(fā)向內(nèi)凸入到轉(zhuǎn)子罩中的內(nèi)側(cè)翼狀翼狀散熱片散熱片，另一方面具有
向外部凸起的外側(cè)肋狀散熱片。在這一方案中，所述散熱體適宜采用鋁或其它相應(yīng)地具有
WW
大于100-，特別是大于150~^的高熱導(dǎo)率的可選材料制成。伸入到電機(jī)內(nèi)部空間并 m · Km ■ K
一直伸至定子附近的內(nèi)側(cè)翼狀散熱片不僅負(fù)責(zé)使空氣有效循環(huán)，而且由于其起到吸熱面作
用的表面較大，還能進(jìn)行有效的散熱。整個(gè)散熱體內(nèi)部在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生溫度梯度，由此可經(jīng)
由散熱體將熱量由內(nèi)而外地導(dǎo)出并釋放到環(huán)境空氣中。在外部的散熱片同樣也增大了在該
處起到散熱面作用的表面。在另一優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)子底座的需用于由內(nèi)向外地散熱的開(kāi)口是由散熱體以向外方式密封的，因此，盡管散熱/散熱有了顯著改善，但仍然能夠在很大程度上確保具有較高的IP級(jí)別。


下面將借助附圖及圖中示出的特別實(shí)施例和設(shè)計(jì)變例對(duì)本發(fā)明做更為詳盡的描述。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的第一個(gè)實(shí)施例的分解立體圖，觀察方向斜指向轉(zhuǎn)子的封閉側(cè)，圖2與圖1相似，但觀察方向斜指向轉(zhuǎn)子的相反的開(kāi)放側(cè)，圖3是圖1和圖2所示的轉(zhuǎn)子在安裝完畢后的剖視圖，圖4至圖6類(lèi)似于圖1至圖3，示出了本發(fā)明可選的第二實(shí)施方案，圖7至圖9是轉(zhuǎn)子的第三種可選方案的示圖，具體而言圖7是轉(zhuǎn)子封閉側(cè)的斜向立體圖，圖8是轉(zhuǎn)子的相反的開(kāi)放側(cè)的斜向立體圖，圖9是圖7和圖8所示的轉(zhuǎn)子的軸剖圖。
具體實(shí)施例方式在不同的附圖中，同樣的部件始終配以同樣的附圖標(biāo)記。因此，對(duì)每一部件只說(shuō)明一次，而且，針對(duì)各部件的這種說(shuō)明對(duì)于那些其中以相應(yīng)的附圖標(biāo)記標(biāo)志有各該部件的附圖也是適用的。在附圖中，對(duì)于外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)，僅繪出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子1，其包括具有圓周壁4以及單側(cè)封閉之轉(zhuǎn)子底座6的缽形轉(zhuǎn)子罩2。在外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子1(外轉(zhuǎn)子)作為電機(jī)外殼的一部分，它通常從軸向上的一側(cè)包圍定子(未示出)。在這種情況下，轉(zhuǎn)子 1通過(guò)定子內(nèi)部的轉(zhuǎn)子軸8以可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。在電機(jī)外殼的可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子1與相鄰的其余部分之間構(gòu)成的周向間隙由一適合的、特別是制作成迷宮式密封圈的旋轉(zhuǎn)密封圈密封， 以防止?jié)衿蚱渌愇镒酝獠壳秩搿Ｒ虼耸闺姍C(jī)可滿足IEC 60034-5所規(guī)定的高IP級(jí)別， 例如IP540由于電機(jī)外殼被制成為密封或包覆形式，并因?yàn)檗D(zhuǎn)子罩由低熱導(dǎo)率材料
權(quán)利要求
1.一種用于外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(1)，其包括具有圓周壁(4)和至少一個(gè)單側(cè)的轉(zhuǎn)子底座(6)的轉(zhuǎn)子罩0)，所述轉(zhuǎn)子罩尤其作為具有高防護(hù)等級(jí)、例如依據(jù)DIN/IEC-EN 60034的第五部分所述之防護(hù)等級(jí)M的電機(jī)外殼的一部分，用來(lái)包圍定子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩(2)具有伸入所述轉(zhuǎn)子底座(6)且具有高熱導(dǎo)率的散熱體 (12)，利用所述散熱體(1 能夠?qū)?nèi)部產(chǎn)生的電機(jī)熱量穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子底座(6)向外排出到環(huán)境中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩O)自身或至少在所述轉(zhuǎn)子底W座(6)的區(qū)域內(nèi)是由低熱導(dǎo)率;I <100^的材料制成的，特別是由鋼和/或塑料制成的。m · K
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(1 所具有的熱導(dǎo)率WW；I > 100—~，特別是;I >150-—。 m ■ Km · K
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(1 至少有一部分是由熱導(dǎo) WW率λ在150 4與240^之間的鋁制成的。 m * Km · K
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(12)伸入所述轉(zhuǎn)子底座(6) 的開(kāi)口(14)中，并且一方面具有從所述轉(zhuǎn)子底座(6)出發(fā)向內(nèi)凸入到所述轉(zhuǎn)子罩O)中的內(nèi)側(cè)翼狀散熱片(16)，另一方面具有向外部凸起的外側(cè)肋狀散熱片(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(1 被構(gòu)造成一體式的盤(pán)形散熱件(20)，其在一側(cè)具有翼狀散熱片(16)，而在另一側(cè)則具有肋狀散熱片(18)，所述散熱件在外部呈蓋狀固定于所述轉(zhuǎn)子底座(6)上，其中所述翼狀散熱片(16)伸入所述轉(zhuǎn)子底座(6)的開(kāi)口 (14)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱件00)從外側(cè)緊密封閉所述轉(zhuǎn)子底座(6)的開(kāi)口(14)，為此，優(yōu)選在所述轉(zhuǎn)子底座(6)與所述散熱件00)之間設(shè)置有包圍所述開(kāi)口(14)的區(qū)域的密封墊圈02)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(12)為兩件式結(jié)構(gòu)，其由一側(cè)具有翼狀散熱片(16)的一個(gè)內(nèi)部散熱件06)和外側(cè)具有肋狀散熱片(18)的一個(gè)外部散熱件08)組成，其中，兩個(gè)所述散熱件06，28)在所述轉(zhuǎn)子底座(6)的開(kāi)口(14)的區(qū)域內(nèi)是通過(guò)熱接觸區(qū)(30)結(jié)合在一起的，因而能夠互相導(dǎo)熱。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(1 從外側(cè)緊密封閉所述轉(zhuǎn)子底座(6)的開(kāi)口(14)，為此，優(yōu)選在所述轉(zhuǎn)子底座(6)與所述外部散熱件08)之間設(shè)置有包圍所述開(kāi)口(14)的區(qū)域的密封墊圈02)。
10.據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述外部散熱件08)與內(nèi)部散熱件06) 在中間夾著所述轉(zhuǎn)子底座(6)的情況下固定地連接，特別是以螺絲擰接在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(1 在所述轉(zhuǎn)子底座(6)的區(qū)域內(nèi)是以貫穿所述開(kāi)口(14)的形式澆鑄而成的，其中，在內(nèi)部的翼狀散熱片(16)以及在外部的肋狀散熱片(18)均以模制技術(shù)構(gòu)造而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述散熱體(1 與所述轉(zhuǎn)子罩(2)或轉(zhuǎn)子底座(6)是以材料接合和/或形鎖合的方式連接在一起的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子罩O)的與所述轉(zhuǎn)子底座 (6)相反的開(kāi)放側(cè)上具有環(huán)狀散熱體(32)，所述環(huán)狀散熱體具有葉片狀的、沿周向分布設(shè)置的翼狀散熱片(34)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩( 通過(guò)僅設(shè)置在一側(cè)的轉(zhuǎn)子底座(6)與轉(zhuǎn)子軸(8)連接在一起，所述轉(zhuǎn)子軸由旋轉(zhuǎn)軸承支承從而可相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)， 其中，優(yōu)選在延長(zhǎng)的軸端上固定或能夠固定有內(nèi)部風(fēng)扇葉輪，并且所述風(fēng)扇葉輪在電機(jī)內(nèi)部被設(shè)置在定子與電機(jī)電子元件之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩O)的兩側(cè)分別具有轉(zhuǎn)子底座，其中，可以選擇地使其中一個(gè)和/或另一轉(zhuǎn)子底座具有如前述權(quán)利要求之一所述的散熱體(12)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩( 通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承設(shè)置或能夠設(shè)置于一不可旋轉(zhuǎn)的軸上。
17.一種外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)，特別是具有高防護(hù)等級(jí)、例如依據(jù)DIN/IEC-EN60034的第五部分所述之防護(hù)等級(jí)M的封閉式電機(jī)外殼的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)，所述電機(jī)包括定子和根據(jù)前述權(quán)利要求之一設(shè)計(jì)并包圍所述定子的轉(zhuǎn)子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(1)，其包括具有圓周壁(4)和至少一個(gè)單側(cè)的轉(zhuǎn)子底座(6)的轉(zhuǎn)子罩(2)，該轉(zhuǎn)子罩尤其作為具有高防護(hù)等級(jí)、例如依據(jù)DIN/IEC-EN 60034的第五部分所述之防護(hù)等級(jí)54的電機(jī)外殼的一部分，用來(lái)包圍定子。轉(zhuǎn)子罩(2)具有伸入轉(zhuǎn)子底座(6)并具有高熱導(dǎo)率的散熱體(12)，利用該散熱體(12)能夠?qū)?nèi)部產(chǎn)生的電機(jī)熱量穿過(guò)轉(zhuǎn)子底座(6)向外排出至環(huán)境中。除此之外，本發(fā)明還涉及一種外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)，特別是具有高防護(hù)等級(jí)、例如依據(jù)DIN/IEC-EN 60034的第五部分所述之防護(hù)等級(jí)54的封閉式電機(jī)外殼的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)包括定子和根據(jù)上述方式設(shè)計(jì)并包圍所述定子的轉(zhuǎn)子(1)。
文檔編號(hào)H02K5/18GK102403812SQ20111027432
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者維爾納·米勒, 迪特爾·貝斯特 申請(qǐng)人:依必安-派特穆?tīng)柗腋煞萦邢迌珊瞎?br>