專利名稱：一種電機(jī)結(jié)構(gòu)及其實(shí)施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求8的前序部分所述的用于電動(dòng)機(jī)的方法。
先前已知對電機(jī)冷卻的安排，特別是冷卻空氣借助一設(shè)置在一端的風(fēng)扇從所述的一端輸入和/或輸出(吹入/吹出)?？諝饨柚L(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)這樣來吹入，迫使空氣進(jìn)入電機(jī)外殼，空氣還甚至可壓縮到大氣壓以上，以保證氣流進(jìn)入電機(jī)外殼，繼而從電機(jī)外殼選出。
一個(gè)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合，例如一臺(tái)電動(dòng)機(jī)加上一臺(tái)水泵或一臺(tái)壓縮機(jī)，一般是這樣安排的，即電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)是分別安裝在同一底座或分開的底座上。在已知的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力一般僅施加到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一端上，也就是它不能供應(yīng)一個(gè)以上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果在兩個(gè)輸出軸的情況下，則附加的第二根軸一般僅適配于通過常規(guī)裝有風(fēng)扇的另一端而伸出。
但以上所提供的解決辦法有若干缺點(diǎn)。例如，以鼓風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)所供應(yīng)的空氣并非在所有情況下都能給整個(gè)結(jié)構(gòu)提供足夠的冷卻功能。當(dāng)傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)與從電動(dòng)機(jī)兩端輸出動(dòng)力的解決辦法相結(jié)合時(shí)曾引起一些過熱的問題，因?yàn)樵O(shè)計(jì)并未考慮到通過另一端的鼓風(fēng)措施而延伸任何一種出軸。另外，事實(shí)證明要提供一閉路或開路的對稱冷卻也較困難，從而不能保證電機(jī)的均勻冷卻。借助一鼓風(fēng)機(jī)來進(jìn)行冷卻的方法本身也會(huì)使冷卻介質(zhì)即空氣的溫度增高，因?yàn)榭諝獾臏囟入S壓力的增高而升高。目前還未曾找到對介質(zhì)的閉路循環(huán)的滿意的解決辦法。另外在組裝現(xiàn)場對電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的互相調(diào)節(jié)也是一費(fèi)力和困難的工作。另外在運(yùn)行中設(shè)置在分開底座上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)之間可能出現(xiàn)小的相對運(yùn)動(dòng)。因此它們的相互定位并不是總能正確地保證的，即便如此在工作中也會(huì)變動(dòng)的。這種不正確的相互定位和/或不需要的相對運(yùn)動(dòng)一般會(huì)導(dǎo)致泄漏和/或其他部件例如軸承的額外磨損。
本發(fā)明的目的在于設(shè)法克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)和其實(shí)施方法。本發(fā)明企圖提供一種冷卻裝置和方法，它本身不會(huì)使電機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度升高。本發(fā)明還在于提供一種電機(jī)結(jié)構(gòu)和方法，它能以對稱的方式實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻。另外本發(fā)明還企圖提供一種電機(jī)結(jié)構(gòu)，它能提供在電機(jī)兩端安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)辦法。本發(fā)明還企圖提供一種實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體化的電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合的辦法。本發(fā)明還謀求獲得一個(gè)具有能形成安裝機(jī)器的端部的結(jié)構(gòu)。另外還有一個(gè)目的是解決冷卻介質(zhì)的閉路循環(huán)問題。
本發(fā)明的基本概念是以提供一種電機(jī)結(jié)構(gòu)和方法為基礎(chǔ)的，其中冷卻介質(zhì)或流體以真空或抽吸的輔助方式通過外殼內(nèi)至少一個(gè)開孔被引入定子空間內(nèi)，并提供實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的設(shè)計(jì)和方法。電機(jī)的結(jié)構(gòu)最好是這樣，即冷卻介質(zhì)或流體的循環(huán)對稱地出現(xiàn)，例如通過定子空間的外殼來供應(yīng)介質(zhì)并在結(jié)構(gòu)的兩端或靠近兩端處對稱地排放。按照本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式能使電機(jī)的端部接納執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝部件，或者如果需要的話，端部也能用作把整個(gè)組件裝在底座上的措施。
更確切地說，按照本發(fā)明結(jié)構(gòu)的主要特征，如所附的權(quán)利要求1～7所表明的，特別是權(quán)利要求1所述的。而按照本發(fā)明方法的主要特征則如所附的權(quán)利要求8～12所表明的，特別是由權(quán)利要求8所述。
借助本發(fā)明可獲得若干優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)成的電機(jī)的冷卻能均勻地發(fā)生，而與先前的技術(shù)相比，冷卻作用有所增強(qiáng)。它使電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組裝顯著地容易和加快，而所需分開安裝的總的位置有所減少，并且所述的組件比通常的結(jié)構(gòu)更為簡單。按照本發(fā)明的組件，其制造更為經(jīng)濟(jì)，例如由于各種部件數(shù)量的減少。另外，電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件的可靠性有所提高，例如由于安裝的精確度有所改進(jìn)，以及組件的不同部件之間的相對運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)性有所降低。
下面根據(jù)一實(shí)施例參照附圖對本發(fā)明及其他目的和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明，其中對各附圖中相同的元件均用同一標(biāo)號(hào)來表示。不言而喻，下面所述的實(shí)施例并不意味著本發(fā)明僅限于所提供的特殊方式，而是表示本發(fā)明能夠覆蓋所附權(quán)利要求中所述的包括在本發(fā)明的范圍和原則內(nèi)的所有改進(jìn)、類似方案和其它方案。


圖1a和1b表示按本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)方向的視圖2表示電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3a，3b，3c表示從三個(gè)不同方向觀看的組件視圖。
圖4a，4b，4c表示局部截面和一些附加的結(jié)構(gòu)。
在某些附圖中，有一部分實(shí)際上是不可見的，但設(shè)在它們與觀察者之間的表面以外的輪廓是用虛線來表示的。另外在某些附圖中，虛線也用來表示某些部件的中心線。
圖1a和1b表示從側(cè)面和端部所看到的按本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)10。這里省略了可能安裝在其上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)10包括一基本上圓柱形的殼體部件8。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子部件以技術(shù)人員所熟知的方式裝在所述的殼體內(nèi)(見圖2)。
殼體8的兩端各裝有一端板6。端板6至少在電動(dòng)機(jī)的一側(cè)延伸到超過殼體8的寬度而形成一安裝支架5，如圖1a和1b或3a和3b所示?？梢钥闯鲭妱?dòng)機(jī)10的外殼結(jié)構(gòu)僅由三件簡單的零件構(gòu)成，而且兩塊端板是互相一致的。
在電動(dòng)機(jī)的兩端均設(shè)有動(dòng)力輸出軸4。這例如可由圖2所示的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。冷卻空氣或類似的流體借助轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的抽吸作用通過電動(dòng)機(jī)殼體8的開孔14按箭頭所示的方向被吸入定子空間9中。然后空氣在定子空間內(nèi)部對稱地循環(huán)，如附加的箭頭所示，為了產(chǎn)生抽吸作用，轉(zhuǎn)子軸20上可設(shè)置風(fēng)扇13。在圖2中，沿箭頭所示方向在電機(jī)中對稱流動(dòng)的空氣通過端板6上所設(shè)的排放孔12從定子空間9中離開。于是這方法為整個(gè)電機(jī)提供一個(gè)對稱的冷卻作用。這種安排并不是把空氣吹入電機(jī)內(nèi)，而且也不是經(jīng)過壓縮后而進(jìn)入電機(jī)內(nèi)的，而是借助轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇13的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的抽吸作用而被吸入電機(jī)內(nèi)的。事實(shí)上在抽吸孔14中會(huì)產(chǎn)生一些節(jié)流作用，這種節(jié)流對循環(huán)空氣具有冷卻的作用。這與采用吹氣方法由于壓縮而趨于使空氣受相當(dāng)高的熱量的效果相比，正好具有相反的效果。借助轉(zhuǎn)子20的溝槽的適當(dāng)形狀甚至還能使冷卻空氣的流動(dòng)更為有效。
應(yīng)該注意到，抽吸孔14和排放孔12的數(shù)目和位置并不局限于圖2中所示的情況，例如有可能把排放孔設(shè)在靠近結(jié)構(gòu)的中心處，和把抽吸孔設(shè)置在靠近結(jié)構(gòu)的端部或設(shè)在端蓋上。這里主要的是冷卻空氣是借助于抽吸作用而吸入電機(jī)內(nèi)的。
圖3a～3c表示按照本發(fā)明的一個(gè)組合。在電動(dòng)機(jī)的兩端各裝有一執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在圖中所示的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一壓縮機(jī)30，但它可以是任何需要旋轉(zhuǎn)的輸入動(dòng)力的裝置，例如水泵或齒輪箱等。
壓縮機(jī)30是借助緊固件32直接安裝在電動(dòng)機(jī)的端板6上。所述的端板兼作為電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件的安裝支架5。所示的緊固件32由穿過套筒或管子間隔器的慣用的螺栓借助螺母來緊固的。也可采用其他形式的安裝，例如通過安裝架等措施以技術(shù)人員所熟知的方法把單獨(dú)的元件互相組裝在一起。這里主要的是把執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接安裝在端板6上，而端板又兼作為整個(gè)組件的安裝支架5。
圖3b和3c還表示一設(shè)在電動(dòng)機(jī)外殼8上的外殼導(dǎo)管34，用來把冷卻空氣引入電動(dòng)機(jī)內(nèi)。冷卻空氣管道內(nèi)也可包括一適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇用以加強(qiáng)空氣的流動(dòng)?？諝馔ㄟ^電動(dòng)機(jī)的端板6而以軸向排出。在安裝架5之間還設(shè)有一循環(huán)潤滑系統(tǒng)的儲(chǔ)油槽36，但這僅僅是為了表示充分利用此空間的一個(gè)例子。在此空間內(nèi)也可放置其他所需的輔助裝置。
圖4a表示電動(dòng)機(jī)一部分的截面圖，或確切地說是另一端部的一部分用來表示實(shí)行冷卻循環(huán)的辦法。通過端板以軸向排放的空氣被引到一在空間23內(nèi)的熱交換器24，接著從空間23排出，如箭頭所示，技術(shù)人員對熱交換器是很熟悉的，例如圖4a中所示的板式熱交換器或圖4c所示的管式熱交換器。因此在這里不作詳細(xì)的說明，而僅指出其運(yùn)行以液體或氣體冷卻為基礎(chǔ)。
在圖4b和4c中提供這樣一種閉路循環(huán)，即定子空間殼體8形成一設(shè)在電動(dòng)機(jī)外殼22內(nèi)部的一個(gè)中間體。在圖4b中冷卻介質(zhì)以箭頭所示的方式從外殼22與殼體8之間的間隙而流入定子空間9，從那里借風(fēng)扇13再以軸向輸送到冷卻空間23內(nèi)，熱交換裝置，例如圖4a的板式熱交換器或圖4c中所示的管式熱交換器，位于所述的冷卻空間內(nèi)。冷卻介質(zhì)從冷卻空間23中又送回到間隙25中重新開始一個(gè)新的冷卻循環(huán)。
圖4c表示一個(gè)幾乎相同的結(jié)構(gòu)，但采用了一徑向風(fēng)扇13，使空氣從緊挨著端板6的定子空間9以徑向通過開孔12排放到殼體8與外殼22之間的腔室或空間23中。所述的空間23內(nèi)包括一管式熱交換器24。
在殼體8的外表面與外殼22之間的介質(zhì)通道可以不同的方式來提供，例如在殼體外表面上設(shè)置溝槽，或通過在殼體與外殼22之間用適當(dāng)?shù)你@孔制成的間隙等為技術(shù)人員所共知的方式。
因此本發(fā)明提供一種裝置和方法，通過它可獲得比先前的技術(shù)有明顯的改進(jìn)，例如借助本發(fā)明有可能改進(jìn)電動(dòng)機(jī)的冷卻和/或通風(fēng)特性。另外能在電動(dòng)機(jī)兩端輸出動(dòng)力而不會(huì)發(fā)生過熱的危險(xiǎn)。各種部件的數(shù)量也能減少，從而組合的總體結(jié)構(gòu)也簡化了。
必須注意，上述的實(shí)施例并不想限制本發(fā)明的范圍，而是由后附權(quán)利要求所限定。當(dāng)然，技術(shù)人員很清楚也可用其他流體或介質(zhì)來作為冷卻介質(zhì)，例如以液體或氣體為基礎(chǔ)的冷卻介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)結(jié)構(gòu)包括一由殼體(8)和在殼體兩端的端部(6)所限定的定子空間(9)，電動(dòng)機(jī)的定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置是設(shè)置在所述的定子空間內(nèi)，其特征在于冷卻介質(zhì)通過在所述殼體(8)中的至少一個(gè)開孔(14，34)被引導(dǎo)入由所述殼體和所述端部所限定的定子空間內(nèi)；電機(jī)結(jié)構(gòu)還包括裝置(13，20)用來提供抽吸作用把所述的冷卻介質(zhì)引導(dǎo)入所述的定子空間(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于冷卻介質(zhì)的引入定子空間(9)，在定子空間內(nèi)的循環(huán)，以及從定子空間的排放(12)都是設(shè)計(jì)成對稱于電機(jī)結(jié)構(gòu)(10)而進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于端部(6)是設(shè)計(jì)成兼作為電機(jī)結(jié)構(gòu)的安裝支架(5)，把它裝在一安裝底座上。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中之一的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于在電機(jī)結(jié)構(gòu)(10)的兩端各設(shè)有一動(dòng)力輸出軸(4)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中之一的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于有待由電機(jī)(10)來驅(qū)動(dòng)的裝置(30)是直接安裝(32)在電機(jī)結(jié)構(gòu)的端部(6)上，其中安裝支架(5)與電機(jī)結(jié)構(gòu)(10)的端部(6)形成一整體，作為整個(gè)裝置的組合安裝在底座上的措施。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中之一的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于它還裝有吹風(fēng)措施來加強(qiáng)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中之一的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于它還包括設(shè)在殼體(8)的外表面與外殼之間的空間(23)內(nèi)的熱交換器(24)，用來對冷卻介質(zhì)流進(jìn)行冷卻，結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)成一冷卻介質(zhì)流的閉路循環(huán)(25，14，9，12，23)。
8.一種電機(jī)結(jié)構(gòu)的實(shí)施方法，該電機(jī)結(jié)構(gòu)包括一由殼體(8)和在殼體(8)兩端的端部(6)所限定的定子空間(9)，其中電動(dòng)機(jī)的定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置設(shè)在所述的定子空間內(nèi)，其特征在于冷卻介質(zhì)通過所述殼體(8)中的至少一個(gè)開孔(14，34)而被引入由所述殼體和所述端部所限定的定子空間(9)內(nèi)，其中所述冷卻介質(zhì)的引入是借助從所述的定子空間(9)中的抽吸來實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于冷卻介質(zhì)借抽吸而引入定子空間(9)，在定子空間內(nèi)的循環(huán)，以及從定子空間的排放(12)，都是對稱于電機(jī)結(jié)構(gòu)(10)而發(fā)生的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于它還包括一有待由電機(jī)(10)來驅(qū)動(dòng)的直接安裝在電機(jī)結(jié)構(gòu)的端部(6)上的裝置(30)，并利用與電機(jī)結(jié)構(gòu)(10)的端部(6)形成一體的安裝支架(5)把整個(gè)裝置組合安裝在一底座上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10中之一的方法，其特征在于它還包括借助吹風(fēng)措施來加強(qiáng)冷卻空氣的流動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8～11中之一的方法，其特征在于它還包括借助設(shè)置在殼體(8)外表面與外殼之間的空間(23)中的熱交換裝置(24)對冷卻介質(zhì)流進(jìn)行冷卻，并形成一冷卻介質(zhì)流的閉路循環(huán)(25，14，9，12，23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一電機(jī)結(jié)構(gòu)和它的實(shí)施方法。電機(jī)包括一由殼體(8)和殼體(8)兩端的端部(6)所限定的定子空間(9)。電機(jī)的定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置是設(shè)置在所述的定子空間內(nèi)。冷卻介質(zhì)是通過在所述的殼體(8)上的至少一個(gè)開孔(14，34)而被引入由所述殼體和所述端部所限定的定子空間(9)內(nèi)。電機(jī)還包括裝置(13，20)用來提供抽吸作用來把所述的冷卻介質(zhì)引入所述的定子空間(9)內(nèi)。
文檔編號(hào)H02K9/04GK1240061SQ97180375
公開日1999年12月29日 申請日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月8日
發(fā)明者J·派赫恩 申請人:賈默·阿拉梅基