專利名稱：一種電機結(jié)構(gòu)及其實施方法
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機的結(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機的方法。
先前已知對電機冷卻的安排，特別是冷卻空氣借助一設(shè)置在一端的風扇從所述的一端輸入和/或輸出(吹入/吹出)?？諝饨柚L扇或鼓風機這樣來吹入，迫使空氣進入電機外殼，空氣還甚至可壓縮到大氣壓以上，以保證氣流進入電機外殼，繼而從電機外殼選出。
一個電動機執(zhí)行機構(gòu)的組合，例如一臺電動機加上一臺水泵或一臺壓縮機，一般是這樣安排的，即電動機和執(zhí)行機構(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，電動機的輸出動力一般僅施加到執(zhí)行機構(gòu)的一端上，也就是它不能供應(yīng)一個以上的執(zhí)行機構(gòu)。如果在兩個輸出軸的情況下，則附加的第二根軸一般僅適配于通過常規(guī)裝有風扇的另一端而伸出。
但以上所提供的解決辦法有若干缺點。例如，以鼓風機為基礎(chǔ)所供應(yīng)的空氣并非在所有情況下都能給整個結(jié)構(gòu)提供足夠的冷卻功能。當傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)與從電動機兩端輸出動力的解決辦法相結(jié)合時曾引起一些過熱的問題，因為原設(shè)計并未考慮到通過另一端的鼓風措施而延伸任何一種出軸。另外，事實證明要提供一閉路或開路的對稱冷卻也較困難，從而不能保證電機的均勻冷卻。借助一鼓風機來進行冷卻的方法本身也會使冷卻介質(zhì)即空氣的溫度增高，因為空氣的溫度隨壓力的增高而升高。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)場對電動機和執(zhí)行機構(gòu)的互相調(diào)節(jié)也是一費力和困難的工作。另外在運行中設(shè)置在分開底座上的執(zhí)行機構(gòu)和電動機之間可能出現(xiàn)小的相對運動。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變動的。這種不正確的相互定位和/或不需要的相對運動一般會導(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，提供一種新型結(jié)構(gòu)的電機和其實施方法。本發(fā)明企圖提供一種冷卻裝置和方法，它本身不會使電機結(jié)構(gòu)的溫度升高。本發(fā)明還在于提供一種電機結(jié)構(gòu)和方法，它能以對稱的方式實現(xiàn)均勻的冷卻。另外本發(fā)明還企圖提供一種電機結(jié)構(gòu)，它能提供在電機兩端安裝執(zhí)行機構(gòu)的改進辦法。本發(fā)明還企圖提供一種實現(xiàn)一個整體化的電動機執(zhí)行機構(gòu)組合的辦法。本發(fā)明還謀求獲得一個具有能形成安裝機器的端部的結(jié)構(gòu)。另外還有一個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)至少一個開孔被引入定子空間內(nèi)，并提供實現(xiàn)本發(fā)明目的的設(shè)計和方法。電機的結(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)形式能使電機的端部接納執(zhí)行機構(gòu)的安裝部件，或者如果需要的話，端部也能用作把整個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，根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)成的電機的冷卻能均勻地發(fā)生，而與先前的技術(shù)相比，冷卻作用有所增強。它使電動機和執(zhí)行機構(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，例如由于各種部件數(shù)量的減少。另外，電動機和執(zhí)行機構(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，以及組件的不同部件之間的相對運動的危險性有所降低。
下面根據(jù)一實施例參照附圖對本發(fā)明及其他目的和優(yōu)點進行說明，其中對各附圖中相同的元件均用同一標號來表示。不言而喻，下面所述的實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、類似方案和其它方案。


圖1a和1b表示按本發(fā)明的電動機的兩個方向的視圖2表示電動機結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3a，3b，3c表示從三個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)明的電動機結(jié)構(gòu)10。這里省略了可能安裝在其上的執(zhí)行機構(gòu)。電動機結(jié)構(gòu)10包括一基本上圓柱形的殼體部件8。電動機的轉(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至少在電動機的一側(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?？梢钥闯鲭妱訖C10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。
在電動機的兩端均設(shè)有動力輸出軸4。這例如可由圖2所示的結(jié)構(gòu)來實現(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機殼體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)置風扇13。在圖2中，沿箭頭所示方向在電機中對稱流動的空氣通過端板6上所設(shè)的排放孔12從定子空間9中離開。于是這方法為整個電機提供一個對稱的冷卻作用。這種安排并不是把空氣吹入電機內(nèi)，而且也不是經(jīng)過壓縮后而進入電機內(nèi)的，而是借助轉(zhuǎn)子和風扇13的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的抽吸作用而被吸入電機內(nèi)的。事實上在抽吸孔14中會產(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的溝槽的適當形狀甚至還能使冷卻空氣的流動更為有效。
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內(nèi)的。
圖3a～3c表示按照本發(fā)明的一個組合。在電動機的兩端各裝有一執(zhí)行機構(gòu)。在圖中所示的執(zhí)行機構(gòu)是一壓縮機30，但它可以是任何需要旋轉(zhuǎn)的輸入動力的裝置，例如水泵或齒輪箱等。
壓縮機30是借助緊固件32直接安裝在電動機的端板6上。所述的端板兼作為電動機和執(zhí)行機構(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的元件互相組裝在一起。這里主要的是把執(zhí)行機構(gòu)直接安裝在端板6上，而端板又兼作為整個組件的安裝支架5。
圖3b和3c還表示一設(shè)在電動機外殼8上的外殼導(dǎo)管34，用來把冷卻空氣引入電動機內(nèi)。冷卻空氣管道內(nèi)也可包括一適當?shù)娘L扇用以加強空氣的流動?？諝馔ㄟ^電動機的端板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)的儲油槽36，但這僅僅是為了表示充分利用此空間的一個例子。在此空間內(nèi)也可放置其他所需的輔助裝置。
圖4a表示電動機一部分的截面圖，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的說明，而僅指出其運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)在電動機外殼22內(nèi)部的一個中間體。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中重新開始一個新的冷卻循環(huán)。
圖4c表示一個幾乎相同的結(jié)構(gòu)，但采用了一徑向風扇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?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，例如借助本發(fā)明有可能改進電動機的冷卻和/或通風特性。另外能在電動機兩端輸出動力而不會發(fā)生過熱的危險。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)，電動機的定子裝置和轉(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)計成對稱于電機結(jié)構(gòu)(10)而進行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電機結(jié)構(gòu)，其特征在于端部(6)是設(shè)計成兼作為電機結(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結(jié)構(gòu)，其特征在于在電機結(jié)構(gòu)(10)的兩端各設(shè)有一動力輸出軸(4)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中之一的電機結(jié)構(gòu)，其特征在于有待由電機(10)來驅(qū)動的裝置(30)是直接安裝(32)在電機結(jié)構(gòu)的端部(6)上，其中安裝支架(5)與電機結(jié)構(gòu)(10)的端部(6)形成一整體，作為整個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結(jié)構(gòu)，其特征在于它還裝有吹風措施來加強冷卻介質(zhì)的流動。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中之一的電機結(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)流進行冷卻，結(jié)構(gòu)是設(shè)計成一冷卻介質(zhì)流的閉路循環(huán)(25，14，9，12，23)。
8.一種電機結(jié)構(gòu)的實施方法，該電機結(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)，其中電動機的定子裝置和轉(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(10)來驅(qū)動的直接安裝在電機結(jié)構(gòu)的端部(6)上的裝置(30)，并利用與電機結(jié)構(gòu)(10)的端部(6)形成一體的安裝支架(5)把整個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措施來加強冷卻空氣的流動。
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)明涉及一電機結(jié)構(gòu)和它的實施方法。電機包括一由殼體(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