CN217010504U - 带有箍的旋转电机 - Google Patents

Abstract

实用新型本实用新型提出一种旋转电机，其包括：定子(2)，围绕机器(10)的旋转轴线(X)延伸并包括定子主体(15)；壳体(11)，布置成至少部分地围绕定子；和箍(17)，布置在定子主体和壳体之间；所述箍具有中央部分(19)、第一密封部分(20)和第二密封部分(21)。所述第一密封部分、所述第二密封部分和所述中央部分别具有第一厚度(E1)、第二厚度(E2)和第三厚度(E3)，所述中央部分的所述第三厚度小于所述第一厚度和/或所述第二厚度，以便限定在所述箍的所述中央部分和所述壳体之间延伸的冷却室(22)。

Description

带有箍的旋转电机

技术领域

本实用新型涉及一种设有箍的旋转电机，特别是用于诸如机动车辆的车辆。

背景技术

本实用新型在诸如交流发电机、交流发电机-起动器或甚至可逆机器或电马达的旋转电机领域中找到了特别有利的应用。应记起，可逆电机是一种能够以可逆方式工作的旋转电机，一方面作为具有交流发电机功能的发电机，另一方面作为电马达，例如用于起动车辆的热力发动机。

旋转电机包括绕轴旋转的可移动转子和固定定子。在交流发电机模式下，当转子旋转时，它会在定子处感应出磁场，定子其转化为电流，以便为车辆的耗电设备供电并为电池充电。在马达模式下，定子通电并感应出磁场，该磁场驱动转子旋转，例如用于起动热力发动机。

冷却室通常用于冷却旋转电机，特别是定子，以保证所述电机的性能。冷却室通常形成在两个壁之间并且冷却液体例如水或油在所述室中流通。众所周知，冷却室形成在承载转子/定子组件的机器的壳体中。更准确地说，壳体由两个法兰和密封件形成，密封件布置成在两个法兰之间形成密封空间，该密封空间形成冷却室。

这种冷却室布置使机器的制造和组装过程复杂化。实际上，法兰的形状要求以盲的方式将所述法兰中的一个安装在另一个中，也就是说，不可能检查由法兰承载的密封件的正确位置。这导致冷却室不密封和机器中冷却液体泄漏的可能性很高。这样的安装因此导致在测试电机的最后阶段期间由于泄漏而导致的废品数量增加。

从现有技术已知的一种解决方案在于使用布置在法兰中的一个中的箍，使得冷却室然后形成在所述法兰和箍之间。在该组件中，第二法兰仅与第一法兰配合以围绕转子/定子组件并形成机器的壳体。这种箍通常由冲压板形成以赋予其所需的形状。这种箍制造过程控制复杂并导致大量次品。因此，与之前的解决方案相比，问题仅发生了移位但未被解决。

本实用新型旨在允许避免现有技术的缺陷，即提出一种旋转电机，其制造和组装过程被优化和简化以限制次品的数量。

实用新型内容

为此，本实用新型的主题是一种旋转电机，其包括：定子，围绕机器的旋转轴线延伸并包括定子主体；壳体，布置成至少部分地围绕定子；和箍，布置在定子主体和壳体之间；所述箍具有中央部分、第一密封部分和第二密封部分，所述密封部分分别在中央部分两侧延伸。根据本实用新型，第一密封部分、第二密封部分和中央部分别具有第一厚度、第二厚度和第三厚度，所述中央部分的第三厚度小于第一厚度和/或第二厚度，以限定在所述箍的所述中央部分和所述壳体之间延伸的冷却室。

使用箍来形成水室，允许通过控制箍和密封件的正确定位来确保冷却室不泄漏，而简化机器的组装。这也允许通过仅根据定子的形状和尺寸调整箍的形状和尺寸来标准化壳体。此外，使用具有不同厚度的箍可以通过省去冲压工艺来简化箍的制造。然后减少了在旋转电机的制造过程中不合格品的总数。此外，使用不同厚度的箍允许更精确地控制冷却室的形状，并通过改变箍的厚度来优化其尺寸。然后可以根据应用优化旋转电机的冷却，同时保持标准壳体和/或定子。

根据一个实施例，中央部分径向地布置在定子主体和壳体之间。特别地，中央部分布置成与定子主体接触。

根据一个实施例，冷却液体在旋转电机的操作期间在冷却室中流通以允许所述机器的冷却。

根据一个实施例，每个密封部分相对于中央部分在至少一个径向方向上突出延伸。因此将理解，每个密封部分径向突出以相对于中央部分形成肩部。

根据一个实施例，中央部分远离壳体延伸。换句话说，中央部分不与壳体接触。

根据一个实施例，每个密封部分与壳体接触。

根据一个实施例，机器包括至少两个密封件，每个密封件布置在箍的相应的密封部分和壳体之间。密封件允许以简单可靠的方式保证冷却室的密封性。

根据一个实施例，密封件中的至少一个径向地布置在相关联的密封部分和壳体之间。

例如，两个密封件径向布置在相应的所述密封部分和壳体之间。这允许标准化密封件并因此简化旋转电机。

根据一实施例，密封件中的至少一个轴向地布置在相关联的密封部分和壳体之间。这使得可以将密封冷却室和使定子相对于壳体定心的功能分开。实际上，然后在轴向方向上完成密封功能，而在径向方向上完成定心。这样就可以简化在发生故障时识别问题的过程。

例如，密封件中的一个径向地布置在密封部分中的一个和壳体之间，而另一个密封件轴向布置在另一个密封部分和壳体之间。

根据一个实施例，密封部分中的至少一个包括在定子主体和壳体之间轴向延伸的轴向止挡区。该止挡区可以为定子在壳体中的轴向定位定义一个参考点。

根据一个实施例，壳体包括第一法兰和第二法兰，冷却室仅与所述法兰中的一个接触。这允许减少用于密封冷却室的密封件的数量。

根据一个实施例，箍至少具有与第一法兰的定心表面配合的第一定心表面，所述定心表面布置在箍的一个密封部分中。定心表面的这种布置允许保证定子在壳体中的简单和可靠的定心。

根据一个实施例，箍具有与第一法兰的第二定心表面配合的第二定心表面。

根据一个实施例，箍具有与第二法兰的定心表面配合的第三定心表面。

根据一个实施例，箍的轴向高度大于定子主体的轴向高度。这允许改善定子的冷却。

根据一个实施例，箍由诸如铝或铝合金的可模制材料形成。这允许简化箍的制造过程并且还具有箍的形状的更大的灵活性。

根据一个实施例，定子主体通过在箍中箍紧而安装。这使得可以将定子主体轴向和径向保持在壳体中，同时确保定子主体和箍之间的良好热交换，从而改善定子的冷却。

根据一个实施例，箍通过在壳体的两个法兰之间轴向夹紧而安装在旋转电机中。

根据一实施例，冷却室包括散热翅片。这通过增加室的壁和冷却液体之间的热交换表面来改善机器冷却。

每个翅片从冷却室的壁的中的一个朝向所述室的相对壁突出延伸。例如，翅片延伸至距所述相对壁一定距离处。

替代地，翅片延伸为与相对壁接触，这有助于限定冷却液体的流通路径以优化机器的冷却。

根据一个实施例，翅片从箍的中央部分突出地延伸。这允许改善机器的冷却，因为箍比壳体更热。这也允许加强箍并减少由所述箍的振动产生的噪音。

旋转电机可以有利地形成交流发电机、交流发电机-起动器、可逆电机或电马达。

附图说明

通过阅读以下详细说明、本实用新型实施的非限制性示例和查阅附图，可以更好地理解本实用新型。在附图中：

图1示意性且局部地示出了根据本实用新型的第一实施例的旋转电机的一部分的截面图。

图2示意性和部分地示出了图1的箍的后透视图。

图3示意性且部分地示出了根据本实用新型的第二示例性实施方式的旋转电机的一部分的截面图。

图4示意性且部分地示出了根据本实用新型的第三示例性实施方式的旋转电机的一部分的截面图。

图5示意性和部分地示出了图4的箍的前透视图。

具体实施方式

相同、相似或类似的元素保持从一个图到另一个图的相同参考标记。还要注意的是，不同的图不一定按照相同的比例。此外，以下描述的示例性实施例绝不是限制性的。特别地，可以想象本实用新型的变体仅包括下述特征中的与所描述的其他特征分离的选集。

图1表示紧凑和多相旋转电机10的一部分的示例，特别是用于诸如机动车辆或无人机的车辆。该电机10在交流发电机模式下将机械能转换为电能，并且可以在马达模式下操作以将电能转换为机械能。该旋转电机10例如是交流发电机、交流发电机-起动机、可逆电机或电马达。

在该示例中，电机10包括其上安装有逆变器(未示出)的壳体11。在该壳体11内，进一步包括轴和转子(未示出)，转子与轴旋转联结，且包括围绕转子的定子12。转子的旋转运动围绕轴线X进行。在说明书的其余部分中，轴向方向对应于轴线X，而径向取向对应于并行平面，特别是垂直于轴线X。对于径向方向，内对应于朝向轴线取向或相对于第二元件更靠近轴线的元件，外表示远离轴线。

例如，转子可由一组容纳形成磁极的永磁体的片材或容纳转子线圈的爪式转子形成。在该示例性实施例中，定子12包括主体15，该主体由一组具有凹口的片材形成，该组片材配备有用于安装电绕组16的凹口绝缘体。绕组穿过本体15的凹口并在定子本体的两侧形成前髻状部和后髻状部。此外，绕组16由包括至少一个电导体的一个相或多个相形成。每个相的一端形成相输出端，该相输出端与逆变器电连接。

未示出的驱动构件可固定在轴的前端。该构件允许将旋转运动传递到轴或允许轴将其旋转运动传递到皮带。在描述的其余部分中，前/后参考该构件。因此，前是在该构件的方向上取向的面，而后是在所述构件的相反方向上取向的面。

壳体11包括组装在一起的前法兰13和后法兰14。这些法兰13、14的形状是中空的并且可以每个在中央承载支座，该支座联接到用于轴的旋转安装的相应滚珠轴承。此外，壳体11包括允许将旋转电机10安装在车辆中的固定器件(未示出)。

该电机还包括安装在壳体11上并且特别是安装在法兰13、14中的一个上的箍17。箍17具有大致环形形状，轴向打开以容纳转子-定子组件。箍17具有轴向延伸并承载定子主体15的内表面18。例如，定子主体15通过箍在箍的内表面18上而被安装。

箍17具有中央部分19、第一密封部分20和第二密封部分21。所述密封部分分别在中央部分的两侧延伸，使得中央部分轴向地布置在第一密封部分和第二密封部分之间。第一密封部分具有第一厚度E1，第二密封部分具有第二厚度E2并且中央部分具有第三厚度E3。每个厚度都相对于轴线X沿径向方向测得。第三厚度E3小于第一厚度E1和/或小于第二厚度E2，以限定在箍17和壳体11之间延伸的冷却室22。在旋转电机10的操作期间，冷却液体在冷却室22中流通以允许所述电机的冷却。例如，冷却液体是水或冷却剂或油。

密封部分20、21从中央部分19径向突出以形成相应的肩部。箍17于是具有C形截面形状。每个密封部分20、21都与壳体11接触。中央部分19远离壳体11延伸，换言之，中央部分不与壳体接触。冷却室22因此径向地由中央部分19的外表面和壳体11的内表面界定，并且轴向地由第一密封部分的后表面和第二密封部分的前表面界定。在图1所示的该第一示例中，冷却室具有大致环形形状。

箍17还可以包括墙31，在图2中可见，墙31轴向延伸以便将冷却液体的入口与所述液体的出口分开，以防止进入的冷却液体被离开冷却室22的冷却液体加热。

冷却室22仅形成在所述法兰中的一个中，因此另一个法兰不具有与冷却室接触的表面。在此处所示的示例中，冷却室在外侧由前法兰13界定。

在未示出的替代实施例中，冷却室可以在外侧由后法兰14界定并且不包括与前法兰13接触的部分。下面参照前法兰描述的所有特性将适用于后法兰，反之亦然。

前法兰13包括大体横向延伸的板28和从板28的一端大体轴向延伸并界定冷却室22的裙部27。后法兰具有大致横向延伸的板29和从板29大致轴向延伸的凸缘30。凸缘30在前法兰的裙部27的方向上轴向延伸，以便至少部分地与所述裙部接触以限定电机10的壳体11。凸缘30的轴向高度小于裙部27的轴向高度。

在未示出的替代实施例中，后法兰可以不具有凸缘并且前法兰的裙部可以直接与后法兰的板接触以形成壳体。

电机10还包括两个密封件23、24，它们位于箍和壳体之间的界定冷却室22的接触区中。例如，所述密封件是O形圈。

第一密封件23位于箍17的第一密封部分20和壳体11、特别是前法兰13之间。第二密封件24定位在箍的第二密封部分21和壳体、特别是前法兰之间。

在图1和2所示的第一实施例中，每个密封部分20、21具有允许布置对应的密封件23、24的容置部25。每个容置部设置在对应的密封部分的外径向端表面上。每个容置部25形成例如环形凹部，使得能够至少部分地容纳对应的密封件。

仍然在图1的示例中，密封件23、24每个径向地布置在对应的密封部分和前法兰13之间。

第一密封部分20相对于第二密封部分21朝向电机的前部定位，第二密封部分21朝向机器的后部定位。因此，第一密封部分20仅与前法兰13接触，而第二密封部分21与后法兰14和前法兰13接触。

第一密封部分20包括在定子主体15和前法兰13之间轴向延伸的止挡区26。尤其在这里，止挡区26轴向地支承在前法兰13的板28的一部分上。第一密封部分从定心部分19的两侧径向突出。在该示例中，第二密封部分21在定子的轴向方向上不存在支承区。

在未示出的另一示例性实施例中，前法兰的裙部可包括径向延伸的肩部或径向突出部，其形成箍的止挡区的轴向支承。

例如，箍17的轴向高度大于定子主体15的轴向高度。

箍17在此具有与前法兰13的前定心表面33配合的第一外定心表面32和与后法兰14的后定心表面35配合的第二定心表面34。定心表面32、34中的每一个分别布置在箍的密封部分20、21中。每个定心部分与相关联的法兰径向接触。在该示例性实施例中，定心表面32、34与承载密封件23、24的密封部分的径向端表面重合。

替代地，在未示出的替代实施例中，前法兰13可包括轴向突出延伸的肩部，所述肩部的外表面形成定心表面。所述定心表面与箍的第一内定心表面配合，所述定心表面形成在箍的内周边上并且特别是在止挡区上。定心表面则与承载密封件的表面不同。

在图1所示的示例中，后法兰14具有与箍17的第三定心表面37配合的定心表面36。定心表面37从第二密封部分21轴向突出。第二密封部分21则包括两个不同的定心表面34、37。

在该第一示例中，箍17直接与法兰13、14中的每一个一起具有定心功能，法兰经由箍在它们之间定中心。

箍17例如通过两个法兰13、14之间的轴向夹紧安装在机器10中。

例如，箍17由诸如铝或铝合金的可模制材料形成。又例如，箍由导热材料形成。壳体例如由塑料材料和/或诸如铝的金属材料形成。

图3示出了箍17a的第二实施例。在该示例中，仅以下指定的特性与图1和图2所示的第一示例性实施例不同。

在该第二示例中，第一密封件23a轴向地布置在第一密封件部分20和前法兰13之间，第一外定心表面32则与承载密封件的表面分离。容纳所述第一密封件23a的容置部25可以在法兰13中制造，特别是在所述法兰的板28的内部面中制造。这使得可以简化箍在法兰中的安装。

此外，在该第二示例中，箍17a的第三定心表面37和所述箍的第二定心表面34重合以在第二密封部分21上形成单个定心表面37a。后法兰14的定心表面36与箍的所述定心表面37a配合。定心表面36形成在从凸缘30轴向突出延伸的突起中。突起径向布置在箍17a和前法兰13之间。在该第二示例中，箍17a直接与法兰13、14中的每一个具有定心功能，法兰经由箍在它们之间居中。

图4和5图示了箍17b的第三实施例。在该示例中，仅以下指定的特性与图1和图2所示的第一示例性实施例不同。

在该第三示例性实施例中，冷却室22包括散热翅片39。在该示例中，每个翅片39从由箍17b的中央部分19形成的冷却室的壁朝向前法兰13的裙部27突出延伸。例如，每个翅片延伸到距裙部27一定距离处并且因此不与所述裙部接触。散热翅片39可具有彼此相同或不同的形状和/或尺寸和/或布置。例如，翅片被布置成允许冷却流体在所述室22中均匀流通，特别是具有相同的流率和相同的速度，以允许定子的均匀冷却。

每个翅片39尤其具有圆弧的形状。墙31例如布置成与形成翅片的圆弧的两端等距。

在此处所示的示例中，翅片具有不同的周向长度。特别地，具有最大长度的翅片39a轴向地布置在冷却室22的中部，而具有最小长度的翅片39b布置在所述冷却室的轴向端处。在这里更具体地，翅片39岔开布置，使得它们的周向端形成周向延伸的棱锥。根据冷却液体的入口和出口的布置，这允许使形成在两个相邻翅片之间的冷却通道中的流体的流动流率和速度均匀。

在未示出的替代实施例中，翅片可以由形成沿冷却室的圆周周向对齐的部段的不连续段形成。这些部段可以轴向对齐或彼此交错布置。

本实用新型特别适用于交流发电机或交流发电机-起动器或可逆电机或电马达领域，但也可应用于任何类型的旋转电机。

当然，以上描述仅作为示例给出，并不限制本实用新型的领域，将各种元件替换为所有其他等同物也不会脱离本实用新型的领域。

Claims (12)

1.一种旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括：

定子(12)，围绕所述旋转电机(10)的旋转轴线(X)延伸，并包括定子主体(15)，

壳体(11)，设置为至少部分地围绕所述定子，和

箍(17)，设置在所述定子主体与所述壳体之间，所述箍具有中央部分(19)、第一密封部分(20)和第二密封部分(21)，所述密封部分分别在所述中央部分的两侧延伸，

所述旋转电机的特征在于，所述第一密封部分、所述第二密封部分和所述中央部分别具有第一厚度(E1)、第二厚度(E2)和第三厚度(E3)，所述中央部分的所述第三厚度小于所述第一厚度和/或所述第二厚度，以便限定在所述箍的所述中央部分和所述壳体之间延伸的冷却室(22)。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，每个密封部分(20，21)相对于所述中央部分在至少一个径向方向上突出地延伸。

3.根据前述权利要求中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括至少两个密封件(23，24)，所述密封件中的每一个布置在所述箍的相应的密封部分(20，21)和所述壳体(11)之间。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，所述密封件(23，24)中的至少一个径向布置在相关联的密封部分和所述壳体之间。

5.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，所述密封件(23，24)中的至少一个轴向布置在相关联的密封部分和所述壳体之间。

6.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述密封部分(20，21)中的至少一个包括在所述定子主体(15)和所述壳体(11)之间轴向延伸的轴向止挡区(26)。

7.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述壳体(11)包括第一法兰(13)和第二法兰(14)，所述冷却室仅与所述法兰中的一个接触。

8.根据权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，所述箍(17)具有与所述第一法兰的定心表面(33，35)配合的至少一个第一定心表面(32，34)，所述定心表面(32，34)布置在所述箍的一个密封部分(20，21)中。

9.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述冷却室(22)包括散热翅片(39)。

10.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述箍(17)由可模制材料形成。

11.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述壳体由主体由塑料材料制成。

12.根据权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，所述箍(17)由铝或铝合金形成。

Images