具有用于电机轴轴承的热耗散的电动机

说明书：

本发明涉及具有用于电机轴轴承的热耗散的紧凑设计的电动机。

在产生电机轴的高旋转速度的电动机中，其中安装有电机轴的滚珠轴承的功率耗散由于强发热而大大增加。尤其是在其中滚珠轴承被布置为直接邻接多个其他部件的电动机紧凑设计中，所产生的热量无法充分耗散。

因此，本发明的基本目的是在电动机中提供用于其中安装有电机轴的滚珠轴承的改进的热耗散。

此目的通过根据权利要求1所述的特征的组合来实现。

根据本发明，提出了一种具有电机外壳的电动机，其具有用于容纳电机轴的轴部段和用于容纳电机电子器件和电机绕组的电机部段。所述轴部段与所述电机部段由布置在所述电机外壳中的分离罐以密封方式彼此分离，其中在所述分离罐中布置有金属滚珠轴承罐，在所述金属滚珠轴承罐中固定有滚珠轴承。所述滚珠轴承罐通过所述分离罐间接贴靠连接到外部环境的电机外壳部段，使得所述电机外壳用作冷却体并且由所述滚珠轴承在操作期间产生的热量通过所述滚珠轴承罐和所述分离罐耗散到所述电机外壳上和所述外部环境。

所述分离罐用以分离轴部段和电机部段，并且用以防止曲轴箱与电子器件或电机绕组之间的气体交换。

然而，其中布置有滚珠轴承罐的分离罐导致如下设计，其中滚珠轴承必须高度居中地布置，并且能够耗散在操作期间产生的很少量热量。根据本发明，由于分离罐和滚珠轴承罐与容纳在其中的滚珠轴承的连接而发生热量到电机外壳上的耗散。

在电动机的一个实施方案变体中，提供了：所述分离罐围绕所述电机轴的旋转轴穿过所述电机外壳被形成为单件。具体地说，电机外壳形成周向外壁，所述周向外壁在轴向侧上与分离罐沉入其中的轴向壁邻接。分离罐优选地设计为具有不同直径的部段的中空圆柱体形状，其中滚珠轴承罐布置在滚珠轴承罐的轴向突伸到电机外壳中最远的部段中。

这里，有利的实施方案是如下一个实施方案：其中所述分离罐和所述滚珠轴承罐被设计成在所述分离罐的布置有所述滚珠轴承罐的部段中具有相同的形状。换句话讲，滚珠轴承罐和分离罐确定相同的外轮廓。

电动机的有利的实施方案是如下又一个实施方案：其中所述分离罐与所述电机外壳的通过所述分离罐间接连接到所述滚轴承罐的部段之间设置有散热膏。所述散热膏优选地形成中间层，并且在没有部件接触的情况下提供电机外壳与分离罐的热连接。因此，各个部件的振动保持与彼此解耦。

电动机的一种改进的特征在于所述电机外壳具有可拆卸的外壳盖，所述外壳盖能够放置在所述电机外壳的其余部分的轴向侧上并且形成所述电机外壳的通过所述分离罐间接连接到所述滚珠轴承罐并因此连接到滚珠轴承的部段。就分离罐与电机外壳形成单件来说，电动机的部件的安装可通过轴向面向分离罐的一侧进行，在该侧上外壳盖可移除地定位。同时，将外壳盖作为冷却体的解决方案提供了用于热耗散的较大表面。

电动机中热耗散的性能在如下变体中进一步改进：其中所述外壳盖具有冷却元件，所述冷却元件在所述滚珠轴承罐的方向上轴向突伸，这局部增大了用于通过所述分离罐间接连接到所述滚珠轴承罐的表面。

作为一个有利的实施方案，提供了：所述冷却元件被设计成具有圆柱形或圆锥形形状，其具有用于连接到所述分离罐的轴向外壁的轴向表面。因此，滚珠轴承的热量从滚珠轴承罐传递到分离罐，然后进一步从其轴向外壁表面传递到圆柱形冷却元件的连接表面，并最终传递到外壳盖的整个表面。

在一个优选的实施方案中，滚珠轴承罐形成其中压入有滚珠轴承的滚珠轴承座。

此外，电动机的一种变体的特征在于，所述滚珠轴承罐在所述滚珠轴承与所述电机外壳的连接到外部环境的部段之间具有自由空间。因此，滚珠轴承可直接将热量耗散到进入自由空间中的空气，并且不直接连接到滚珠轴承罐的邻接分离罐和冷却体的轴向表面。

此外，在电动机的一种改进中，提供了：所述分离罐轴向延伸穿过所述电机外壳一直到所述外壳盖。因此，所述分离罐在轴向上(即，沿着电机轴的旋转轴)确定围绕旋转轴的中央内部电机外壳的很大一部分。优选地，分离罐在轴向上延伸经过电机外壳总轴向长度的60-95％，更优选经过70-95％，进一步更优选经过80-90％。

有利的实施方案实例是如下又一个实施方案实例，其中所述电机外壳和所述分离罐由塑料制成，并且所述金属滚珠轴承罐在注塑工艺中直接用塑料包覆成型。

对于紧凑设计，在电动机中，有利地提供了：所述绕组在周向上包封所述分离罐。同时，有利的是所述绕组与所述滚珠轴承轴向间隔开布置。因此，电机绕组的发热与滚珠轴承的发热保持分开。

对于电动机的紧凑设计还有利的是，电机电子器件布置在具有中心开口的电路板上并且从外壳盖突伸的冷却元件延伸穿过中心开口。作为对此的替代，提供了：所述分离罐延伸穿过所述中心开口。此外，另选地，热耗散还可通过电路板直接进行。然后，中心开口也可以省去。

本发明的其他有利改进在从属权利要求中表征并且与参考附图对本发明优选实施方案的说明一起更详细地表示。在附图中：

图1示出了穿过实施方案实例的电动机的横向剖面图；

图2示出了来自图1的细部图。

在图1和图2中，发明的电动机1的实施方案实例分别以横向剖视图和细部图表示。

电动机1包括单件式电机外壳2，该电机外壳具有外壳盖3，该外壳盖可以可拆卸的方式轴向固定在电机外壳2上并且在处于固定状态时形成电机外壳的一部分。在轴向面向外壳盖3的一侧上，电机外壳2作为单件形成延伸进入电机外壳2的内部中的分离罐7。在电机外壳2的内壁与分离罐7的外壳体之间定位有电机部段，在该电机部段中容纳绕组6和固定在电路板14上的电机电子器件5。通过分离罐7密封定界的轴部段定位在分离罐7内，在该轴部段中，电机轴4沿着其旋转轴延伸。分离罐7在轴向上基本上延伸穿过整个电机外壳2一直到外壳盖3。

在分离罐7的最深部段中，当在轴向上观察时，布置有由热传导材料(具体地说，金属)制成的滚珠轴承罐8。具有分离罐7的电机外壳2在注塑工艺中在滚珠轴承罐8周围用塑料注塑成型，使得分离罐7和滚珠轴承罐8具有相同的形状或内轮廓和外轮廓并且彼此直接邻接。滚珠轴承罐8确定其中安装有电机轴4的压入滚珠轴承9的轴承座。在滚珠轴承9与分离罐7的轴向内壁表面之间形成自由空间13，电机轴4通过其自由端延伸进入该自由空间中。

围绕旋转轴，在外壳盖3上，设计成以使形成单件的部件是呈圆柱体形式的冷却元件11，该冷却元件由固体材料形成，在滚珠轴承罐8的方向上轴向突伸。在冷却元件11与分离罐7的轴向外壁表面之间轴向地提供了一层散热膏10。

在滚珠轴承9操作期间产生的热量从滚珠轴承9热耗散到滚珠轴承罐8上，进一步到分离罐7上，并且在轴向上通过散热膏10到电机外壳2的外壳盖3的冷却元件11上。热量从外壳盖3进一步耗散到外部环境中。因此，电机外壳并且具体地说，其外壳盖3用作冷却体。在未示出的另选的实施方案中，散热膏10被省去，并且冷却元件11与分离罐7直接接触。

分离罐7是中空圆柱形，并且细分成三个轴向部段，每个轴向部段具有不同的内径。在最小直径的区域中布置有自由空间13，在中心区域中布置有具有滚珠轴承9的轴承座，并且在最大内径的区域中径向地围绕分离罐7布置有电机绕组6。因此当在轴向上观察时，滚珠轴承9相对于电机绕组5不重叠。

电路板14围绕电机轴4的旋转轴确定中心开口15，在轴向上，从外壳盖3轴向突伸的冷却元件11穿过该中心开口延伸到分离罐7。在未表示的另选的变体中，代替冷却元件11，分离罐7最小直径的区域可延伸穿过15，使得分离罐7与冷却元件11之间的接触在电路板14的轴向上方发生。还可设置成，设计没有冷却元件11的外壳盖3，并且使分离罐7移动而直接地或通过散热膏10抵靠外壳盖3的轴向内壁。