[发明专利]电机

说明书

本发明涉及一种电机(1)，其带有定子(2)以及至少部分地布置在定子(2)内的带有轴(4)的转子(3)，其中，所述轴(4)在至少一个端侧上具有以沿着所述轴(4)的转动轴线(x)的方向延伸的至少一个开口(5)，至少一个导热元件(13)插入所述开口，其中，所述导热元件(13)至少部分地由带有比所述轴(4)的材料更高的导热能力的材料制成。

本发明涉及一种电机，所述电机带有定子以及至少部分地布置在定子内的带有轴的转子。

该电机原则上可以是任意种类和构造大小、在此尤其可以是直流电机或者交流电机、优选是异步电机或者同步电机。

按照本发明，电机用于电能向机械能的转化和/或机械能向电能的转化。这种机器会由于支承损失、铁损、欧姆式损失等等而在运行期间被加热。该加热通常通过部件中的导热向外导出和/或通过热交换介质例如空气或者其它流体(优选冷却水)从机器内向把热交换介质再冷却的外部的组件或者设施上传输，其中，在机器内部产生的热量的导出特别困难，并且因此会是关键的。例如，机器的个别区域会由于电转子系统以及转子轴承的损失而具有过高的温度。由此产生的温差导致个别组件的机械变形，在此条件下例如转子的轴承会忍受很大负荷，尤其当在转子中产生的热量向轴承的内环上传递时和/或由于摩擦损失在轴承内部产生时。因为这种轴承的外环通常被容纳在机器的较冷的外壳体中并且这两个轴承环借助通过润滑介质润湿的球体或者辊子相互间隔并且因此相互几乎不热连接，所以在轴承的外环和内环之间的温差通常特别高。由此造成的机械变形会导致轴承的明显升高的磨损。此外，转子的高温会升高机器的个别组件的电阻，以此降低了机器的效率。

在热利用高的电机中所述技术问题特别明显地突出，这种电机尤其在汽车领域中对于组件、发动机的试验台应用和传动系检查中得以使用。

本发明要解决的技术问题因此在于，提供一种电机，其具有改进的温度管理。

所述技术问题通过开始所述种类的电机解决，其中，按照本发明，所述轴在至少一个端侧上具有以沿着所述轴的转动轴线的方向延伸的至少一个开口，至少一个导热元件插入所述开口，其中，所述导热元件至少部分地由带有比轴的材料更高的导热能力的材料制成。

借助于本发明可以提供一种电机，其克服了开始所述的缺点并且实现在机器内改进的热分布以及改进的向外的热导出。以此可以有效降低转子温度。此外还可以把在轴承上产生的热量有针对性地分布。这种改进的温度管理降低了机器的损失功率并且防止由温度引起的升高的轴承磨损。

所述轴是转子的驱动轴。若所述轴由两种或者多于两种的不同的材料制造，则按照本发明的术语“轴的导热能力”就理解为导热能力值，所述导热能力值近似基本上通过所述轴的各种材料的导热能力的取平均值确定，其中考虑各种材料的重量份额或者横截面份额。因此若轴例如由材料A构成50％重量份额或者横截面份额，由材料B构成25％重量份额或者横截面份额并且由材料C构成25％重量份额或者横截面份额，则按照本发明该轴的导热能力为0.5a+0.25b+0.25c，其中，a、b、c表示材料A、B或者C的导热能力。重要的是，导热元件具有比轴更高的导热能力，使得导热元件能对改进轴的导热能力提供有效的帮助。所述开口不必强制性地平行于轴的转动轴线地延伸，而也可以是倾斜的。对于轴的导热能力的典型值例如是对于铬钢轴15W/mK，对于传统的钢轴45W/mK。含有铝的轴的导热能力为约150W/mK并且含有铜的例如400W/mK。

优选地，导热元件的导热能力可以比所述轴的导热能力高至少10％、20％、50％、100％、300％或者3000％，其中，导热元件的导热能力优选至少为150W/mK。

为了得到电机的特别简单的构造可以规定，至少一个开口平行于轴的转动轴线地延伸。

优选地，至少一个开口和容纳在至少一个开口中的导热元件可以具有同样的横截面形状、优选圆形的横截面。以此在导热元件和开口之间实现特别有效的导热过渡并且同时实现好的机械配合。当轴仅具有一个开口时，该开口应与轴的转动轴线同中心地(或者同轴地)布置。