电动机的冷却装置以及具有冷却装置的电动机的制作方法
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电动机的冷却装置以及一种根据权利要求16的电动机。
背景技术：
电动机具有定子和转子。在外转子式电动机中，转子包围定子。在定子和/或转子中存在在电动机的运行中产生热量的构件。为了导出热量，定子和转子具有定子冷却凸缘或转子冷却凸缘形式的冷却凸缘，在所述冷却凸缘上分别设置冷却片。定子冷却凸缘和转子冷却凸缘总体上称为冷却装置。所述冷却凸缘以很小的间距彼此相对置。如果在电动机的运行中转子以及由此转子冷却凸缘绕其轴线转动，则产生冷却气流，所述冷却气流在两个冷却凸缘以及位于冷却凸缘上的冷却片之间流动并导出由冷却装置吸收的热量。冷却片在周边上分布地设置并且构造成直的。通常，冷却片沿径向方向延伸，但也可以倾斜于径向方向设置。
在冷却装置中，带有冷却片的冷却凸缘特别是可以具有两个功能。一方面，一个冷却凸缘(散热的冷却凸缘)直接用于导出在其他位置导入相关散热的冷却凸缘中的热量。另一方面，冷却凸缘可以具有空气动力学方面的功能。具有空气动力学功能的冷却凸缘在电动机的运行中用于有利地与相对置的冷却凸缘相互作用地影响冷却系统中的空气流动状态，使得冷却系统的散热受到非常有利的影响。一个冷却凸缘可以同时具有散热功能和空气动力学功能。另一方面，一个冷却凸缘也可以仅具有空气动力学功能或仅具有散热功能。
所述冷却系统在预先规定的最大结构空间时只能释放有限的热量。此外冷却片在电动机运转时会导致噪声排放提高，即所谓的转动声(drehton)，这种转动声通常为感觉为干扰性的。特别是当在定子冷却凸缘和转子冷却凸缘上封闭分别相对置的冷却片在其走势上都是直的并且相互间没有角度或仅成很小的角度时，如例如当所有的冷却片都具有纯径向的走势时，在转子的旋转运动中，定子冷却凸缘和转子冷却凸缘的相对置的冷却片在很大的径向延伸上同时相对于彼此扫过。这会导致出现更高的转动声。
技术实现要素：
本发明的目的是，将所述类型的冷却装置和电动机构造成，使得提高冷却能力，而不要求更多的结构空间，并且降低噪声排放。
所述目的在具有本发明利用权利要求1特征部分的特征的所述类型的冷却装置中和在具有权利要求16的特征的电动机中得到实现。
在根据本发明的冷却装置中，至少几个冷却片不是直线延伸的，而是不同于直线地设计成波状的。这对于散热的冷却凸缘使得冷却片可供使用的表面增大，由此可以明显提高散热。相对于具有与波状冷却片类似走势、特别是相同径向和轴向延伸尺寸以及相同厚度的直的参考冷却片，波状的冷却片具有更大的散热表面。冷却片非直线的走势不需要附加的结构空间，从而所述冷却装置以及由此还有整个电动机仍可以紧凑地构成。附加地，通过冷却片不同于直线走势的形状设计还实现了，在转子冷却凸缘的旋转中仅还有很小的转动声。这是这样来实现的，即在转子的转动运动中定子冷却凸缘和转子冷却凸缘分别相对置的冷却片不再在大的径向延伸尺寸上同时在彼此旁边扫过，特别是因为在相对置的冷却片之间，在很大的范围上，特别是在大于总的径向延伸尺寸的50％上，在相对于彼此扫过的时刻出现明显大于0°、有利地大于5°的角度。此外，冷却片之间的所述角度在径向延伸上是变化的。
以这种方式，通过冷却片的简单设计就可以有利地实现，在保持紧凑的结构空间的同时不仅通过相应的加大冷却片表面提高了冷却能力，而且同时还使噪声排放最小化。
这种波形使得冷却片在具有预先给定的冷却凸缘径向延伸尺寸的同时实现了特别大的表面扩大。这种波形在使用电动机时得到高的湍流度，由此有利于通过冷却空气进行散热。这样来实现这种波形，即，在平面投影中观察，冷却片在其冷却片中线的走势上关于参考直线沿正周向和负周向交替地具有明显的偏差。同样在平面投影中观察，在冷却片的走势中与在参考直线上的对应位置相关的与其相应的参考直线的偏差(差值)称为波函数。这种波函数有利地对于一个冷却凸缘上的冷却片的大部分、优选对于至少80％的冷却片具有至少两个局部极值。冷却片的参考直线可以处于冷却凸缘的径向方向或者与径向方向成一定角度。
通过对于至少一对、优选对于大部分、特别是对于所有相邻的波状冷却片调整相位，可以非常有利地使得冷却能力独立于旋转的冷却凸缘的转动方向。
波状的构成并不只是指单纯的波形，而且例如也是指锯齿形的曲线。
波函数具有幅值、波长和相位。幅值和波长在冷却片的延伸尺寸上是可变的。相对于包络圆确定相位，所述包络圆构成冷却片沿径向的内端部。
波状冷却片的波长与相对应的冷却凸缘的径向延伸尺寸的比值在0.7至1.7之间。通过这种构成，在冷却片设置在其上的保持部分具有预先规定的径向宽度的情况下，可以得到冷却片最佳的大表面，此时，冷却片之间的流动通道也可以构造成有利于流动的。
一个冷却凸缘的波状冷却片的幅值在相应的同一个冷却片的冷却片平均波长的约0.1倍至约0.3倍的范围内。
波状冷却片的幅值优选可以在周边上是变化的。由此，可以提供另一个调整参量，以便使冷却能力最大化。
对于实现紧凑的设计方案有帮助的是，冷却片之间的平均间距约为冷却片的平均厚度的二至六倍。由此，尽管存在紧凑的结构形式，冷却片之间的间距仍足够大，从而在冷却片之间流动通过的冷却气流能够在冷却系统的表面上流动。
冷却片之间的间距有利地至少相当于冷却片厚度的两倍。所述间距可以根据电动机的规格在约1.5mm至约18mm之间。
有助于实现紧凑的结构形式和利用压力铸造法良好的可制作性的是，冷却片的厚度有利地仅在约1.5至约3mm之间。
冷却片可以在其高度上具有恒定的厚度，但朝其端侧的方向也可以具有变小的厚度。这种设计方案使得在用于制造冷却凸缘的压力铸造方法中能实现简单的脱模。
冷却片由此有利地这样设置在冷却凸缘上，使得冷却片的两个端部位于内包络圆和外包络圆的区域内，这两个包络圆相互是同轴的。
为了不会使得冷却凸缘具有沿径向方向过大的延伸尺寸，外包络圆与内包络圆的比例在约1.1至约1.6之间。以这种方式，冷却凸缘对于空气流动不构成障碍，特别是当电动机用于轴流式风机时。
为了与转动的冷却凸缘的转动方向无关地实现冷却能力，有利地设定，冷却片的相位在具有波状的冷却片的冷却凸缘的周边上是变化的。此时，相邻的冷却片不是相互平行的，而是根据相移相互错开地设置。以这种方式，可以以变化的相位的方式优化冷却片的波形，使得与转子冷却凸缘的转动方向无关地连同高冷却空气流速和高湍流度一起实现高冷却能力。这例如是这样实现的，即，一个冷却凸缘的所有波状冷却片的波函数的相位用弧度表示以0至2π的间隔大致均匀地分布，就是说，一个冷却凸缘的各单个波状冷却片的相位的影响在周边上观察可以相互抵消。对于冷却系统基本上适用的转动方向无关性的第一个条件是，一个冷却凸缘的所有冷却片的波函数相加的和具有不超过这些冷却片的波函数的平均幅值的20％(就是说，在累加式地叠加各波函数时，相位引起的抵消效应占优势)。
进一步优化冷却能力的转动方向无关性所要满足的并且有利地与第一个条件相结合地满足的第二个条件是，关于一个冷却凸缘所有分别直接相邻的冷却片对的相位之间的带符号/带正负号的相移的平均值无量纲地用弧度表示在数值上(绝对值)不大于π/6。由此，相邻的冷却片之间的相移的正负号的影响在整个周边上大致被抵消。
这里有利的是，一个冷却凸缘的两个直接相邻的冷却片之间的相移不能过大。用一个冷却凸缘的两个相邻的冷却片之间的用弧度表示的相移在数值上不大于π/3。由此可以在分别相邻的冷却片之间构成有利于流动的通道。
根据冷却装置的设计方案，直接相邻的冷却片在其相位上不是必须是不同的。这样，例如可以每三个或每五个有一个冷却片在相位上相对于相应考察的波状的参考冷却片发生改变。
用于实现转动方向无关性的另一个条件这样实现，参考直线相对于径向方向的带符号的角度对于一个冷却凸缘的所有冷却片平均接近于0°，有利地小于5°。如果所有参考直线都大致沿径向定向，则自动满足这个条件。
为了利用波状的冷却凸缘基本上确保冷却装置的冷却能力的转动方向无关性，特别重要的是，在所有散热的冷却凸缘中满足关于冷却片的相位和参考直线的所述条件。但为了实现理想的转动方向无关性，对于仅有空气动力学功能的冷却凸缘也应满足相应的条件。
本申请主题不仅由各个权利要求的主题得到，而且还由所有在附图和说明说中公开的信息和特征得到。虽然这些信息和特征不是权利要求的内容，也作为本发明的实质内容要求保护，只要它们单独地或相互组合地相对于现有技术是新的。
附图说明
本发明其他的特征由其他权利要求、说明书和附图得出。下面根据在附图中示出的几个实施形式来详细说明本发明。其中：
图1示出根据本发明的冷却装置的带有定子冷却凸缘的定子衬套从转子侧观察的轴向视图；
图1a示出具有根据本发明的冷却装置的电动机的轴向视图；
图2示出附加地带有根据本发明的额冷却装置的转子冷却凸缘的根据图1的定子衬套轴向剖视图；
图3用对应于图2的图示示出根据本发明的冷却装置连同所示的定子衬套的另一个实施形式；
图4用透视图从斜前方示出根据图1的定子衬套；
图5用轴向视图示出根据本发明的冷却装置的带有定子冷却凸缘的另一个实施形式的定子衬套；
图6用透视图示出根据图5的定子衬套；
图7用轴向视图示出根据本发明的冷却装置的带有定子冷却凸缘的另一个实施形式的定子衬套；
图8用透视图示出根据图7的定子衬套；
图9用示意图示出一个冷却凸缘上的单个冷却片；
图10用放大的示意图示出通过冷却片中线示出图9的冷却片，其中带有代表性的尺寸；
图11a至图11d用放大的示意图示出冷却片的横截面形状；
图12用俯视图示出根据本发明的冷却装置的冷却凸缘的另一个实施形式，其中，所有冷却片具有相同的相位并且冷却能力是转动方向相关的；
图13用俯视图示出根据本发明的冷却装置的冷却凸缘的另一个实施形式，其中，分别相邻的冷却片在其相位上用弧度表示交替地相差+π和-π，并且冷却能力基本上是转动方向无关的；
图14用俯视图示出根据本发明的冷却装置的冷却凸缘的另一个实施形式，其中，波状的冷却片更多地具有锯齿状的走势。
具体实施方式
图1a示例性示出外转子电动机形式的电动机，所述电动机例如可以是电子整流的直流电动机。所述电动机具有带有冷却凸缘2的定子衬套1，从所述冷却凸缘居中地突出支承套筒3。所述支承套筒延伸到转子40中，所述转子设有转子轴41，所述转子轴按已知的方式能旋转地支承在支承套筒3中。所述转子40具有转子壳体42，在所述转子壳体的内侧固定永磁体43。所述永磁体在形成环形的空隙的情况下包围定子组件44，所述定子组件按已知的方式设有绕组45。定子组件44有利地是由层状的片材组成的板组。
图1从转子侧出发观察示出定子衬套1的轴向俯视图，所述定子衬套是外转子电极的定子的一部分。定子衬套1如图2所示具有定子凸缘200，所述定子凸缘沿径向从支承套筒3突出，所述支承套筒有利地与定子凸缘200一体地构成并且转子40的转子轴41能转动地支承在所述支承套筒中。在这个实施例中，带有定子绕组45的板组44安装到支承套筒3的外侧201(图2)上。
与定子凸缘200的外边缘5隔开间距地从所述定子凸缘横向伸出环绕的壁部6，所述壁部包围用于电气/电子构件的容纳腔7。在其径向外部的区域中，一体地在定子凸缘200上设有定子冷却凸缘2。所述定子冷却凸缘设有冷却片8，所述冷却片在定子冷却凸缘2的周边上分布地设置。如图1所示，冷却片8在定子冷却凸缘2的周边上有利地大致均匀分布地设置。冷却片8沿径向方向大致从定子凸缘200的外边缘5出发延伸到环形的突起9，所述突起同轴于支承套筒3并且例如具有小于壁部6的内径的外径。环形突起9和壁部6位于定子凸缘200的不同侧面上。与壁部6一样，突起9也有利地与定子凸缘200一体地构成。定子冷却凸缘2的径向内端部通过突起9或者通过冷却片8的径向内端部形成。
在这个实施例中，在定子的电气或电子部件中形成的热通过定子冷却凸缘2的表面203散发到环境空气中。所述热例如可以来自绕组并且通过面201导入定子衬套1中和/或在容纳腔7中的电子设备的区域内形成并通过面202导入定子衬套1中。在该实施例中，面202是壁部6的内侧。定子衬套1由能良好导热的材料、例如铝制成。由此可以良好地将热导向定子冷却凸缘2。定子冷却凸缘2与定子衬套1一体的整体构成实现了从热导入面201、202向定子冷却凸缘2散热的表面203的最佳传热。
如图2或者也在根据图3的实施例中示出的那样，在转子40上，在外侧设有转子冷却凸缘4，所述转子冷却凸缘在电动机的运行中与转子40一起绕支承套筒3的轴线208转动。对于转子，在图2和3中仅示出了转子冷却凸缘4连同设置在其上的、与其一体构成的冷却片10。冷却片10从转子冷却凸缘4的外边缘11一直延伸到环形突起12。这两个冷却凸缘2和4以很小的间距彼此对置。这里，冷却片8和10相互朝向。转子冷却凸缘4可以与转子40一体地整体构成或者是固定在转子的其余部分上的单独的部件。冷却装置205在本发明的范围内包括两个带有冷却片8和10的相对置的冷却凸缘2、4。在电动机的运行中，两个冷却凸缘2、4相对于彼此进行旋转式的相对运动。每个冷却凸缘2、4都可以用于在其表面203、204上向环境空气散热和/或由于两个冷却凸缘2、4的相对运动而以空气动力学方式生效的相互作用有利于冷却装置205在两个冷却凸缘2、4之一上的散热。如果冷却凸缘2、4用于在其表面203、204上散热，则该冷却凸缘有利地与其他在另外的部位吸收热的部件一体地由导热良好的材料构成。根据是否存在必要性，转子冷却凸缘4、定子冷却凸缘2或两个冷却凸缘2、4可以承担散热功能。
外转子电动机的所述基本结构是已知的，因此也不对其进行详细说明。
冷却片8、10大致垂直于冷却凸缘2、4的底面22(图1)测量有利地具有高度h(图11)，所述高度不超过对应的环形突起9、12的高度。
如图2所示，转子冷却凸缘4的冷却片10在该实施例中具有比定子冷却凸缘2的冷却片8小的径向长度。此外，定子冷却凸缘2在所示实施例中沿径向突出于转子冷却凸缘4。冷却片8、10、环形突起12以及定子冷却凸缘2和转子冷却凸缘4的所述尺寸并不仅限于所示和所述的尺寸。这样，各冷却片8和10例如也可以具有相同的径向延伸尺寸。定子冷却凸缘2和转子冷却凸缘4也可以具有相同的外径。在该实施例中，定子冷却凸缘2的冷却片8具有明显大于转子冷却凸缘4的冷却片10的尺寸，因为定子冷却凸缘的冷却片用于散热，由于散热体和环境空气之间较大的接触面而有利于这种散热，而转子冷却凸缘4的冷却片10在该实施例中仅承担空气空气动力学的功能并且由此起决定作用地有利于冷却装置205的散热。
在外转子电机的使用中，通过转子冷却凸缘4相对于定子冷却凸缘2的转动，在冷却片8和10之间产生气流，所述气流从冷却凸缘表面203和/或204吸收热量并带走热量。此时，在该实施例中，带有冷却片10的转子冷却凸缘4类似于径流式风扇叶轮起作用并且以高速从内向外输送空气并沿径向将从冷却凸缘表面203和/或204吸收了要释放的热量的空气从电动机中排出。因此，在冷却装置205沿径向的内部区域中形成负压，并且在带有冷却片8的定子冷却凸缘2上沿径向从外向内吸入新鲜的环境空气，此时，所述环境空气吸收废热。附加地通过相对置的冷却片8和10直接的相互作用产生高度的湍流，所述湍流进一步有助于向空气散热。但这种相互作用也是强烈发声的原因，特别是当所有冷却片8和10沿径向定向并且是平直的时(现有技术)，或者当所述冷却片设计成，在定子冷却凸缘2和转子冷却凸缘4给定的相对位置处，冷却片8和10在其整个共同的径向延伸上彼此精确地相对置并且平行延伸时，就是说，当冷却片恰好相互对置时，所述冷却片在其走势上相互间没有或仅有很小的角度。通过冷却片8、10根据本发明的波状造型的设计方案，明显降低了这种转动声的生成。
定子冷却凸缘2的冷却片8在根据图1的实施例中构造成波状的。图9用俯视图示意性示出一个冷却凸缘2、4，该冷却凸缘可能是转子冷却凸缘或定子冷却凸缘，仅示出了一个波状的冷却片8、10。冷却凸缘2、4径向内部的可以由冷却片8、10的径向内端部限定的边缘线13(包络圆)具有半径ri。冷却凸缘2、4径向外部的可以由冷却片8、10的径向外端部限定的边缘线14(包络圆)具有半径ra。冷却凸缘2、4的径向延伸尺寸因此是b＝ra-ri。
对于冷却片8、10，可以看到用虚线示出的外轮廓(剪影)，其中，所述外轮廓的间距总是大致相当于冷却片8、10的冷却片厚度d。冷却片厚度d是在相关冷却片8、10的一个径向和轴向位置处恰好还能配合到两个冷却片壁部之间的内切的球体206(图9)的直径。针对每个冷却片8、10求均值得到的厚度d称为冷却片平均的冷却片厚度dmr。一个冷却凸缘2、4的平均冷却片厚度dm大致是该冷却凸缘2、4的所有冷却片的所述平均厚度dmr。在图9中，对于冷却片8、10还绘制了冷却片中线8a、10a，借助于冷却片中线可以更好地描述冷却片8、10的波形。所述冷却片中线8a、10a可以这样定义，即，将冷却片8、10与同轴于旋转轴线m的不同半径的圆柱面的所有相交面的面重心相互连接。
在图10中通过冷却片的冷却片中线8a、10a的走势示意性示出冷却凸缘2、4的冷却片8、10的放大图。所述冷却片中线8a、10a根据图10以在视图平面上的投影观察，所述视图平面例如垂直于电动机的旋转轴线。为了说明表述“波状的”还要考察参考直线r，所述参考直线与冷却片中线8a、10a相交至少两次、有利地相交三次。因此，如果冷却片中线8a、10a具有基本上直线的、非波状的走势，则冷却片中线相对于参考直线不具有或仅具有非常小的偏差。但波状的冷却片中线8a、10a相对于其径向走势沿正周向和负周向θ交替地具有偏差。参考直线r现在总是这样布置，使得冷却片中线8a、10a沿正周向和负周向θ的偏差尽可能关于参考直线r是对称的。为了详细说明，还定义了冷却片中线8a、10a的最大偏差207，所述最大偏差是偏差的局部极值。这里，只有当由曲线走势可以看出，在这些位置处即使在假想的曲线进一步走势中也存在局部极值时，才将冷却片中线8a、10a的内端部和外端部视为最大偏差。现在可以这样来定义参考直线r，即，两个相邻的最大偏差总是具有相同的值，或者在一个冷却片中线8a、10a的所有最大偏差上的平均值上看在其数值上相互间具有尽可能小的偏差。在根据图10的实施例中，所述参考直线r恰好沿径向方向定向，但所述参考直线也可以与径向成一定的角度。冷却片的冷却片中线8a、10a与其参考直线r之间的差作为在r上行程的函数称为每个冷却片8、10的波函数。这里将零点置于r与内包络圆13的交点处。波状的冷却片8、10具有这样的波函数，所述波函数在冷却片8、10的走势上具有至少两个(局部)极值、优选具有至少三个极值。
冷却片8、10的波状走势根据图10可以通过其冷却片中线8a、10a和由此导出的波函数来描述，特别是通过幅值a、波长λ和相位δφ来描述。冷却片中线8a、10a的波形的幅值a始终是指波函数的局部极值的数值。波长λ是指冷却片中线8a、10a的波函数的两个前后相继的局部极大值或两个前后相继的局部极小值之间的间距。幅值a或波长λ的大小可以是恒定的或者也可以在冷却片中线8a、10a上是变化的。由于幅值a和/或波长λ在冷却片中线8a、10a上可能是变化的，对于每个冷却片8、10或其冷却片中线8a、10a还定义了冷却片平均的幅值amr或冷却片平均的波长λmr，所述平均幅值或平均波长分别且对于每个冷却片中线8a、10a构成所有可确定的幅值a或波长λ的平均值。相位δφ描述冷却片8、10的波函数的第一极大值(沿正周向θ，不是极小值)关于其原点或零点211的位置。相位δφ用弧度定义为
通过波状地构成冷却片8、10，在确定的边界条件下相对于直线的或者说沿径向且直线的冷却片增大了特别是散热的冷却凸缘2、4的表面203、204，从而明显改善了该冷却凸缘2、4的散热。所述边界条件特别是通过沿径向方向和轴向方向可供使用的结构空间、冷却片8、10由于制造技术上的原因具有的最小冷却片厚度d和相邻的冷却片8、10彼此间的最小间距s(图1)来给定，此时还必须顾及流动技术上的视角。就是说，对于在相应相邻的冷却片8、10之间流动通过的空气应确保大致横向于流动通过方向有足够的流通面积、就是说特别是有足够大的冷却片间距s。冷却片间距s在两个相邻的冷却片8、10之间在任意位置处通过恰好能内切到两个相邻的冷却片8、10的侧面之间的球体的直径来定义(见图1)。后面给出的两个边界条件(冷却片厚度d和冷却片间距s)原本用于确保不会任意地增加沿周向的冷却片数量，以便实现良好的散热。
借助于参考直线r可以对于每个波形的冷却片8、10还定义一个直线的(非波状的)参考冷却片。所述直线的参考冷却片的假想的冷却片中线恰好位于r上，这种参考冷却片具有与对应的波状冷却片相同的轴向和径向延伸尺寸以及相同的厚度分布。与其直线的参考冷却片相比，波状的冷却片8、10具有明显更大的表面，这对于散热是有利的。波状的冷却片8、10和其直线的参考冷却片的表面关于冷却片8、10的径向延伸尺寸的比值主要与幅值a和波长λ相关。对于波状的冷却片8、10所述比值有利地至少为1.05。
附加于由于表面增大对散热的改善，通过冷却片8、10的波状设计还由此实现了散热的其他优点，即，相对于散热片的平直设计还提高了流速和湍流度。
通过适当地设计转子冷却凸缘4和/或转子冷却凸缘4的波状的冷却片8、10，可以相对于将所有冷却片都设计成直线的或非波状的方案明显降低转动声排放。
为了实现非常好的散热，波长λ、幅值a、相位δφ与冷却片厚度d(图1)、冷却片数量n、冷却凸缘2、4的内部和外部直径ri和ra和由此得到的冷却凸缘2、4的径向延伸尺寸b＝ra-ri以及还有冷却片8、10的高度h相配合地相互协调。冷却片8、10的高度h这里是冷却片大致垂直于冷却凸缘2、4的底面23的延伸尺寸，也见图11。对于优化任务的这个实施方案，使用数字式的流动模拟(cfd(计算流体动力学))是适宜的，借助于这种流动模拟可以用计算机模型来模拟冷却装置205的冷却性能。这里例如特别是参数λ、a和δφ在定子冷却凸缘2和转子冷却凸缘4之间以及在相邻的冷却片8和10之间可以是变化的。对于幅值a和波长λ还需要引入其在所有冷却凸缘2、4上观察的平均值am或λm，所述平均值由对于一个冷却凸缘2或4的所有径向位置以及所有冷却片中线8a、10a的幅值a或波长λ求得。已经证实，内包络圆12的半径ri相对于散热的冷却凸缘2、4的径向延伸尺寸b具有20至45％的值是特别有利的。不散热的冷却凸缘2、4有利地在其径向延伸尺寸b上较为紧凑并且相对于b具有10％至30％的ri值。
在散热的冷却片的一个有利的实施形式中，波长λ在b的70％-170％的范围内。λ较低的值尽管进一步加大冷却片8、10的表面，但对于空气流动有不利影响。幅值a有利地是波长λ的0.1倍至0.3倍。选择这样的幅值使得在散热的冷却凸缘2、4实现有利的散热以及使得明显降低转动声，如果两个冷却凸缘2、4中的至少一个的冷却片8、10这样构成。冷却凸缘2、4的冷却片8、10的平均冷却片厚度dm有利地小于该冷却凸缘2、4的冷却片8、10的平均冷却片间距sm，所述冷却片间距描述在两个相邻的冷却片8、10之间形成流动通道15的宽度b，有利的是，6>sm/dm>1.5。
如图1所示，在所示实施例中，冷却片8的相位δφ在定子冷却凸缘2的周边上是变化的。在图1中示例性对于三个冷却片8给出了相关的相位δφ。
由于波状冷却片8、10的相位δφ或
如果波状冷却片8、10的相位没有变化，则在冷却装置205的冷却能力方面会形成一个优选转动方向，就是说，在这种配置中，对于一个转动方向，冷却装置205的冷却效果高于相反的转动方向。如果在带有波状的冷却片8、10的散热的冷却凸缘2、4中相位δφ没有适当地变化，对于转动方向相关的冷却效果，这种差别的程度大于只有空气动力学作用的冷却凸缘2、4中的情况。这样，可能的是，在只有空气动力学作用的冷却凸缘2、4中可以使用没有相位δφ变化的波状冷却片8、10，而冷却效果的转动方向相关性不会达到临界值。
一般而言，对于电动机当然也可以使用在定子冷却凸缘2和/或在转子冷却凸缘4上带有波状冷却片8或10的冷却装置205，所述冷却装置对于一个转动方向具有比相反的转动方向更好的冷却能力。特别是当电动机仅用于确定的转动方向时，就是这种情况。
在图12中示出带有相位恒定的波状冷却片8、10的冷却凸缘2、4。如果散热的冷却凸缘2、4这样构成，则表现出散热与电动机转动方向θ的重要的相关性。特别是在所述优选方向上，可以实现非常高的散热。但对于应以两个转动方向使用的电动机，这种冷却凸缘2、4并不适合。
在图14中同样示出带有相位恒定的波状冷却片8、10的冷却凸缘2、4。与根据图12的实施形式不同，冷却片8、10的波函数具有另外的形式。在例如根据图10的实施形式中，在冷却片8、10的波函数的最大偏差207的范围内存在近似圆形的轮廓，并且波函数在其曲线上更为偏向于正弦函数，而根据图14的实施形式，在冷却片8、10的波函数的最大偏差207的范围内存在尖端或尖角的形式。曲线更多地是锯齿形的。波状的冷却片8、10的冷却片中线8a、10a在其径向走势上相对于参考直线r交替地具有沿正周向和负周向θ的偏差。所述波函数特别是具有至少两个局部的极值(极大值和极小值)。波函数的曲线这里可以具有不同的形状，例如相互拼接的截锥形、之字形、锯齿形、正弦形或由此导出的形状，或者台阶形。
满足关于一个冷却凸缘2、4、特别是散热的冷却凸缘2、4的所有波状的冷却片8、10的相位δφ的第一个条件确保了，对于两个转动方向所述冷却装置205有类似的冷却效果。这个条件表明，一个冷却凸缘2、4的所有冷却片8、10的波函数的无量纲地用弧度表示的相位
确保满足这个条件的构造方案是这样的，通过配对给每个冷却片8或10配设相同冷却凸缘2或4的另一个冷却片8'或10'，所述另一个冷却片大致具有相同的径向幅值曲线a和大致相同的径向波长曲线λ，并且在其相位
满足关于一个冷却凸缘2、4、特别是散热的冷却凸缘2、4的所有波状的冷却片8、10的相位δφ的第二个条件与满足第一个条件一起确保了对于两个转动方向所述冷却装置205有几乎相同的冷却效果。为了进行说明，对于一对直接相邻的冷却片8、8”或10、10”考察相移δδφ，所述相移表示两个相邻的冷却片之间的相位δφ的带符号的差：δδφ＝δφ8"或10"-δφ8或10；这里8"或10"总是8或10沿转动方向沿转动方向θ相邻的冷却片。当一个冷却凸缘2或4的所有可能的相邻冷却片对8、8"或10、10"的带符号的平均相移接近为零时，满足第二个条件，这意味着，正的和负的相移在周边上大致抵消。所述平均相移有利地无量纲地用弧度表达在数值上不大于π/6。
确保满足第二条件的一个结构方案是，给直接相邻的冷却片的每个相移δδφ(1)配设恰好一个另外的δδφ(2)，该相移在数值上是相同的，但具有不同的符号。相移δδφ(1)的冷却片的波函数适当地成对地与相移δδφ(2)的相应的冷却片相比有利地具有分别大致相同的幅值曲线和波长曲线并且有利地大致相对于彼此有
在图5中，示例性地示出了两个互补的相移δδφ(1)和δδφ(2)。
这样得到转动方向不相关性的另一个条件，参考直线r相对于径向的带符号的角度在一个冷却凸缘的所有冷却片上的均值上接近0°，有利地<5°。如果所有参考直线大致沿径向定向，则自动满足该条件。
在图13中示出具有波状冷却片8、10的冷却凸缘2、4的另一个实施形式。冷却片对8、8"或10、10"的冷却片总是交替地具有约为+π和-π的无量纲的相移，就是说，大约为一半波长的有量纲相移δδφ。冷却凸缘2、4的这种结构在所有波状冷却片8、10(包括8"、10")的相位δφ上使得能实现冷却凸缘2、4的基本上转动方向无关的冷却能力，因为满足了前面描述的用于实现转动方向无关性的两个条件1和2。
但在根据图13的实施形式中也可以看到的是，在两个相邻的冷却片8、10之间的冷却片间距s在径向位置上发生较强的变化。例如，对于两个相邻的冷却片8、10在不同的位置处绘制出冷却片间距s1和s2。所述冷却片间距具有明显不同的数值。已经证实的是，冷却片间距沿径向方向的这种强烈变化对于通过流动通道的冷却空气流导向是不利的，所述流动通道分别通过两个相邻的冷却片之间的空隙构成，并且因此可能减小冷却能力。
与此不同，在根据图1、5、7的实施形式中可以看到，尽管存在冷却凸缘2的不同冷却片8之间的相位
为了在电动机的运行中获得更低的转动声，此外可能有利的是，冷却片在周边上略微不均匀地分布。这种不均匀分布特别是可以从相应参考直线r的不均匀分布中看出。已经证实有利的是，两个相邻的参考直线r之间所出现的最大角度差与两个相邻的参考直线r之间所出现的最小角度差之间的比值为1.2至2。
冷却片8、10有利在轴线方向上观察设计成没有侧凹的。由此，带有冷却片8、10的冷却凸缘2、4可以非常简单地用压力铸造法制造并且可以容易地脱模。特别是根据图1至8之一的全部定子衬套可以与集成在定子凸缘200中的定子冷却凸缘2、支承套筒3、壁部6和冷却片8一起用压力铸造法经济地制造。
根据图3的实施形式与根据图2的实施形式的区别在于，在转子冷却凸缘4的冷却片10上设置扁平的分隔盘16，所述分隔盘覆盖冷却片10的径向延伸尺寸的大部分。环盘形的分隔盘16隔开间距地与定子冷却凸缘2的冷却片8相对置。分隔盘16的径向内边缘17与环形突起12隔开间距。由此在环形突起12和分隔盘16的内边缘17之间形成空气入口18。
分隔盘16在该实施例中设置成，使得分隔盘朝向定子冷却凸缘2的冷却片8的平坦的外侧19与环形突起12的端侧20位于一个共同的径向平面中。以这种方式，对于冷却空气确保了最佳的导流。分隔盘16用于确保，在冷却片8和10之间产生受引导的冷却空气流。通过旋转的转子冷却凸缘4吸入的冷却空气在冷却片8之间沿径向从外向内在流动通道15中流动并从这里进入空气入口18，从而接下来冷却空气在转子冷却凸缘4的冷却片10之间沿径向从内向外流动。
定子冷却凸缘2的环形突起9这样连接在转子冷却凸缘4的环形突起12上，使得冷却空气在环形突起9上沿轴向转向，从而冷却空气通过空气入口18到达冷却片10。由于分隔盘16沿朝冷却片8的方向封闭位于冷却片10之间的流动通道15，通过冷却装置205确保了非常好的空气引导。
另外，根据图3的实施形式与根据图1和2的实施形式类似地构成。
在根据图5和6的实施形式中，冷却片8比前面的实施例中要长。特别是径向延伸尺寸b较大并且具有冷却凸缘2的内半径ri的约40％的值。冷却片8的波长λ与径向延伸尺寸b的比值与根据图1的实施例相比较小并且大致为60％。
在这个实施形式中，相邻的冷却片8也具有不同的相位δφ或者说无量纲地用弧度表示成
在几个冷却片8之间的区域中设有拱顶21，所述拱顶集成在定子冷却凸缘2上并用于将定子固定在悬挂结构上。所述悬挂结构利用螺钉固定在定子上，所述螺钉可以按已知的方式从定子凸缘2朝向壁部6的侧面209(见图6)出发旋入拱顶21中。
为了可以与冷却片8和在这些冷却片之间构成的流动区域一起最佳地利用围绕拱顶21的区域，拱顶21这样设置并且与拱顶21相邻的冷却片8这样成形，使得相邻的冷却片8的波形部段22与拱顶21的轮廓形状相适配。由于在该实施例中拱顶21具有圆形的横截面，波形部段22至少近似地构造成，使得所述波形部段大致相对于拱顶21的周壁同轴地延伸。由此确保在相邻的冷却片8与拱顶21之间存在必要的或者说对于冷却最佳的间距，就是说在拱顶与相邻的冷却片8之间构成有效的流动通道212(图5)。
在根据图5、6的实施例中，各个冷却片8的冷却片平均的幅值amr在周边上变化。在拱顶21的区域内，所述平均的冷却片幅值amr选择得较小并且选择成，使得在拱顶21和相应相邻的冷却片之间构成有利的流动通道212。对于冷却片8，在远离拱顶21的中间区域中，所述平均冷却片幅值amr选择得较大，特别是以便获得较大的辐射热的表面。最大与最小的平均冷却片幅值amr之间的比值大致在1.2至2的范围内。直接相邻的冷却片的平均冷却片幅值amr的比值有利地应选择成不高于1.1，以便确保形成有利的流动通道。
此外，相邻的冷却片8之间的相移δδφ设计成，使得实现到相邻的拱顶21的最佳过渡。以这种方式，尽管存在拱顶21仍确保了，冷却效果独立于(未示出的)转子冷却凸缘4的转动方向。
由于所述的设计方案，拱顶21的外侧也与其相邻的冷却片8的波形部段21配合作用地用于导流和用于散热。
拱顶21通过径向延伸的板条23连接在环形突起9上。板条23从定子冷却凸缘2的底面出发大致沿定子冷却凸缘的轴线方向延伸。所述板条23有利地大致具有与拱顶21和冷却片8相同的高度。
拱顶21和板条23也构造成没有侧凹的，从而可以顺利地实现整个定子衬套1的脱模。
环形突起9与前面的实施例不同不是构造成连续的环，而是通过沿轴向延伸的缝隙24分成单个区段。所述缝隙24设置成，使得这些缝隙位于相邻冷却片之间相应的流动通道15的区域中。
在轴向视图中观察(图5)，所述轴向的缝隙24位于相邻的拱顶21之间的区域中。拱顶21按已知的方式包围穿过定子凸缘2的开口25(图7)，有利地在所述开口中加工出螺纹，用于将定子与悬挂结构连接的螺钉可以旋入所述螺纹中。
相位δφ按所述方式在定子凸缘2的周边上变化，由此实现了，冷却片8、10的冷却独立于转子冷却凸缘4的转动方向。由于冷却片8具有波形，在电动机运行时在冷却装置205中出现的转动声与两个冷却凸缘2和4上直线延伸的冷却片相比明显降低。
图7和8示出一个实施形式，该实施形式基本上对应于根据图5和6的实施形式。因此，下面仅说明不同的设计。所述不同的设计在于，与拱顶21相邻的冷却片8构造成，使得弯曲的波形部段22不再同轴于拱顶21，而是具有直线的并且相互平行的部段26的冷却片8在拱顶21旁边延伸。所述直的部段26从外包络圆14出发沿径向向内延伸，使得所述部段一直延伸到拱顶21附近。所述直的部段22此时过渡到弯曲的波形部段27中，所述波形部段大致同轴于相应的拱顶21延伸。通过两个与相应的拱顶21相邻的冷却片8的这种设计实现了，定子衬套1在制造中能够利用相应的抓具抓取。相应的抓具可以从侧面嵌入直的并且沿径向定向的冷却片区域26之间。
如由根据图6和图8的实施例示出的那样，在两个与拱顶21相邻的冷却片8之间的区域28中，冷却凸缘2的承载的壁部设计成具有更大的壁厚。由此，可以降低由于固定在拱顶21上的悬挂结构而出现构件应力。
其余的冷却片8按已经说明的方式构成和设置。
在根据图7和8所示的实施形式中，在定子衬套1的周边上分布地设置五十六个波状的冷却片8。这些冷却片8有利具有约1.5mm至2.5mm的平均厚度。通过波状构成的冷却片8形成大的散热面积。而不会使相邻冷却片8之间的间距过小。相邻冷却片之间的这个间距在冷却凸缘上的均值sm至少是冷却凸缘上的平均冷却片厚度dm的一倍。相邻冷却片之间的这个平均间距sm有利地在平均冷却片厚度dm的两倍至六倍的范围内。实际上，这个平均间距sm有利地约为3mm至18mm。
外半径ra(图9)在使用带有轴流式风机叶轮的电动机时有利地不选择得过大，因为在轴流式风机中冷却凸缘2、4可能对于轴流式风机的空气流动构成障碍。内半径ri通常通过电动机其余部件的构造来确定。凸缘区域29的外径ra与内径ri的比值有利地在约1.1至1.6的范围内，优选约为1.4。冷却凸缘的径向延伸尺寸b通过ra和ri确定。
如根据图9的示意图所示，波状的冷却片8在冷却凸缘2、4的外半径ra和内半径ri之间延伸。外半径ra对应于外包络圆14的半径，而内半径ri对应于内包络圆13的半径(图1和7)。冷却片8这里设置成，使得所述冷却片基本上沿径向方向定向。凸缘区域29的周向方向用θ表示。用m标注转子的转动轴线。
图11a至11d用大致垂直于假想的冷却片中线8a、10a的横向剖视图示出冷却片8、10的不同构成。
在根据图11a的实施形式中，冷却片8、10具有厚度为d的矩形横截面。冷却片8、10在其高度h上相应地具有恒定的横截面或恒定的厚度d。比值h/d有利地在约2至8之间的范围内。厚度d有利地为1mm至4mm。
根据图11b的冷却片8、10具有梯形的横截面。在底部区域中，冷却片8、10具有厚度d1，而在顶部区域中具有小于厚度d1的厚度d2。从顶侧30到冷却片80的侧壁31、32的过渡部是倒圆的。由于梯形的横寂寞，冷却片8、10从底部区域出发一直到顶部区域或顶部侧30连续地变窄，就是说厚度d从顶部区域朝底部区域变化。比值h/d在冷却片8、10的这种设计方案中在冷却片8、10的整个高度上有利地也在约2至8之间的范围内。
根据图11c的冷却片8、10原则上具有与根据图11b的冷却片相同的构成。区别仅在于，顶部侧30分别通过棱边过渡到侧壁31、32中，并且没有进行倒圆。
根据图11b和11c的冷却片8和10的倾斜的侧壁31、32对于热流是有利的，因为沿热量从底面33的区域到顶部区域30的主流动方向存在冷却片连续的横截面渐缩。但这种横截面设计特别是具有这样的优点，即，冷却凸缘2、4能顺利地从铸造模具中脱模。侧壁31、32构成脱模斜面。
根据图11d的冷却片8、10的突出之处在于，顶部侧30不是如根据图11b和11c的实施形式那样构造成平的，而是完整倒圆的。
在根据图11a至11d的所有实施形式中，也可以在从侧壁31、32到底面33的过渡部上设置倒圆结构。
端侧和基底侧的倒圆部也可以设置在根据图11a的带有矩形横截面的冷却片8、10中。
所描述的所有实施形式都可以仅在一个冷却凸缘2、4上设置波状的冷却片8、10，有利地设置在散热的冷却凸缘2、4上。另一个冷却凸缘2、4的冷却片8、10此时可以按传统的方式构造成直线延伸的，这种直的冷却片8、10可以设置成沿径向延伸的或者也可以设置成与径向成一定角度延伸的。
同样，波状的冷却片可以不仅设置在一个冷却凸缘2、4上，而是也可以设置在两个冷却凸缘2、4上。此时，两个冷却凸缘8、10的波状的冷却片8、10可以具有不同的特征性参量(例如ra、ri、λ、δφ、a)
冷却凸缘2、4也可以有利地设计成具有波状的冷却片8、10，但不是所有冷却片8、10都具有波形。一个冷却凸缘2、4的所有冷却片8、10的至少50％有利地具有波形，更为优选地是一个冷却凸缘2、4的所有冷却片8、10的至少80％具有波形。
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