具有轻型结构的电机的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装置，
[0002]-其中所述装置具有基体和电机，
[0003]-其中电机具有定子叠片和转子，
[0004]-其中转子与定子叠片相对地支承在支承装置中，转子因而可与定子叠片相对地绕旋转轴旋转，
[0005]-其中将转子构造成外转子，因而沿旋转轴的径向看，定子叠片被布设在转子和旋转轴之间，
[0006]-其中基体至少部分地沿径向布设在定子叠片内，
[0007]-其中定子叠片与冷却装置热耦合，从而使定子叠片中产生的热量可导入冷却装置中，
[0008]-其中被导入冷却装置中的热量，借助于沿轴向流经冷却装置的冷却空气，从冷却装置中排出。
【背景技术】
[0009]这类装置是普遍公知的。尤其安装在装置中的几乎每一个常规的外转子电机，都是如此构建的。
[0010]在移动应用领域，电动机的功率重量比起着很大的作用。尤其试图尽可能地降低电动机的重量。力求在所谓的有源部件(也就是以电磁激励的部件，即磁体和线圈以及片或者叠片)以及其它的部件，即所谓的无源部件上实现重量的减轻。
[0011]在现有技术中，一般试图对系统的单个部件进行优化。但是，在例如通过对有源部件和无源部件的结构和功能进行整合的集成化轻型结构中，存在特别大的潜能。
【发明内容】
[0012]本发明要解决的技术问题在于，提供一种具有轻型结构的电机的装置，在所述装置中，能够以有效的方式实现这种集成化轻型结构。
[0013]所述技术问题通过具有权利要求1所述特征的装置加以解决。按照本发明的装置的有利的设计方案，是附属权利要求2至13说明的内容。
[0014]按照本发明，对本文开头所述的那类装置如此进行进一步改进，S卩，定子叠片通过冷却装置与沿径向布设在定子叠片内的基体连接，从而使得定子叠片借助于冷却装置相对于基体沿轴向和径向固定，而且作用于定子叠片和转子之间的转矩，借助于冷却装置支承在基体上。
[0015]按照本发明，冷却装置因而也是连接定子叠片与基体的支承构件。
[0016]一般情况下，冷却装置是电机唯一的冷却装置。因而电机除了上述的冷却装置外，不具有其它的冷却装置。
[0017]一般情况下，定子叠片至旋转轴具有最小间距。在本发明的一种优选的设计方案中，定子叠片借助于非电磁激励的耦合元件与冷却装置热耦合，所述耦合元件至旋转轴，一部分具有比最小间距大的间距，而一部分具有比最小间距小的间距。耦合元件因而是一种桥梁，在定子叠片中产生的热量通过这种桥梁导入冷却装置中。
[0018]有各种方案用于构建耦合元件。例如可以使定子叠片具有多个沿旋转轴方向看互相叠置的定子片，耦合元件，只要它至旋转轴具有比最小间距大的间距，就可以将其构造成布设在每两个定子片之间的夹层，而且所述夹层整体式地超出最小间距地延伸到冷却装置区域。
[0019]夹层的材料可以按需要选取。例如夹层可以由塑料、尤其由纤维复合材料组成。例如碳纤维强化塑料(CFK)或者玻璃纤维强化塑料(GFK)都是适宜的纤维复合材料。
[0020]作为替代方式或者补充，还可以使夹层由具有优选导热方向的材料组成。这类材料，尤其碳纤维强化塑料，是专业人士熟知的。在这种情况下，优选使定子叠片内以及定子叠片外的优选导热方向沿径向定向。
[0021 ] 作为替代方式，还可以使夹层由金属组成。
[0022]优选规定，冷却装置具有多个子结构，所述子结构分别具有不包括夹层的中间层，并且沿旋转轴方向看，中间层在两侧分别被一组夹层所围住。借助于这种设计方案，可以以尤其简便的方式获得一种非常稳固和耐用的冷却装置。
[0023]每组夹层的第一夹层的数量，可以按需要选取。可以使相应的数量等于I。作为替代方式，还可以使相应的数量大于I，例如为3至6。
[0024]可以按需要构造中间层。例如可以使中间层由结构泡沫材料组成。作为替代方式，还可以使中间层由夹层结构组成。在这种情况下，夹层结构优选具有两个覆盖层以及布设在所述覆盖层之间的蜂窝状结构。
[0025]除了将耦合元件构造成夹层外，还可以将耦合元件构造成冷却管道，所述冷却管道一部分在定子叠片中延伸以及一部分在冷却装置中延伸，或者通往冷却装置并且其中有液态的冷却介质。借助于这种设计方案，可以以简便的方式获得一种轻便且紧凑的液体冷却式电机。
[0026]在液体冷却的情况下，装置优选具有冷却介质泵，借助于所述冷却介质泵可以对处于冷却管道中的冷却介质进行强制循环。
[0027]垂直于旋转轴看，优选将冷却装置的整个表面构造成网格结构。由此获得特别高的冷却效率。
[0028]按照本发明的装置此外还可以按需要构造。如果基体是飞机、尤其直升飞机的组成部分，则尤其优选应用于航空领域。
【附图说明】
[0029]本发明的上述性能、特征和优点以及如何实现它们的方式和方法，与下列对联系图纸加以详细说明的实施例所作的描述相结合，将更清晰易懂。示意图中:
[0030]图1表不一种具有电机的装置，
[0031]图2表示经过电机剖示的纵向剖视图，
[0032]图3表示定子叠片和冷却装置，
[0033]图4表示夹层的俯视图，
[0034]图5表示经过电机剖示的较详细的纵向剖视图，以及
[0035]图6表示冷却装置的俯视图。
【具体实施方式】
[0036]按照图1，一个从原则上讲任意的装置具有基体I。按照图1，基体I是一种飞机，即直升飞机的组成部分。但是该图仅仅是个示例。从原则上讲，基体I可以具有任何形状。
[0037]在基体I中或者基体I上布设着电机2。所述电机2驱动装置的机组3。尤其可以将电机2构造成装置的主驱动器。如果是飞机，可以将机组3例如构造成产生推进力和/或上升力的飞机螺旋桨。在这种情况下有意避开词语“Rotor”，是因为之后它要与电机2结合成那样。
[0038]按照图2，电机2具有定子叠片4。所述定子叠片4按照图2通过冷却装置5与基体I连接。冷却装置5之后还会详细说明。
[0039]电机2此外还具有转子6。所述转子6与定子叠片4电磁地配合作用。以此在定子叠片4和转子6之间形成电动力。转子6支承在(至少)一个支承装置7中，因而转子6可绕旋转轴8旋转。
[0040]接下来只要用到概念“轴向”、“径向”和“切向”，始终是针对旋转轴8而言的。轴向是平行于旋转轴8的方向。径向是与旋转轴8正交地靠近旋转轴8或者离开它的方向。切向是与旋转轴8正交且与径向方向正交的方向。切向因而是以恒定的径向间距且在恒定的轴向位置上，圆形地环绕旋转轴8定向的方向。
[0041]按照图2，转子6被构造成外转子。定子叠片4因此虽然被布设在与转子6相同的轴向位置上，但是沿旋转轴8的径向看，定子叠片4则被布设在转子6和旋转轴8之间。
[0042]定子叠片4与冷却装置5热耦合。在电机2运行期间定子叠片4中产生的热量，因而可导入冷却装置5中。使定子叠片4与冷却装置5耦合的相应的方法，后面将详细说明。
[0043]转子6按照图2具有风扇叶片9。借助于所述风扇叶片9，在电机2运行时-即转子6旋转期间-沿轴向方向将冷却空气10输送给冷却装置5。所输送的冷却空气10流经冷却装置5。借助于冷却空气10，导入冷却装置5中的热量从冷却装置5中排出。作为强制通风的替代方式，尤其在垂直地定向旋转轴8时，还可以通过自然对流使热量从冷却装置5中排出。
[0044]按照图2，定子叠片4通过冷却装置5与基体I连接。基体I按照图2沿径向布设在定子叠片4内。冷却装置5因而以定子叠片4为出发点，沿径向向内地朝旋转轴8延伸。借助于冷却装置5，定子叠片4相对于基体I沿轴向和径向固定。在电机2运行时作用于定子叠片4和转子6之间的转矩，借助于冷却装置5支承在基体I上。冷却装置5因而不仅用于冷却定子叠片4，而且另外还充当了支承定子叠片4的构件。
[0045]冷却装置5优选是电机2唯一的冷却装置。因此，除了冷却装置5外，电机2优选不具有其它的冷却装置。
[0046]接下来对定子叠片4与冷却装置5的可能的耦合方案进行详细说明。
[0047]定子叠片4按照图2至旋转轴8具有最小间距r。为了使定子叠片4中产生的热量能够有效地导入冷却装置5中，定子叠片4借助于耦合元件11与冷却装置5热耦合。所述親合元件11是非电磁激励的。親合元件11沿径向方向延伸某一长度I。由于親合元件11的纵向长度，其至旋转轴8具有间距，所述间距按照要考量的耦合元件11的位置，介于最小值amin和最大值amax之间。定子叠片4的最小间距r介于最小值amin和最大值amax之间。换句话说，耦合元件11