设备和电动马达的制作方法

本实用新型涉及一种设备，其具有过程空气循环、执行器以及电动马达，执行器借助过程空气循环的过程空气来运行。本实用新型此外还涉及设备的电动马达和过程空气的应用。

背景技术：

工业设备通常具有一定数量的执行器，借助这些执行器来加工待制造的构件。执行器本身例如借助电动马达来驱动。借助电动马达能够实现在相对较大的时间间隔中提供相对较恒定的转矩。电动马达通常具有一定数量的电线圈和电子器件，电子器件在运行时基于欧姆损耗而升温。如果电动马达具有相对较高的功率，那么就需要冷却电动马达，以便避免电动马达的各个组成部分受损。

因此，在电动马达的轴上例如布置有风扇叶轮，借助风扇叶轮将环境空气吸入电动马达中。为了避免电动马达受损而需要的是，在风扇叶轮之前或之后布置过滤器，从而使小的物体不被吸入电动马达中。因此提高了制造成本和必需的结构空间。由于风扇叶轮相对较快的转动也存在相对较强的噪声形成。

为此的替选方案是使用液体冷却，其中，液体被泵送穿过电动马达。该液体吸收过剩的热。随后，液体被引导至热交换器，热交换器通常与电动马达相对较远地布置，例如位于其中装配有电动马达的厂房的外部区域中。借助热交换器将热输出至周围环境中，并且使液体又冷却到初始的温度。随后，将液体重新引导至电动马达。借助液体能够实现相对高效的热导出。然而必须铺设附加的用于导出液体的线路，这导致提高了的结构空间和提高了的制造成本。

技术实现要素：

本实用新型的任务是说明一种特别适当的设备、以及一种特别适当的电动马达和特别适当的过程空气的应用，其中，尤其提高了可靠性并且/或者减少了制造成本。

根据本实用新型，该任务在设备方面通过如下设备来解决，所述设备具有过程空气循环、执行器和电动马达，所述执行器借助所述过程空气循环的过程空气来运行，所述电动马达具有壳体，所述壳体包括入口，所述入口在流体技术上与所述过程空气循环的第一联接部耦联，并且所述壳体具有出口，所述出口在流体技术上与所述过程空气循环的第二联接部耦联；在电动马达方面通过如下电动马达来解决，所述电动马达是上述设备的电动马达；并且在应用方面通过如下应用来解决，所述应用是过程空气针对直接冷却尤其是电动马达的壳体的内部空间的应用。

设备大多具有配备了过程空气的过程空气循环。在运行时，与周围环境相比，过程空气的压力尤其是提高了的。例如，过程空气具有大于1bar的静态压力。例如，过程空气的压力分别高于环境空气压力地在1bar和10bar之间、在1.5bar至5bar之间、或者在2bar至3bar之间。例如考虑使用氮气或氧气作为过程空气。特别优选地，考虑使用环境空气作为过程空气，这降低了制造成本。

此外，设备具有执行器，执行器借助过程空气来运行。例如，执行器包括室，该室尤其具有能改变的容积并且适宜地被加载以过程空气。优选地，在运行时，室的容积基于加载以过程空气而发生改变，适宜地周期性地发生改变。换言之，借助执行器实现了对过程空气的降压，并且将释放的能量尤其转换为机械能。执行器例如是压力机，借助它来实现对构件的加工。例如，构件在此被变形或被冲压。

在另外的替选方案中，借助过程空气来冷却构件或使构件直接变形。在此尤其地，构件被直接加载以过程空气。例如，该设备被用于制造玻璃，并且构件尤其是玻璃。适宜地，借助过程空气填充模具，玻璃坯料或类似物处于该模具之内，从而使玻璃紧贴到模具的壁上。例如，借助过程空气来支持火焰，并且执行器是炉/燃烧器或者包括炉或燃烧器。替选地，借助过程空气来冷却构件，该构件适当地由玻璃、合成材料或金属制成。

此外，设备具有电动马达，电动马达包括壳体。在壳体中尤其是布置有定子和转子，它们因此借助壳体受到保护。换言之，壳体具有内部空间，在内部空间中尤其布置有定子和转子。优选地，电动马达设计为内动子，从而定子包围转子。转子尤其围绕旋转轴线能转动地受支承。优选地，转子包括一定数量的永磁体。定子适宜地具有一定数量的电磁体，电磁体例如借助电动马达的电子器件通电。为此替选地，借助逆变器来运行电动马达，逆变器适宜地是设备的组成部分。电动马达优选无刷式地设计，这降低了磨损。例如，电动马达完全或至少暂时发电机式地运行并因此是发电机。

适宜地，壳体基本上空心柱体形地设计，其中，壳体的柱体轴线适当地基本上平行于可能的旋转轴线并且优选与该旋转轴线重合。例如，空心柱体形的壳体的底面是圆形的或多边形的，例如四边形的。尤其地，壳体垂直于柱体轴线的横截面是矩形的、优选是正方形的。适宜地，横截面的拐角是倒圆的或者倒棱的，这提高了稳固性，并且简化了制造。

壳体具有入口和出口。入口例如借助孔来提供。优选地，入口是联接管套或者包括该联接管套。出口例如是壳体中的孔或者优选包括出口管套，这简化了与另外的组成部分的接驳。例如，入口与出口结构相同，从而能够考虑使用通用件。借助入口能够实现将流体引入电动马达的壳体中，并且经由出口能够实现将来自壳体的流体从电动马达移除。

入口在流体技术上与过程空气循环的第一联接部耦联，第一联接部例如借助软管来提供，该软管例如由合成材料或橡胶制成。出口在流体技术上与过程空气循环的第二联接部耦联。第二联接部例如借助过程空气循环的软管来提供，该软管适宜地由合成材料或橡胶制成。因此在运行时，借助过程空气来穿流壳体。壳体因此是过程空气循环的组成部分。因此，过程空气被用于直接冷却壳体的内部空间。

因为过程空气在运行时被引导穿过电动马达，所以对该电动马达进行了冷却，从而提高了可靠性并且减少了故障风险。因为过程空气已经被清洁，所以基本上排除了杂质颗粒侵入电动马达，从而提高了可靠性。因为过程空气循环对于执行器的运行来说已经是所需的，所以除了可能的软管或类似物以外不需要附加的构件来冷却电动马达，因此减少了制造成本。此外，基本上排除了附加的噪声形成，这提高了针对可能的操作员的舒适度。

设备例如是私人家用物的组成部分。然而特别优选地，设备是工业设备。执行器尤其被用于制造和/或加工构件。例如，设备具有在0.5kw与50kw之间的功率。电动马达适宜地具有在0.2kw与20kw之间的功率，并且例如具有在0.5kw与18kw之间的功率。电动马达的额定转速例如在7501/min至40001/min之间。电动马达的转矩，例如额定转矩或最大转矩优选在2nm与150nm之间，在2.5nm至130nm之间，或者在10nm至60nm之间。

特别优选地，执行器是压铸机，借助它优选处理合成材料、例如聚合物。适宜地，借助过程空气来冷却合成材料。特别优选地，设备被用于制造合成材料线或类似物。在此适宜地，执行器是纺丝泵或包括纺丝泵，该纺丝泵具有喷嘴、尤其是纺丝喷嘴。纺丝泵例如借助电动马达来驱动。在运行时，借助纺丝泵挤压合成材料、优选聚合物、例如聚酯、聚酰胺或聚烯烃穿过(纺丝)喷嘴。适宜地，受挤压穿过(纺丝)喷嘴的材料借助过程空气来冷却，从而制成丝线。适宜地，过程空气循环具有空气喷嘴，空气喷嘴优选垂直于合成材料穿过纺丝泵的(纺丝)喷嘴的排出方向地取向。优选地，空气喷嘴以如下方式设计，即，在过程空气的排出的流中形成相对较小的涡流。因此，制成的丝线不会不期望地拉伸。空气喷嘴适宜地是执行器的组成部分，从而该执行器同样利用过程空气来运行，其中，过程空气被考虑用于冷却排出的合成材料。适宜地，设备具有另外的执行器，借助另外的执行器进一步加工丝线，从而使这些丝线被联合、拉伸、卷曲和/或分割成堆叠纤维。设备尤其是包括挤出机，在合成材料输送给纺丝泵之前，借助挤出机使该合成材料熔融和/或均匀化。换言之，设备根据熔化纺丝法来运行。

例如，过程空气借助(过压)存储器、例如压缩空气瓶来提供。然而特别优选地，过程空气循环具有压缩机，借助压缩机产生和/或加工过程空气。压缩机在此被用于提高过程空气的压力。尤其地，借助压缩机实现对待输送的气体、例如环境空气的压力提高。提高尤其是在1bar至10bar之间。在此优选地，过程空气被引导给压缩机，该过程空气基本上具有大气压力、即设备的周围环境的静态压力。基于压缩机能够实现设备的基本上持续不断的运行。例如对具有过程空气的压力瓶的储备也不是必需的，这就降低了结构空间。压缩机例如具有过滤器，借助过滤器来过滤过程空气，从而在过程空气中不包含杂质颗粒。以该方式排除对设备的各个组成部分的损坏。

例如，过程空气循环是闭合式的。因此，总是使用相同的过程空气来运行执行器，其中，尤其是在执行器运行之后例如借助压缩机来进行压力提高。在此，例如使用特定的气体、尤其是氮气作为过程空气。因此可能的是，过程空气匹配于特定的要求，其中，不存在过程空气的消耗，并且因此不必持续再填充过程空气。也仅需要相对较少的过滤器来去除可能的尤其是基于驱动器或类似装置所造成的污染。然而特别优选地，过程空气循环是开放式的。在此优选地，在借助过程空气运行执行器后，该过程空气被导出、例如吹到周围环境中。此外，用于提供过程空气的空气尤其是从周围环境提取并因此抽吸空气。在此，环境空气优选借助可能的压缩机来压缩，并且因此提高其压力。因为使用了环境空气，所以在开放式的设计方案中不需要特别的保护措施来阻止周围环境的污染。此外，基于开放式的设计方案降低了复杂性和制造成本，这是因为能够节约许多的线路。因此，该设备的结构也得到简化。以该方式也能够实现对借助执行器来制成/加工/变形的构件的相对高效的冷却，这是因为在冷却后不必收集过程空气。

例如，壳体在流体技术上与执行器并联。然而特别优选地，壳体和执行器在流体技术上串联。在此，壳体例如接在执行器后方，从而使过程空气首先流过执行器，并且随后流过壳体。然而特别优选地，壳体在流体技术上接在执行器前方。因此，被引导穿过壳体的过程空气具有相对较高的速度和/或高的压力，这使得从电动马达导出热变得简单。因此也可能的是，借助过程空气来冷却借助执行器制成/加工/变形的相对较热的构件，其中，电动马达仍旧被相对高效地冷却。此外尤其是存在压缩机，该压缩机例如借助电动马达来驱动。优选地，壳体在流体技术上接在压缩机与执行器之间。

优选地，入口位于壳体的b侧上。因此，入口从中间朝壳体的b侧的方向移位并因此位于该半部中。优选地，在壳体的b侧的端部与入口之间的间距小于或等于壳体的长度的20％、10％、5％、2％或1％。因此，入口至少朝可能的b侧的轴承盖的方向移位。尤其是在壳体的b侧上布置有电子器件或电气的/电子的部件，从而使它们首先借助相对较冷的过程空气被加载，这就提高了可靠性。

电动马达优选包括b侧的轴承，其移位到壳体内并且因此位于壳体之内。b侧的轴承例如被接驳在b侧的轴承盖上。适宜地，b侧的轴承盖在轴承的区域中呈锅形地设计，从而使轴承至少部分被壳体包围。轴承在轴向方向上至少部分地、优选完全地覆盖入口。换言之，入口关于壳体径向向外移位，然而却不沿轴向方向移位。因此，沿径向方向穿过入口流入的过程空气首先撞击到轴承上，轴承因此被相对高效地冷却，从而也能够实现电动马达的相对较高的转动速度。轴承优选是滚动轴承，例如是球轴承或滚柱轴承。优选地，借助轴承来支承电动马达的轴。优选地，电动马达包括探测器、尤其是转动探测器，其被接驳在可能存在的轴上。该探测器尤其是布置在轴的b侧的端部上。因此，借助过程空气也至少部分地冷却探测器，这提高了探测器的可靠性。

替选地或与之组合地，出口布置在壳体的a侧上。因此，出口位于壳体的偏向于a侧的半部中。借助电动马达驱动的构件、例如压缩机尤其是布置在电动马达的a侧上。适宜地，在a侧上，电动马达的可能存在的轴从壳体伸出。优选地，出口沿轴向方向与a侧偏移开小于壳体的延伸的20％、10％或5％。特别优选地，入口位于壳体的b侧上，而出口位于壳体的a侧上。因此，壳体基本上完全借助过程空气来冲洗，这改善了冷却。

优选地，壳体压力密封地封闭。因此，除了出口和入口以外，壳体不具有另外的开口，这改善了冷却。也阻止了杂质颗粒的侵入和过程空气的不期望的流出，从而避免过程空气循环的泄漏。特别优选地，在运行时于壳体中存在过压，这改善冷却并且提高过程空气的速度。优选地，壳体借助a侧的和b侧的轴承盖分别在端部侧压力密封地封闭。

优选地，壳体具有多个入口，例如两个入口、三个入口或更多个入口，它们分别与过程空气循环的第一联接部耦联。替选地或与之组合地，壳体具有多个出口，例如两个出口、三个出口或更多个出口，它们相应地优选在流体技术上分别与过程空气循环的第二联接部耦联。基于多个入口/出口改善了对壳体的冲洗进而改善了冷却。

例如，电动马达是有刷式整流子马达。然而特别优选地，电动马达无刷式地设计并且例如是无刷式的直流电马达(bldc)。例如，电动马达是异步马达或同步马达。基于电动马达的无刷式的设计减少了磨损并因此提高了效率和最大数目的运行小时。在此，基于借助过程空气的冷却提高了可靠性。

例如，电动马达具有风扇叶轮，借助风扇叶轮给壳体加载以环境空气，这进一步改善了冷却。然而特别优选地，电动马达无风扇叶轮地设计。换言之，在电动马达的可能的轴上未紧固有风扇叶轮，借助该风扇叶轮给壳体加载以环境空气或者发生环境空气的至少一次循环。因此，一方面降低了制造成本，并且另一方面减小了电动马达的结构尺寸。也改善了噪声形成。

电动马达是具有过程空气循环和执行器的工业设备的组成部分，执行器借助过程空气循环的过程空气来运行。电动马达本身包括壳体，壳体包括入口和出口。入口适用于、尤其是被设置和设定成用于在流体技术上与过程空气循环的第一联接部耦联。出口适用于、尤其是被设置和设定成用于与过程空气循环的第二联接部耦联。壳体优选由金属、例如铝制成。电动马达例如是外动子或特别优选地是内动子。适宜地，在壳体中布置有电动马达的定子和转子。

过程空气尤其被用于直接冷却壳体的内部空间。在此，在运行时优选地将过程空气导入壳体中。因此，过程空气不仅用于各自的过程，例如用于执行器的运行，而且用于冷却壳体的内部空间。壳体例如是传动装置壳体，从而借助过程空气来冷却传动装置。然而特别优选地，壳体是电机的、尤其是例如仅电动式地运行的电动马达的组成部分。

为此替选地，电动马达至少暂时、例如完全发电机式地运行，从而电动马达是发电机。

相关于设备所提到的优点和改进方案也同样适用于电动马达/应用，并且反之亦然。

附图说明

随后，本实用新型的实施例借助附图详细阐述。其中：

图1示意性简化地示出具有电动马达的设备；并且

图2透视地以局部的剖视图示出电动马达。

彼此相应的部分在所有附图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示意性简化地示出了工业设备形式的设备2。设备2具有纺丝泵形式的执行器4，纺丝泵包括室6和安置在室上的纺丝喷嘴8。在室6内布置有未详细示出的冲头，借助冲头在运行时挤压布置在室6内的液态的聚合物、如聚酯穿过纺丝喷嘴8。室6借助液态的合成材料的填充借助未详细示出的挤出机实现。此外，执行器4具有空气喷嘴10，空气喷嘴垂直地被安设到纺丝喷嘴8前方，并且借助空气喷嘴在运行时实现对从纺丝喷嘴8排出的合成材料均匀地吹风，用于冷却合成材料。因此，借助执行器4制成丝线。执行器4借助电动马达12至少部分地运行，其中，借助电动马达12的轴14以如下方式驱动执行器4的冲头，即，在轴14旋转时，使来自室6的合成材料被挤压穿过纺丝喷嘴8。

空气喷嘴10在流体技术上与设备2的过程空气循环20的过压存储器18耦联。此外，过程空气循环20具有配备了进入开口24的压缩机22，进入开口漏斗形地设计，并且具有未详细示出的过滤器。在压缩机22运行时，环境空气经由进入开口24被抽吸并且被压缩成过程空气28。因此，借助压缩机22产生过程空气28。过程空气28借助第一软管30朝电动马达12的壳体36的入口34引导，第一软管在与压缩机22对置的端部上具有第一联接部32。在此，入口34在流体技术上与第一联接部32耦联，并且过程空气28被引导至壳体36的内部空间38中。过程空气28经由出口40从内部空间38引导至第二软管41中，第二软管在端部侧具有在流体技术上与出口40耦联的第二联接部42。

过程空气28借助第二软管41引导至过压存储器18并且在那里聚集。在需要时，从过压存储器18提取过程空气28，并且将其引导到穿过纺丝喷嘴8排出的合成材料丝线上。因此，合成材料被相对高效地被冷却。在此，过程空气28经由空气喷嘴10泄到周围环境中，从而过程空气循环20是开放式的。总之，因此借助过程空气28来运行执行器4，并且过程空气28此外还被用于冷却电动马达12的壳体36的内部空间38。在此，电动马达12的壳体36在流体技术上被接在执行器4之前，从而在过程空气经由空气喷嘴10吹出之前首先穿流过壳体36。

在图2中透视地示出了电动马达12。电动马达12具有空心柱体形地设计的且由金属制成的壳体36，壳体沿旋转轴线44延伸，转子46的轴14绕着该旋转轴线能转动地受支承。转子46包括一定数量的未详细示出的永磁体并且布置在壳体36之内。转子46由同样布置在壳体36之内的定子50在周向侧至少部分地包围，定子具有一定数量的电磁体。定子50借助逆变器通电并且无刷式地设计。

壳体36在a侧52借助a侧的轴承盖54封闭，轴14部分地探伸穿出该轴承盖。在a侧的轴承盖54上接驳有未详细示出的轴承，借助该轴承至少部分地支承轴14。在安装状态中，执行器4被接驳在a侧的轴承盖54上。在与a侧对置的b侧56上，壳体36借助b侧的轴承盖58封闭，该b侧的轴承盖呈锅形地设计并且具有b侧的轴承60，借助b侧的轴承，轴14同样绕着旋转轴线44能转动地受支承。在此，b侧的轴承60移位到壳体36中。在b侧的轴承盖58上接驳有电子器件壳体62，在电子器件壳体之内定位有未详细示出的转动探测器。

出口40位于壳体36的a侧52上并引入到侧壁中。在此，出口40与a侧的轴承盖54的间距基本上等于壳体36平行于旋转轴线44的延伸的2％。入口34在轴向方向上、即平行于旋转轴线44地覆盖b侧的轴承60，并且关于b侧的轴承60在径向方向上、即垂直于旋转轴线44地向外远离该b侧的轴承地移位。因此，入口34位于壳体36的b侧56上。壳体36借助a侧的轴承盖54和b侧的轴承盖58压力密封地封闭，从而使穿过入口34进入到壳体36中的过程空气28首先在轴承60的区域中撞击到b侧的轴承盖58上，并且冷却该轴承和接驳在轴14的端部上的转动探测器。热也被b侧的轴承盖58吸收，来自于电子器件壳体62内的热被导入b侧的轴承盖中。过程空气28在转子46与定子50之间平行于旋转轴线44穿过壳体36地被引导至出口40，并且从那里引导至过压存储器18。而过程空气28从壳体36的其他方式的排出是不可能的。电动马达12不具有用于主动冷却的另外的元件，并且尤其是不具有风扇叶轮，从而电动马达12是无风扇叶轮的。因此，电动马达12沿轴向方向、即平行于旋转轴线44的延伸相对较小。

总之，电动马达12借助应用导入壳体36中的过程空气28来冷却。在此，使用设备2中于其他方面使用的和/或产生的过程空气28。因此过程空气28存在另外的应用。

本实用新型并不局限于之前描述的实施例。更确切地说，本实用新型的另外的变型方案也能够由本领域技术人员从中推导出来，而不会偏离本实用新型的主题。此外尤其地，所有结合实施例描述的单个特征也能够以其他的方式相互组合，而不会偏离本实用新型的主题。

附图标记列表

2设备

4执行器

6室

8纺丝喷嘴

10空气喷嘴

12电动马达

14轴

18过压存储器

20过程空气循环

22压缩机

24进入开口

28过程空气

30第一软管

32第一联接部

34入口

36壳体

38内部空间

40出口

41第二软管

42第二联接部

44旋转轴线

46转子

50定子

52a侧

54a侧的轴承盖

56b侧

58b侧的轴承盖

60b侧的轴承

62电子器件壳体