具有自由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻的馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
【背景技術(shù)】
[0001]噴漆器和其它裝置利用電動(dòng)馬達(dá)來(lái)使軸旋轉(zhuǎn)。在噴漆器的情況下，軸有時(shí)連接到曲軸或凸輪/偏心件以將軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)移到栗并且用來(lái)增加在噴漆器中的系統(tǒng)壓力。這種壓力由噴漆器使用以噴射和涂覆油漆或涂料。一旦系統(tǒng)壓力已升高到或超過(guò)最大或失速壓力(stall pressure)，電動(dòng)馬達(dá)關(guān)掉電源。在噴射油漆或涂料時(shí)，在噴漆器中的系統(tǒng)壓力降低。一旦系統(tǒng)壓力已降低到或低于指定水平，電動(dòng)馬達(dá)重新通電以再向噴漆器供應(yīng)最大壓力。在某些噴漆系統(tǒng)中，向噴漆器供應(yīng)壓力的電動(dòng)馬達(dá)僅基于噴漆器系統(tǒng)壓力而運(yùn)轉(zhuǎn)并且不“知道”操作者何時(shí)開(kāi)始和停止噴射油漆或涂料。
[0002]需要一種冷卻裝置來(lái)防止電動(dòng)馬達(dá)在使用期間超過(guò)其溫度額定值。在某些情況下，風(fēng)扇被連接到由電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的軸并且通過(guò)抽吸空氣經(jīng)過(guò)和/或環(huán)繞馬達(dá)而向電動(dòng)馬達(dá)提供冷卻空氣。取決于噴漆操作的配置和參數(shù)，電動(dòng)馬達(dá)可以頻繁地通電和斷電，常常比操作者利用噴槍做出的觸發(fā)按壓次數(shù)更頻繁。頻繁對(duì)電動(dòng)馬達(dá)通電和斷電增加了電動(dòng)馬達(dá)的生熱和溫度。直接連接到軸的風(fēng)扇僅當(dāng)對(duì)電動(dòng)馬達(dá)通電時(shí)旋轉(zhuǎn)。這些配置被設(shè)計(jì)成在最大功率/最大空氣流動(dòng)提供充分冷卻，但當(dāng)使用頻繁啟動(dòng)和停止的循環(huán)時(shí)并非總向電動(dòng)馬達(dá)提供充分冷卻。在其它情況下，恒溫控制或電控制的離合器允許風(fēng)扇在電動(dòng)馬達(dá)不接收電力時(shí)繼續(xù)提供冷卻。替代地，獨(dú)立通電的風(fēng)扇可能向電動(dòng)馬達(dá)提供冷卻。在后兩種情況下，這些額外的部件增加了系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種馬達(dá)組件包括:軸；電動(dòng)馬達(dá)，其操作性地連接到軸以在第一旋轉(zhuǎn)方向上驅(qū)動(dòng)該軸;離合器組件，其連接到該軸；以及，風(fēng)扇，其連接到離合器組件并且被配置成向電動(dòng)馬達(dá)供應(yīng)冷卻空氣。當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該軸時(shí)離合器組件驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇，并且當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)不驅(qū)動(dòng)該軸時(shí)離合器組件允許風(fēng)扇在第一旋轉(zhuǎn)方向上自由旋轉(zhuǎn)即慣性地輪轉(zhuǎn)(freewheel)。
[0004]—種操作風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)的方法，包括:使電動(dòng)馬達(dá)通電以使用電動(dòng)馬達(dá)在第一旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。軸由離合器組件連接到風(fēng)扇，當(dāng)軸并未由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，離合器組件允許風(fēng)扇在第一旋轉(zhuǎn)方向上自由旋轉(zhuǎn)。在風(fēng)扇在第一方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)扇向電動(dòng)馬達(dá)供應(yīng)冷卻空氣。該方法還包括:使電動(dòng)馬達(dá)斷電以使得其不再驅(qū)動(dòng)該軸，允許風(fēng)扇在述第一旋轉(zhuǎn)方向上自由旋轉(zhuǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是具有自由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻電動(dòng)馬達(dá)的一實(shí)施例的截面圖。
[0006]圖2是圖1的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)的分解圖。
[0007]圖3是圖2的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)的截面圖。
[0008]圖4是示出了具有固定風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)和具有自由旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)的工作溫度的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本公開(kāi)描述了一種具有自由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)。風(fēng)扇連接到電動(dòng)馬達(dá)的尾軸，并且能在電動(dòng)馬達(dá)斷電并且軸不再由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)之后向電動(dòng)馬達(dá)提供冷卻。當(dāng)軸不由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，允許風(fēng)扇自由旋轉(zhuǎn)從而使得其繼續(xù)向電動(dòng)馬達(dá)提供冷卻空氣。關(guān)于在噴漆系統(tǒng)中的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)描述了本公開(kāi)。采用具有頻繁開(kāi)/關(guān)循環(huán)的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)的其它系統(tǒng)可以預(yù)期受益于本文的描述。
[0010]圖1至圖3示出了具有自由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)的一個(gè)實(shí)施例。圖1是截面圖，圖2是分解圖，并且圖3是圖2的截面圖。風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)10包括電動(dòng)馬達(dá)12、軸14、風(fēng)扇16和離合器組件18。電動(dòng)馬達(dá)12被配置成使軸14旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)馬達(dá)12從能源(未圖示)接收電能。當(dāng)向電動(dòng)馬達(dá)12加電時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)軸14，使軸14繞縱向軸線在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)12斷電時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)12停止驅(qū)動(dòng)軸14，允許軸14的旋轉(zhuǎn)隨著時(shí)間減速。軸14的一端包含齒輪(未圖示)，齒輪用來(lái)驅(qū)動(dòng)屬于另一系統(tǒng)(例如，噴漆系統(tǒng))的齒輪。取決于從電動(dòng)馬達(dá)12接收輸出的系統(tǒng)的最終用途，電動(dòng)馬達(dá)12可以在一分鐘內(nèi)通電和斷電若干次。例如，在一個(gè)噴漆器系統(tǒng)中，電動(dòng)馬達(dá)12每分鐘循環(huán)接通(通電)和斷開(kāi)(斷電)多達(dá)一百次。
[0011]在某些實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)12被配置成以“軟啟動(dòng)”工作。在軟啟動(dòng)系統(tǒng)中，控制器20(在圖1中示出)計(jì)量發(fā)送給電動(dòng)馬達(dá)12的電力從而使得在向電動(dòng)馬達(dá)12供應(yīng)最大量的能量之前所述電動(dòng)馬達(dá)12開(kāi)始驅(qū)動(dòng)軸14?？刂破?0判斷電動(dòng)馬達(dá)12何時(shí)驅(qū)動(dòng)軸14。在某些實(shí)施例中，使用壓力傳感器22來(lái)判斷電動(dòng)馬達(dá)12應(yīng)驅(qū)動(dòng)軸14還是不應(yīng)驅(qū)動(dòng)軸14。來(lái)自壓力傳感器22的信息被發(fā)送到控制器20從而使得電動(dòng)馬達(dá)在適當(dāng)時(shí)間通電或斷電。
[0012]在測(cè)試期間，申請(qǐng)者發(fā)現(xiàn)當(dāng)能量首先供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)12時(shí)而不是當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)12以最大功率通電持續(xù)一段延長(zhǎng)時(shí)段時(shí)形成了由電動(dòng)馬達(dá)12所生成的大部分熱。當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)12幾乎不運(yùn)行但經(jīng)常重新啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)馬達(dá)12通常最熱。以軟啟動(dòng)工作的電動(dòng)馬達(dá)12也表現(xiàn)出這種效果。一旦電動(dòng)馬達(dá)12的溫度到達(dá)閾值最大值(S卩，電動(dòng)馬達(dá)的溫度額定值)，電動(dòng)馬達(dá)12自動(dòng)關(guān)掉以防止不可逆的損壞。由風(fēng)扇16向電動(dòng)馬達(dá)12提供冷卻空氣以在工作期間降低其溫度。
[0013]風(fēng)扇16從上文所描述的齒輪連接到軸14的相對(duì)端。當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)12通電時(shí)，風(fēng)扇16隨著軸14旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇16可以是如圖1所示的離心風(fēng)扇。替代地，風(fēng)扇16可以是軸流式風(fēng)扇、橫流式風(fēng)扇或者用于移除馬達(dá)熱的任何其它設(shè)備。當(dāng)風(fēng)扇16通過(guò)經(jīng)過(guò)和圍繞電動(dòng)馬達(dá)12抽吸冷卻空氣而旋轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)扇16的葉片布置成向電動(dòng)馬達(dá)12提供冷卻空氣。在某些實(shí)施例中，風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)馬達(dá)10被容納于管或外殼內(nèi)，或者安裝于馬達(dá)本身內(nèi)，從而使得冷卻空氣更好地導(dǎo)向至電動(dòng)馬達(dá)12和/或經(jīng)過(guò)電動(dòng)馬達(dá)12并且從電動(dòng)馬達(dá)12抽走熱。
[0014]離合器組件18將風(fēng)扇16連接到軸14。在電動(dòng)馬達(dá)12斷電并且不再驅(qū)動(dòng)軸14之后，離合器組件18允許風(fēng)扇16自由旋轉(zhuǎn)持續(xù)一段時(shí)間。一旦電動(dòng)馬達(dá)12斷電，其停止驅(qū)動(dòng)軸14。軸14將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，但是由于軸不再由電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)，軸14的旋轉(zhuǎn)速度減小。由于離合器組件18和風(fēng)扇16的質(zhì)量，離合器組件18允許風(fēng)扇16繼續(xù)比軸14更快地旋轉(zhuǎn)。離合器組件18允許風(fēng)扇16在僅一個(gè)方向(即軸14旋轉(zhuǎn)的方向)上自由旋轉(zhuǎn)。這種配置在電動(dòng)馬達(dá)12通電時(shí)允許軸14驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇16并且一旦電動(dòng)馬達(dá)12已斷電則允許風(fēng)扇16繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而使得風(fēng)扇16繼續(xù)向電動(dòng)馬達(dá)12提供冷卻空氣。
[0015]離合器組件18可以是滾柱離合器、斜撐式離合器或一系列棘輪。這些結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)允許在單個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)，同時(shí)防止在相反方向上旋轉(zhuǎn)。例如，在圖1至圖3所示的實(shí)施例中，離合器組件18是滾柱離合器。如圖3中最佳地所示，離合器組件18包括匹配的滾柱軸承24和斜塊26。滾柱軸承24是繞離合器組件18的內(nèi)圓周間隔開(kāi)的圓柱軸承。斜塊26緊鄰每個(gè)滾柱軸承24定位。當(dāng)斜塊26與它們的匹配的滾柱軸承24在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜塊26與它們的匹配的滾柱軸承24接合;但是當(dāng)斜塊26與其匹配的滾柱軸承24在相反方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜塊26不與滾柱軸承24接合。當(dāng)斜塊26與滾柱軸承24接合時(shí)，鎖定了滾柱軸承24以防止旋轉(zhuǎn)。由此斜塊26防止?jié)L柱軸承24在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)，但是允許滾柱軸承24在相反方向上旋轉(zhuǎn)。
[0016]在某些實(shí)施例中，風(fēng)扇16被模制到離合器組件18上從而使得繞離合器組件18的外徑形成了風(fēng)扇16的內(nèi)徑。在其它實(shí)施例中，離合器組件18通過(guò)粘合劑或緊固件諸如固定螺釘而附連到風(fēng)扇16上。在其它實(shí)施例中，離合器組件18被干涉配合到風(fēng)扇16上。
[0017]離合器組件16可以與軸14或者位于軸14上的轉(zhuǎn)接器或適配器(adaptor)直接相互作用。在某些實(shí)施例中，離合器組件18由軸轉(zhuǎn)接器28連接到軸14。軸轉(zhuǎn)接器28可以排除對(duì)于大小適合與離合器組件18直接相互作用的軸14的需要。這允許軸14更薄并且制造起來(lái)通常更廉價(jià)。軸轉(zhuǎn)接器28可通過(guò)緊固件諸如固定