專利名稱：用于壓縮機特別是制冷劑壓縮機的電動機的轉子結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機特別是制冷劑壓縮機的電動機的轉子結構，其包括轉子和軸，所述轉子具有由薄板疊置成的轉子疊片，所述軸插入在轉子疊片的軸向凹口內并且不可旋轉地與轉子疊片連接，該凹口由鄰近薄板的開口形成。
背景技術：
在諸如冰箱和冰柜這樣的經常應用于家庭制冷裝置中的制冷劑壓縮機中，最常用的電動機是異步電動機，這種電動機包括定子和由內部的鼠籠式轉子形成的轉子。這種轉子主要由轉子疊片組成。上述轉子疊片可以有凹槽，這些凹槽例如可以通過模塑法用導電性材料例如鋁填充滿。將按這種方式形成的導體借助短路環(huán)在兩個軸向端部連接。在轉子疊片的徑向中心設有凹口，該凹口用來容納軸。初始，凹口按照下述方式形成，即在形成轉子疊片的薄板上設置中心開口。舉例來說這個開口可以通過穿孔的方式形成。為了使轉子疊片以張緊鎖定的方式與軸連接，可以使用不同的工藝。例如，可以將轉子疊片擠壓、熱壓或者膠合到軸上。然而，由于需要將軸設置得盡可能靠近中心，這意味著隨后可以將電動機中的氣隙保持得盡可能小，因此就必須嚴格監(jiān)測上述工藝的配合公差。這就使得有必要對轉子疊片的凹口進行加工。這樣，首先必須制成轉子疊片，并且如果可以話應配置所需的導體。接著，必須加工凹口，加工凹口最簡單的方案需要采用鉆孔工藝。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的基于簡化轉子結構的制造。
在本文開始部分提到的轉子結構中，通過在薄板中設置不同尺寸的開口來實現(xiàn)這個目的，至少兩個薄板形成第一組，每一個具有比軸的橫截面小的開口，剩余的薄板形成第二組，每一層具有比軸的橫截面大的開口。
這使得轉子疊片與軸之間僅在第一組薄板處連接。結果證明這種方式通常足以確保不可旋轉的連接。由于第一組至少有兩個薄板，轉子疊片在軸上的支撐點在兩個軸向不重合的位置。因此，轉子可以相對軸穩(wěn)定地定位，也就是說，轉子不會傾斜。為了在軸上安裝轉子，只有第一組薄板需要變形。第二組薄板實際上不與軸接觸。這意味著第二組薄板在轉子和軸之間不提供支撐力。然而，這也意味著第二組薄板無需加工。由于橫截面比軸的橫截面小的開口可以通過穿孔的方式以足夠的精度加工而成，所以也無須加工第一組薄板。上述精度不需要與容許公差一樣高，而直到現(xiàn)在在大量轉子疊片的擠壓或者熱壓工藝中仍然要求達到上述容許公差。利用第一組的薄板，可以確保轉子疊片的外徑和內徑之間充足的位置公差，從而確保電動機良好地同心運轉。這能夠使轉子和定子之間的氣隙縮小，從而再次提高電動機的效率。也不需要熱壓工藝中通常所需的加熱轉子的過程，這在熱壓方面是經常需要的步驟。這節(jié)約了安裝過程中的時間和費用。也可以使用帶永久磁體的轉子，這種磁體通常不能受熱。
由于將轉子疊片的薄板壓在軸上需要較少的力，因此可以使用結構強度較低的軸。例如，可以使用由薄板盤繞的管制成的軸。這可以降低壓縮機的重量，特別是移動部分的重量。
優(yōu)選的實施，至少第一組薄板的開口和軸的橫截面是圓形的，這簡化了制造工藝。也不再需要保證轉子疊片和軸相對于彼此以預定的角度朝向安裝。原則上可以將軸以任意角度插入到轉子疊片中。
有利的是，第一組薄板的開口比軸小一預定的減小尺寸，當將薄板推到軸上時，在該開口處薄板的變形不會超出薄板材料的屈服極限。因為開口比軸的外徑小，所以當將轉子疊片推到軸上時，第一組薄板在它們的中心開口區(qū)域內變形。變形會立刻使第一組薄板卡壓到軸上。因此，第一組的薄板產生撓性變形，從而將轉子夾緊在軸上。
優(yōu)選地，將第一組薄板的開口邊緣逆推入方向鉤在軸的表面上。當將第一組薄板推入軸中時，其不僅膨脹，而且以相對有限程度呈圓錐形地變形。這使得可以將第一組薄板的開口邊緣設置成與軸的圓周表面成相對小的角度，也就是說，開口邊緣切入軸的圓周表面。在制冷劑壓縮機中，電動機經常設置有垂直的轉子軸。第一組薄板鉤入或者切入軸中的結構可以確?？朔D子疊片的重力，使其在軸上固定不動。
優(yōu)選地，將第一組薄板設置在轉子疊片的軸向端部區(qū)域內。因此轉子疊片在軸上的支撐點出現(xiàn)在沿軸向互相間隔最遠的兩個點上。這是確保轉子不會相對于軸傾斜的一個簡單方式。
在優(yōu)選的實施例中，可以保證第一組的至少一個薄板設置在轉子疊片的軸向中心區(qū)域內。從而可以抵消運行過程中驅動軸的偏移。
在特別優(yōu)選的實施例中，確保軸至少有一個缺口，在這個缺口中插入第一組的一個薄板。這樣，與第一組的其它薄板相比，這層薄板與軸之間可能沒有或者只有力量非常小的張緊鎖定地進行連接，這層薄板也可以稱為“安全薄板”，第一組的其它薄板可以稱為“連接薄板”。盡管第一組其它的薄板與軸之間的張緊鎖定連接松脫，但仍然可以防止轉子從軸上滑落。如上所述，制冷劑壓縮機的電動機通常設有垂直的轉子軸。與缺口接合的薄板形成一個形狀匹配的防護物以防止轉子從軸上滑落。上述轉子滑落的狀況例如為發(fā)生所謂的“互鎖”情況的危險，在這種情況下，壓縮機在停機后馬上再次啟動(例如在短暫的停電期間)而制冷系統(tǒng)的高壓還沒有降低，這時，電動機試圖克服高壓啟動壓縮機。然而，電動機的啟動轉矩通常不足以啟動壓縮機。在這種情況下，轉子中的感應電流會導致轉子內溫度非常迅速和非常大地上升。此溫升可能導致轉子的內徑增大很多，以至于第一組薄板與軸分離并且轉子向下滑落。盡管施加了電壓源，而電動機仍然會因為其它原因斷流，例如在啟動過程中只給定子的主線圈輸送電流，而沒有給輔助線圈輸送電流的情形，此時軸與轉子的轉子疊片通過第一組薄板的連接仍然也會失效。這時，與軸上缺口接合的安全薄板確保轉子不能與軸分離并且滑落。相反地，安全薄板克服轉子的重力作用將其托住。也就是說安全薄板的下邊緣區(qū)域將置靠在由軸上的缺口形成的臺階表面上。在饋送電壓轉向之后，轉子再次冷卻，轉子和軸之間的卡壓連接將再次恢復到最大強度。
優(yōu)選地，缺口為環(huán)形凹槽形狀。在這個實施例中，不必再保持轉子和軸之間預定的角度朝向。安全薄板可以在任意角度位置實現(xiàn)它的功能。
優(yōu)選地，缺口設置在轉子疊片的端部，其首先與軸重疊。由于設有制冷劑壓縮機的電動機，這個缺口和垂直的軸一起使用并且通過這個缺口將軸從上面插入到轉子中，因此，缺口設置在轉子疊片的上端部。這樣做的好處有第一組剩余的薄板不必滑過缺口。在那種情況下，必須首先將上述薄板插入缺口，當進一步推動這些薄板的時候，將使它們再次增大變形。最后，會使得作用在軸上的卡壓力變小。然而當缺口僅在安裝方向上與第一組的“第一層”薄板相互作用時，那么必須只將這一個薄板插入缺口。然后將第一組剩余的薄板擠入軸的周圍區(qū)域。
優(yōu)選地，第一組薄板成對地支撐在彼此之上。當能夠確?？▔毫υ黾訒r，在將轉子疊片安裝到軸上時，不僅可以使一層薄板變形，而且可以使兩層薄板同時都變形。當將轉子安裝到軸上時這就需要更大的力。然而，該實施例中第一組薄板的彈性力將大大增加。
優(yōu)選地，在轉子疊片和軸之間設置一個轉矩支承件。這個轉矩支承件可以，例如通過與凸出部接合的方式形成，該凸出部形成在一層或者更多層的薄板上并且在軸表面的軸向凹槽內突入開口中。但是也可以通過沖壓、焊接、釬焊或者膠合的方式來連接傳遞轉矩。然而，也可以不需要該轉矩支承件。


下面將以優(yōu)選實施例為基礎，結合附圖對本發(fā)明進行說明，附圖示出圖1是制冷劑壓縮機局部剖面示意圖；圖2是轉子的第一實施例的截面圖；圖3示出了第一實施例中帶軸的轉子；圖4示出了帶軸轉子的第二實施例；圖5示出了帶軸轉子的第三實施例；圖6示出了帶軸轉子的第四實施例。
具體實施例方式
圖1所示為制冷劑壓縮機的示意圖，該制冷劑壓縮機包括電動機2，電動機2驅動壓縮機，圖中沒有詳細的示出該壓縮機，其在現(xiàn)有技術中本身被認為是一缸體，在這個缸體中活塞做往復運動。借助連接桿，將活塞與驅動軸8的曲柄銷7連接。借助彈簧9，整個制冷劑壓縮機1與封閉式壓縮機外殼相連，圖中沒有詳細的示出該壓縮機外殼。這種制冷劑壓縮機普遍應用于家庭制冷裝置中。
當軸8旋轉時，它的旋轉運動通過曲柄銷7轉化成活塞的往復運動。
電動機2包括定子10，這個定子支撐著壓縮機座14，壓縮機安裝在這個壓縮機座上面。定子10包圍轉子15，該轉子不可旋轉地與軸8連接。將軸8設置成直立的。在電動機2的兩側，通過下支撐部件16和上支撐部件17沿徑向支撐該軸8。支撐部件16、17都固定在壓縮機座14上。上支撐部件17還在軸向上支撐軸8，也就是克服軸的重力。
當組裝制冷劑壓縮機1時，首先將壓縮機座14與定子10連接并將上支撐部件17插入。接著，將軸8從上面插入支撐部件17。在安裝下支撐部件16之前，必須將轉子15與軸8連接。為了達到這個目的，將轉子15從下面推到軸8上。如后面的圖2到圖6所示，轉子具有一個通孔形式的凹口18。如后面將要描述的那樣，該中心凹口18的直徑稍小于軸8的外徑，至少在局部是這樣的。這樣，將轉子推到軸8上，直到軸8支撐在上支撐部件17上。在此安裝過程中，軸8保持不動。有利的是，在上支撐部件17和軸8的曲柄盤19之間設置有間隔片，該曲柄盤支撐著曲柄銷7。在將轉子15裝配到軸8上之后，將間隔片取走，從而在轉子15和上支撐部件17之間形成一定的軸向間隔。
圖2所示為轉子15的放大圖。轉子15包括轉子疊片20，該疊片由多個疊置的薄板形成。轉子疊片20具有凹槽，這些凹槽中填充有導電性的填充物21。填充物21在軸向端部由短路環(huán)22彼此連接。這里，填充物21和短路環(huán)22都只是示意性的在圖中示出。
轉子疊片20的薄板包括第一組薄板23，這組薄板的每一薄板都有中心開口24，這些開口的內徑都比軸8的外徑稍微小一點。而且，轉子疊片還包括第二組薄板25。這些薄板也有中心開口26。這個開口的內徑比軸8的外徑稍微大一點。為了清晰起見，圖中示出的開口24、26的直徑都過大。如果假定軸直徑的范圍在近似10到20mm之間，則開口24的直徑比軸8的外徑小十分之幾毫米，而開口26的直徑比軸8的外徑大約大20到50μm。
現(xiàn)在當將轉子15從下面(該方向指附圖中的觀察視角)推到軸8上時，轉子疊片20將不再沿其整個軸向長度支撐在軸8上，而只有第一組薄板23的兩個薄板支撐在軸8上。剩下的第二組薄板25距離軸8的圓周表面有很小的間隔。
從圖3中可以看出第一組薄板23在區(qū)域27內變形，該區(qū)域置靠在軸8上。這里，薄板23的區(qū)域27以稍微呈“圓錐形”的方式逆轉子15的運動方向變形，因此，也可以說環(huán)繞開口24的薄板23的唇形部的上邊緣28置入軸8的圓周表面。轉子疊片20“鉤住”軸8。
基于轉子15不再與軸在其整個內表面上連接并且第一組薄板23的區(qū)域27可以彈性變形的實際情況，這大大地減小了將轉子15推到軸8上所需的安裝力。只要確保薄板的變形不會超出薄板的屈服極限，就可以保證安全的卡壓?？梢越柚“?3的邊緣28，在薄板23上設置一種倒鉤以防止轉子進行與安裝方向相反的運動。
使用壁相對薄的軸8是非常有利的，在安裝的過程中這樣的軸可以以其它方式變形。然而，上述轉子也可以與常用的燒結金屬軸一起使用。
另外，通過利用圖中所示的轉子-軸的結構，由于大多數(shù)的薄板即第二組薄板25不再與軸8接觸，因此不需要加工通常所需的轉子15的內部凹口18，這減少了制造費用。
從圖2和圖3中可以看出，第一組薄板23設置在轉子疊片20的兩個軸向端部。因此，轉子疊片2相對于軸8支撐在兩個位置處，這兩個位置彼此距離較遠，從而使得轉子15相對于軸傾斜的風險較小。
另外，當只有第一組的兩個薄板23用來將轉子疊片20固定在軸8上時，薄板23提供的卡壓力通常足夠用來克服由電動機的啟動轉矩產生的扭轉力。
然而，在不利的情況下，電動機2和轉子15也會相對快地升溫到一個溫度，在該溫度下開口24的直徑增大得很多，以至于作用到軸8上的卡壓力變得很小甚至完全消失。由于軸8的直立設置方式會導致轉子15從軸8上滑落，這將導致整個壓縮機不能使用。在通常所知的轉子-軸的結構中，將借助充分大的卡壓表面和卡壓力來避免這種情況的發(fā)生。
由于可以按圖示方式將轉子15安裝到軸8上，這種情況也可以通過其它的方式來避免，如圖4和圖5所示。相同的元件用與圖2和圖3相同的附圖標記表示。第一組薄板另外增加了一層薄板23a，這層薄板在圖4所示的實施例中設置在接近中心的位置。這層薄板23a可以稱之為“安全薄板”，其嵌在軸8圓周上的凹口29中。做為示例，可以將這個凹口做成環(huán)形的凹槽。第一組中的安全薄板23a可以提供比第一組中的其它薄板23更小的卡壓力甚至完全沒有卡壓力。然而，這組薄板可形成與軸8的配合連接。在不利的條件下，當轉子15升溫較高，以至于薄板23和軸8之間的卡壓力完全消失時，轉子15下滑的距離僅僅使得安全薄板23a置靠在臺階30的位置處，臺階30形成在凹口29的底部。這樣可以可靠地防止轉子15從軸8上滑下或落下。
在安裝的過程中，必須使第一組的第一層薄板23在安裝方向上橫穿過凹口29。但這不是特別地關鍵。在安裝的過程中，將安全薄板23a推進時其即刻產生變形，然而，由于安全薄板的彈性，當它一進入凹口29，就再次大致地恢復了原來的形狀。
在圖4中，安全薄板23a設置在接近轉子疊片20中部的位置處。圖5示出一實施例，其中缺口29設置在轉子疊片20的上端部。因此在安裝方向上，安全薄板23a是轉子疊片20的第一薄板，從而使得無須先將第一組的其它薄板23插入凹口29，而且接著，當將安全薄板23a推入時，其再次產生明顯的變形。這也使得更容易預測最后作用在軸8上的卡壓力。
此外，在圖5中設置有第一組的第三薄板23b。這個薄板23b位于接近轉子疊片20中部的位置處，在運行中這層薄板可以抵消軸8的彎曲。
圖6示出另一個實施例，在這個實施例中相同的部件有相同的附圖標記。
為了增加轉子15和軸8之間的卡壓力，首先轉子疊片20包括數(shù)量增加的第一組薄板23。圖中所示總共有12個第一組薄板23，這些薄板分成6對。也就是說，在第一組中，薄板23兩兩地支撐在彼此之上。只要安裝力足以使它們的端部區(qū)域27產生撓性變形，就可以設置兩層直接相鄰的薄板23。
在單層的薄板23之間或者成對疊置的薄板23之間，設置有至少一個第二組薄板25。單層或者多層薄板25提供的自由空間可以容納第一組薄板23變形的端部區(qū)域27。
這里，也設置了第一組的安全薄板23a，這層薄板插入在軸8的缺口29中以防止轉子15從軸8中滑落。
權利要求
1.一種用于壓縮機特別是制冷劑壓縮機的電動機的轉子結構，其包括轉子和軸，所述轉子具有由薄板疊置成的轉子疊片，所述軸插入在該轉子疊片的軸向凹口內并且不可旋轉地與該轉子疊片連接，該凹口由鄰近薄板的開口形成，其特征在于在薄板(23，25)中設有不同尺寸的開口(24，26)，至少兩個薄板(23)形成第一組，每一薄板具有開口(24)，該開口比該軸(8)的橫截面小，其余的薄板(25)形成第二組，每一薄板具有開口(26)，該開口比該軸(8)的橫截面大。
2.如權利要求1所述的轉子結構，其特征在于至少第一組薄板(23)中的開口(24)和軸(8)的橫截面是圓形的。
3.如權利要求1或2所述的轉子結構，其特征在于第一組薄板(23)中的開口(24)小于軸(8)一預定的減小尺寸，當將薄板(23)推到軸(8)上時，薄板(23)的變形不超出薄板材料的屈服極限。
4.如權利要求1-3之一所述的轉子結構，其特征在于第一組薄板(23)的開口邊緣(24)逆推入方向鉤在軸(8)的表面上。
5.如權利要求1-4之一所述的轉子結構，其特征在于第一組薄板(23)設置在轉子疊片(20)的軸向端部區(qū)域內。
6.如權利要求5所述的轉子結構，其特征在于第一組的至少一個薄板(23b)設置在轉子疊片(20)的軸向中心區(qū)域內。
7.如權利要求1-6之一所述的轉子結構，其特征在于軸(8)具有至少一個缺口(29)，第一組的一層薄板(23a)接合在該缺口中。
8.如權利要求7所述的轉子結構，其特征在于；所述缺口(29)具有環(huán)形凹槽形狀。
9.如權利要求7或8所述的轉子結構，其特征在于所述缺口(29)設置在轉子疊片(20)的端部，在安裝到軸(8)上的過程中，其首先與軸(8)重疊。
10.如權利要求1-9之一所述的轉子結構，其特征在于第一組薄板(23)成對地支撐在彼此之上。
11.如權利要求1-10之一所述的轉子結構，其特征在于轉矩支撐件設置在轉子疊片(20)和軸(8)之間。
全文摘要
一種用于壓縮機特別是制冷劑壓縮機的電動機的轉子結構，其包括轉子(15)和軸(8)，所述轉子具有由薄板疊置成的轉子疊片(20)，所述軸插入在該轉子疊片(20)的軸向凹口(18)內并且不可旋轉地與該轉子疊片(20)連接，該凹口由鄰近薄板(23，25)的開口形成。為了簡化這種轉子結構的制造，本發(fā)明確保在薄板(23，25)中設有不同尺寸的開口(24，26)，至少兩個薄板(23)形成第一組，每一薄板具有開口(24)，該開口比該軸(8)的橫截面小，其余的薄板(25)形成第二組，每一薄板具有開口(26)，該開口比該軸(8)的橫截面大。
文檔編號H02K1/28GK1700567SQ20051007927
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權日2004年5月19日
發(fā)明者M·諾門森, F·H·伊韋爾森, C·彼得森, H·O·拉森 申請人:丹福斯壓縮器有限公司