專利名稱：電動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器，并且更具體地涉及轉(zhuǎn)子，值得注意地是交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
從US 6975057已知，對旨在產(chǎn)生一個(gè)磁路的多個(gè)區(qū)段進(jìn)行切割。值得注意地從US 6741005還已知，將一種磁性片材切割成一個(gè)條帶并使它彎曲以便形成一個(gè)磁路。勵(lì)磁電樞磁路通常由片材的堆疊組成。非常經(jīng)常的是電樞片從這些感應(yīng)器片的中央部分，或者甚至從一個(gè)特殊的片材條帶(如果感應(yīng)器單獨(dú)地進(jìn)行切割或通過鑄造而產(chǎn)生)上進(jìn)行切割。制造電樞的磁性片材耗用量于是就等于同等尺寸的圓柱體或平行六面體。耗用的磁性片材與傳導(dǎo)磁通量實(shí)際所需的材料之間的差異非常大。并非少見的是用掉的原材料呈現(xiàn)對于通量通過是有用的材料的兩倍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是進(jìn)一步改善轉(zhuǎn)子磁路的制造。根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面中的一個(gè)，本發(fā)明的主題是一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器的轉(zhuǎn)子、值得注意地是用于一個(gè)繞線式轉(zhuǎn)子或磁通切換式機(jī)器，該轉(zhuǎn)子包括:一個(gè)支持件，用于將該轉(zhuǎn)子安裝在一個(gè)軸上；緊固在該支持件上的多個(gè)磁性區(qū)段，這些磁性區(qū)段優(yōu)選地在一個(gè)條帶中。本發(fā)明使之有可能例如減少制造一個(gè)勵(lì)磁電樞所耗用的材料量的大約三分之一。另外，當(dāng)以常規(guī)方法在一個(gè)完整的工具上切割電樞和感應(yīng)器，因此它們來自同一個(gè)片材時(shí)，實(shí)際上這兩個(gè)組件是由一個(gè)級別的材料制造的，這就與相同程度的磁性能相對應(yīng)。利用本發(fā)明，切割用于生產(chǎn)電樞的片材是與切割用于生產(chǎn)感應(yīng)器的片材不相關(guān)聯(lián)的這一事實(shí)提供了使用不同的材料等級的可能性，通過按照這些組件中的每一個(gè)的真實(shí)需求來對材料等級的選擇進(jìn)行優(yōu)化并因此減少總成本。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是支持件可以由沖壓的片材制成，并且因此它的縱向體積小于片材的常規(guī)堆疊。因此有可能的是通過利用這種可用空間以在其中插入一個(gè)或多個(gè)功能件(例如平衡裝置、二極管電橋或軸承座圈)來減小機(jī)器的總長度。這些區(qū)段可以屬于多個(gè)區(qū)段條帶，這些條帶各自在該轉(zhuǎn)子上占有小于一個(gè)完整一周的區(qū)域。作為一種變體，這些區(qū)段可以屬于一個(gè)或多個(gè)區(qū)段條帶，該一個(gè)或多個(gè)區(qū)段條帶在自身上纏繞一個(gè)完整一周或多于一個(gè)完整一周。每個(gè)區(qū)段條帶的角范圍在60°至360°之間，優(yōu)選地是120°。每個(gè)區(qū)段包括兩個(gè)半齒，甚至僅包括兩個(gè)半齒。作為一種變體，每個(gè)區(qū)段包括至少一個(gè)齒。
該轉(zhuǎn)子優(yōu)選地包括位于該支持件的兩個(gè)相反面上的多個(gè)區(qū)段。在這種情況下，這些區(qū)段條帶有利地在該支持件的面與面之間成角度地偏置，這提高了轉(zhuǎn)子的機(jī)械結(jié)合力。這種偏置的量例如是60°。這些區(qū)段優(yōu)選地包括數(shù)個(gè)疊置的磁性片，例如這些磁性片是彼此卡扣安裝的。這些區(qū)段可以在齒的高度上連接在一起。至少兩個(gè)相鄰的區(qū)段是通過一個(gè)材料橋連接在一起，該材料橋由與該區(qū)段的片材相同的材料制成。該轉(zhuǎn)子可以包括緊固到該支持件上的一個(gè)平衡配重。其他組件可以緊固到該支持件上，例如用于為交流發(fā)電機(jī)的主感應(yīng)器供電的二極管電橋，或用于調(diào)節(jié)該主感應(yīng)器的端子處的電壓的電子線路。該支持件具有一種總體上盤形的形狀。該支持件可以是通過沖壓一個(gè)片材來形成的。該支持件可以包括多個(gè)強(qiáng)化肋，這些強(qiáng)化肋各自在一個(gè)徑向方向上延伸。 該支持件在其周邊上可以具有多個(gè)槽口，這些槽口與這些區(qū)段的槽口相重疊。該轉(zhuǎn)子可以包括與連接兩個(gè)相鄰區(qū)段的該材料橋相鄰的一個(gè)空隙，該空隙值得注意地是呈一個(gè)水滴狀。該轉(zhuǎn)子的極的數(shù)目優(yōu)選地是大于或等于4。這些區(qū)段優(yōu)選地是由一個(gè)片材生產(chǎn)的，該片材的碳含量按重量計(jì)為小于或等于
0.07%。這些區(qū)段的條帶可以承載多個(gè)線圈。另外本發(fā)明的主題是一種用于制造如以上所定義的轉(zhuǎn)子的方法，該方法包括以下步驟，這些步驟由以下各項(xiàng)組成:從一個(gè)磁性片材上切割出多個(gè)區(qū)段的該條帶；使該條帶彎曲；將該條帶緊固到該支持件上，值得注意地是使用多個(gè)鉚釘。另外本發(fā)明的主題是一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器，該旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)轉(zhuǎn)子。定子可以有利地包括定義了該定子的磁路的多個(gè)片，這些片是用從與用來生產(chǎn)該定子的區(qū)段的材料不同的材料切割的，這種不同的材料例如具有較高碳含量。具體而言該機(jī)器可以是一種交流發(fā)電機(jī)并且根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子可以構(gòu)成勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子。
通過閱讀本發(fā)明的一個(gè)示例性的、非限定性的實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述并通過研究附圖，將能夠更好地理解本發(fā)明，在附圖中:圖1示意性地并且部分地表示了根據(jù)本發(fā)明制造的轉(zhuǎn)子的一個(gè)實(shí)例；圖2表示了在支持件上就位的該轉(zhuǎn)子的磁路；圖3單獨(dú)地表示了支持件；圖4表示了彎曲之前的一個(gè)區(qū)段條帶；圖5表示了彎曲之后的該區(qū)段條帶；圖6展示了這些區(qū)段條帶在支持件上的安裝；圖7展示了將一個(gè)平衡配重緊固到支持件上的可能性；
圖8和圖9表示了用于生產(chǎn)一個(gè)區(qū)段條帶的片材的制造細(xì)節(jié)；并且圖10展示了將一個(gè)電子組件直接緊固到支持件上以便耗散由這種組件釋放的熱量的可能性。
具體實(shí)施例方式在這些附圖中所表示的轉(zhuǎn)子I是一種勵(lì)磁轉(zhuǎn)子，但本發(fā)明不受限于這樣一種轉(zhuǎn)子并且可以應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器的繞線式的或非繞線式的轉(zhuǎn)子，例如磁通切換型機(jī)器。如圖2中清晰可見，轉(zhuǎn)子I包括一個(gè)支持件3，該支持件還稱為輪輞，在該輪輞上緊固了多個(gè)區(qū)段條帶5，這些區(qū)段條帶中的一個(gè)在圖5中單獨(dú)示出。輪輞3例如由沖壓片材制成。例如每個(gè)條帶5如所示由一系列的區(qū)段7形成，兩個(gè)相鄰的區(qū)段7在它們的相對側(cè)翼上能夠具有旨在當(dāng)該條帶彎曲時(shí)進(jìn)行合作的兩個(gè)凹凸結(jié)構(gòu)14和15，例如像一個(gè)齒與一個(gè)槽口的互補(bǔ)形狀。如展示的，某些區(qū)段7還可以具有一個(gè)孔17，從而允許緊固元件18 (例如像鉚釘)穿過而到達(dá)輪輞3上。如展示的，該區(qū)段條帶5可以具體包括兩個(gè)末端區(qū)段7，每一個(gè)末端區(qū)段配備有一個(gè)孔17，并且包括兩個(gè)中間區(qū)段，中間區(qū)段也配備有一個(gè)孔17。就如同這些孔17，凹凸結(jié)構(gòu)14和15優(yōu)選地是在距離這些區(qū)段7的徑向外邊緣的一個(gè)短的距離處形成的。每個(gè)區(qū)段7包括兩個(gè)半齒9，這些半齒在它們之間界定了 一個(gè)槽口 11，并且這些半齒各自配備有一個(gè)極靴10。槽口 11因此在外側(cè)上是開放的。圖8以放大的比例尺示出了連接兩個(gè)相鄰的區(qū)段7的、在它們在輪輞3上放置在位之前的材料橋8。這個(gè)材料橋8將這些區(qū)段7連接在齒9的這一側(cè)，而在面對已完成的轉(zhuǎn)子上的空氣間隙的這個(gè)圓柱表面上優(yōu)選地沒有伸出。材料橋8在徑向內(nèi)側(cè)由倒圓的邊緣22來界定，該倒圓的邊緣被連接至最初為直線型的并且平行的多個(gè)邊緣21。后者被連接至最初是發(fā)散的直線型的多個(gè)邊緣23。邊緣21的存在使之有可能不脆化片材切割工具。當(dāng)這些區(qū)段7被帶到一起以便賦予條帶5其最終的拱形的形狀(這可在圖5中看出)時(shí)，這些邊緣21合在一起并且連同邊緣22形成一個(gè)水滴狀的輪廓，同時(shí)這些邊緣23合在一起，如圖9中所示。由這些邊緣21和22界定的空隙29在圖5中并不明顯。具有水滴狀輪廓的這種空隙29的存在并不是一個(gè)問題，因?yàn)樗幱谝粋€(gè)機(jī)器運(yùn)行時(shí)磁通量微弱的區(qū)域中。輪輞3在其周邊上包括一系列的槽口 30，當(dāng)這些區(qū)段7在位時(shí)這一系列的槽口與槽口 11相重疊。槽口 30形成在齒33之間，如所示的這些齒配備有例如與極靴10相重疊的多個(gè)極靴。因此，區(qū)段7可以在緊固到輪輞3上時(shí)接收多個(gè)線圈66。這些區(qū)段7的條帶5通過圓周地在面與面之間偏置而被有利地安排在輪輞3上，如圖6中所示。這種偏置的量例如為Θ/2，其中Θ表示區(qū)段7的一個(gè)條帶5的角范圍，且θ =360/n，其中η是用于制作一個(gè)整環(huán)的區(qū)段條帶的數(shù)目。
在所展示的實(shí)例中，Θ為120°并且這些區(qū)段7的條帶5在面與面之間偏置60°。這種偏置使之有可能使得位于輪輞3的一側(cè)上的一個(gè)區(qū)段條帶的一個(gè)末端區(qū)段的孔17與在輪輞3的相反側(cè)上所安排的這個(gè)條帶的一個(gè)中間區(qū)段的孔對齊。如所展示的，輪輞3可以制造有多個(gè)強(qiáng)化肋40，這些強(qiáng)化肋例如從一個(gè)輪轂48徑向地延伸，該輪轂是圍繞轉(zhuǎn)子的軸線的回轉(zhuǎn)的柱狀形的，它旨在用于安裝一個(gè)軸(該軸未示出)。輪輞3有利地使用沖壓的片材生產(chǎn)的?？梢栽谳嗇y3上提供多個(gè)鉆孔49，以便在其上安裝各種組件，例如平衡配重50，如圖7中所示。還有可能的是在輪輞3上安排如圖1中所示的不同的電子線路，例如整流器。在這個(gè)圖示中，可以看出有可能的是將一個(gè)絕緣的支持件62緊固到輪輞3上，在該支持件上安置了一個(gè)印刷電路63以及一個(gè)銅分流器64。在這個(gè)圖示中，示意性地表示了轉(zhuǎn)子的這些線圈66。每一個(gè)區(qū)段7的條帶5可以通過多個(gè)疊置的片材的一個(gè)疊組來形成，該疊置的片材是卡扣安裝在一起的。對這些片材的切割可以在多個(gè)條帶中完成以節(jié)省材料。切割之后，條帶5是例如基本上直的，如圖4中所示。條帶5通過在材料橋8處使其彎曲而被賦予了它的最終形狀。在這些區(qū)段7被緊固到輪輞3上之后，槽口 11可以被繞線。如果必要的話，通過將有待冷卻的一個(gè)或多個(gè)組件緊固到輪輞3上，使得輪轂可以作為散熱器來使用；如圖10中所展示的，其中可以看到一個(gè)二極管60被緊固到在輪輞3上形成的一個(gè)接收底板上(例如在冷卻肋40的水平上)。如果必要的話，在輪輞3中結(jié)合用于穿過多條電纜的一個(gè)套環(huán)或空隙。轉(zhuǎn)子的磁路可以用具有低于定子的碳含量的片材來生產(chǎn)，因?yàn)檫@種勵(lì)磁電樞的磁性需求較低。有可能的是例如使用碳含量在O至0.07%之間的鋼來生產(chǎn)這些區(qū)段7。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子的極的數(shù)目是大于或等于4，本發(fā)明不受限于所展示的極性。輪輞3可以使用一種磁性或非磁性的材料來生產(chǎn)。在一種變體中，輪輞3被生產(chǎn)為沒有槽口 30或沒有極靴33，從而例如不是延伸到轉(zhuǎn)子的磁路的圓周上的。有可能的是使用一個(gè)區(qū)段條帶，該區(qū)段條帶的長度使得其圍繞旋轉(zhuǎn)軸線延伸過一個(gè)完整一周或多于一個(gè)完整一周，而不是使用逐一安排的數(shù)個(gè)區(qū)段條帶來在輪輞3的每側(cè)上重構(gòu)一個(gè)環(huán)。本發(fā)明不限于所示的實(shí)例。例如，該轉(zhuǎn)子并不是繞線式的并且用在磁通切換式機(jī)器中。這種“包括一個(gè)”的表述應(yīng)當(dāng)被理解為與“包括至少一個(gè)”同義。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器的轉(zhuǎn)子(1)，值得注意地是用于一個(gè)繞線式轉(zhuǎn)子或磁通切換式機(jī)器，該轉(zhuǎn)子包括: 一個(gè)支持件(3 )，用于將該轉(zhuǎn)子安裝在一個(gè)軸上， 緊固在該支持件上的多個(gè)磁性區(qū)段(7)，這些磁性區(qū)段優(yōu)選地位于一個(gè)條帶(5)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中，這些區(qū)段(7)優(yōu)選地屬于多個(gè)區(qū)段條帶(5)，這些區(qū)段條帶各自在該轉(zhuǎn)子上占有少于一個(gè)完整一周的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中，這些區(qū)段屬于一個(gè)或多個(gè)區(qū)段條帶，該一個(gè)或多個(gè)區(qū)段條帶在自身上纏繞一個(gè)完整一周或多于一個(gè)完整一周。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，每個(gè)區(qū)段條帶的角范圍是在60。至360。之間。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，每個(gè)區(qū)段(7)包括兩個(gè)半齒(9),或更優(yōu)地僅包括兩個(gè)半齒(9)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，包括位于該支持件(3)的兩個(gè)相反面上的多個(gè)區(qū)段(7)。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其中，這些區(qū)段條帶(5)在該支持件的面與面之間成角度地偏置。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，這些區(qū)段(7)包括數(shù)個(gè)疊置的磁性片，這些磁性片彼此是卡扣安裝的。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，包括緊固到該支持件上的一個(gè)平衡配重(50)。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，包括緊固到該支持件(3)上的一個(gè)電子線路，該電子線路值得注意地是至少一個(gè)整流二極管。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，該支持件(3)是通過沖壓一個(gè)片材來形成的。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，該支持件包括多個(gè)強(qiáng)化肋(40),這些強(qiáng)化肋各自在一個(gè)徑向方向上延伸。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，至少兩個(gè)相鄰的區(qū)段(7)是通過一個(gè)材料橋(8 )連接在一起,該材料橋由與該區(qū)段的片材相同的材料制成。
14.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，包括與該材料橋(8)相鄰的一個(gè)空隙(29)，該空隙值得注意地是呈一個(gè)水滴狀。
15.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，該轉(zhuǎn)子的極的數(shù)目是大于或等于4。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，這些區(qū)段是由一個(gè)片材生產(chǎn)的，該片材的碳含量按重量計(jì)為小于或等于0.07%。
17.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，該支持件(13)在其周邊上具有多個(gè)槽口(30)，這些槽口與這些區(qū)段(7)的槽口(11)相重疊。
18.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其中，這些區(qū)段(7)的條帶(5)承載了多個(gè)線圈(66)。
19.一種旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)器,值得注意地是一種交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁器,該電動(dòng)機(jī)器包括如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所定義的一個(gè)轉(zhuǎn)子(1 )。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的機(jī)器，包括一個(gè)具有磁路的定子，該磁路是用從一種與生產(chǎn)這些區(qū)段所用的材料不同的材料切割的多個(gè)片制成的，這種不同的材料值得注意地具有較高的碳含量。
21.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至18中的任意一項(xiàng)所定義的轉(zhuǎn)子的方法，該方法包括以下步驟，這些步驟由以下各項(xiàng)組成: 從一個(gè)磁性片材上切割出多個(gè)區(qū)段的一個(gè)條帶(5)， 使該條帶彎曲， 將該條帶緊固到該支持件(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)器的轉(zhuǎn)子(1)，值得注意地是用于繞線式轉(zhuǎn)子或磁通切換式機(jī)器，這種轉(zhuǎn)子包括用于將該轉(zhuǎn)子安裝在一個(gè)軸上的支持件；緊固在該支持件上的多個(gè)磁性區(qū)段，這些區(qū)段優(yōu)選地位于一個(gè)條帶中。
文檔編號H02K1/27GK103095009SQ20121017748
公開日2013年5月8日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者帕特里克·沃爾格穆特 申請人:利萊森瑪電機(jī)公司