背鐵、特別是用于電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的背鐵及制造用于電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的背鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種背鐵、特別是用于電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的背鐵，該背鐵具有多個由金屬板或金屬線構(gòu)成的層，其中，所述層螺旋形或者螺旋線形地設(shè)置。為了改善背鐵幾何結(jié)構(gòu)的精度、特別是背鐵母線的精度，按照本發(fā)明規(guī)定，所述各個層的重力大于所述金屬板或金屬線的在各層之間沿背鐵軸向方向起作用的彈力。這特別是通過金屬板或金屬線的卷繞來實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】背鐵、特別是用于電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的背鐵及制造用于電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的背鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種背鐵、特別是電磁背鐵芯、例如用于電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的背鐵，該背鐵具有多個由金屬板或金屬線(以下統(tǒng)稱為金屬帶)構(gòu)成的層，其中，所述層呈螺旋形或者螺旋線形地設(shè)置。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于制造這種背鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]由DE102008044097A1已知一種背鐵，該背鐵由多個扁平的金屬層構(gòu)造。在此，扁平金屬線圍繞圓柱體卷繞。在此得到圓柱形的螺旋體，該螺旋體由金屬線的多個層堆疊成。在各個層之間存在一定的彈簧預(yù)緊力，從而層堆疊有彈性(auffedern)。因此必須將它壓緊在一起并且接著固定。為此，例如使用焊接連接或者使用引起粘接的漆材料。通過必須將各個層擠壓相互貼靠，在片組的外徑或內(nèi)徑中產(chǎn)生一定的不精確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于，創(chuàng)造一種開頭所述類型的背鐵，該背鐵能以高的尺寸精度簡單地制成。
[0005]此外，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制造這種背鐵的方法。
[0006]本發(fā)明與背鐵有關(guān)的目的通過以下方式來解決，所述各個層的重力大于所述金屬帶的在各層之間沿背鐵軸向方向起作用的彈力。由此實(shí)現(xiàn)，在背鐵軸向方向沿重力方向延伸的片組定向時，各層由重力決定地彼此對齊地鐵靠。然后不需要進(jìn)一步變形來將各層相互保持，這導(dǎo)致改善的制造精度。
[0007]按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方案規(guī)定，各所述層由導(dǎo)磁的扁平金屬線或者金屬板帶、特別是由開縫金屬板、尤其是瓦特?fù)p失低的高品質(zhì)電子金屬板制成。開縫金屬板具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，能夠保持金屬帶的精確的矩形的或正方形的橫截面。這導(dǎo)致改善的使用特性。
[0008]特別是在使用金屬板帶時，可以在帶邊緣上通過使其開縫而形成切割毛刺。為了這些切割毛刺不突出于背鐵的外輪廓或內(nèi)輪廓，按照一種優(yōu)選的發(fā)明實(shí)施方式規(guī)定，各所述層以貼靠面相互貼靠，并且在各層之間在貼靠面的區(qū)域內(nèi)彎出邊緣側(cè)的毛刺和/或設(shè)有邊緣側(cè)的材料壓除部。在此，在邊緣區(qū)域內(nèi)的毛刺通過材料變形或材料壓除而成型到貼靠面的平面中。優(yōu)選地，毛刺這樣成型到貼靠面中，使得該毛刺不突出于該貼靠面或僅略微突出于該貼靠面。貼靠面便可以平坦地彼此貼靠。
[0009]一種按照本發(fā)明的背鐵可以是這樣的，S卩，所述金屬帶的各端部以180度相對彼此錯開地設(shè)置。背鐵的端側(cè)的平面平行的定向由此被大致實(shí)現(xiàn)。
[0010]一種按照本發(fā)明設(shè)計的背鐵也可以這樣設(shè)計，即:所述層具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)，其中，內(nèi)側(cè)朝向包圍層堆疊的內(nèi)室并且外側(cè)背離內(nèi)室；所述層借助一個或多個線形的焊接連接在內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)上相互連接。該焊接連接可以簡單地借助激光焊接裝置制造。在此不產(chǎn)生焊接翹曲，該焊接翹曲本來會影響背鐵的尺寸保持性并且焊接連接可以特別是相對于已知的粘接連接在短的節(jié)拍時間內(nèi)制造。為了不會由于焊接導(dǎo)致鐵芯的電磁特征值可感覺到的減小，可以規(guī)定，所述線形的焊縫的橫截面積小于或等于2mm2。特別優(yōu)選地，所述焊縫沿徑向方向的深度應(yīng)<所述層沿該方向的寬度延伸尺寸的50%。由此避免，背鐵由于過高的損失功率不允許地受熱。當(dāng)沿周向方向的焊縫寬度< 2.5_時，該效應(yīng)也可以得到支持。
[0011]本發(fā)明涉及方法的目的通過以下方式解決，即，所述背鐵以螺旋體的形式由金屬板帶或金屬線(以下簡稱為金屬帶)卷繞而成。金屬帶的卷繞相對于由現(xiàn)有技術(shù)已知的滾制方法具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，特別保持尺寸的制造變成可能的。在此，特別是在螺旋體的各個層之間不產(chǎn)生大于層的重力的彈力。因而確保，層沿重力方向彼此貼靠。如上所述，這導(dǎo)致背鐵的更簡單的制造和更好的尺寸保持性。
[0012]優(yōu)選地，使用如下的金屬板帶，該金屬板帶具有矩形的橫截面并且該金屬板帶圍繞較大的矩形延伸尺寸的中間橫向平面卷繞。因此，金屬板帶圍繞其彎曲軸彎曲，該彎曲軸相對于彎曲具有更高的阻力矩。借助于卷繞方法，彎曲在這里可以可靠地進(jìn)行，而金屬帶在橫截面平面內(nèi)不會獲得不允許的變形。
[0013]特別優(yōu)選地，按照本發(fā)明可想到:所述金屬帶在其對置的棱邊的區(qū)域內(nèi)被從導(dǎo)向輥旁引導(dǎo)經(jīng)過；并且在導(dǎo)向輥上壓除帶棱邊的毛刺。當(dāng)例如金屬帶作為裂縫帶存在時，通過裂縫過程便在棱邊上產(chǎn)生毛刺。這些毛刺將會干擾性地突出于背鐵的內(nèi)輪廓或外輪廓。通過現(xiàn)在壓除該毛刺，該毛刺不再干擾性地突出，而是轉(zhuǎn)移到層之間的區(qū)域中。
[0014]按照本發(fā)明，現(xiàn)在毛刺因此彎到層之間的區(qū)域中。在此可想到，在一個或多個變形步驟中這樣地彎曲毛刺，使得該毛刺在金屬帶的貼靠面(層相互間的貼靠面)的區(qū)域內(nèi)對齊地貼靠。毛刺便不影響或者僅僅最小地影響層堆疊的結(jié)構(gòu)高度。
[0015]為了能夠?qū)崿F(xiàn)金屬帶的精確的卷繞，可以規(guī)定，借助至少一個轉(zhuǎn)向和彎曲輥使所述金屬帶彎曲。在彎曲輥和轉(zhuǎn)向輥之間可靠地引導(dǎo)金屬帶。
[0016]背鐵的一種特別高的尺寸保持性通過以下方式實(shí)現(xiàn)，S卩，借助彎曲輥使所述金屬帶彎曲超過螺旋體的最終彎曲尺寸，并且借助回彎輥使所述金屬帶回彎到最終彎曲尺寸。借助彎曲輥首先達(dá)到大的變形尺寸，在該大的變形尺寸時由彈性的變形部分產(chǎn)生回彈。該回彈現(xiàn)在通過過度彎曲來補(bǔ)償。但因?yàn)閺?fù)現(xiàn)的回彎性能不是精確地存在，所以借助彎曲輥按最終彎曲尺寸引起強(qiáng)制的回彎。
[0017]為了當(dāng)要求高的變形率時也可以可靠地防止金屬帶的縱向彎曲，可以規(guī)定，在所述轉(zhuǎn)向和/或彎曲輥和/或?qū)蜉佒?、在凹槽中引?dǎo)所述金屬帶。
[0018]一種簡單設(shè)計的卷繞裝置的特征在于，所述彎曲輥和所述轉(zhuǎn)向輥位置固定地支承；并且將卷繞的金屬帶繞到可轉(zhuǎn)動地支承的工具支架上。在此，例如可以圍繞工具支架的導(dǎo)向元件引導(dǎo)金屬帶。
[0019]一種可考慮的發(fā)明方案可以是這樣的，所述金屬帶在未彎曲的狀態(tài)下借助進(jìn)給單元被供應(yīng)給彎曲輥，并且所述彎曲輥被動地跟著運(yùn)轉(zhuǎn)。按這種方式防止，將不允許的變形在彎曲輥的區(qū)域內(nèi)引入到金屬帶中。由此可以實(shí)現(xiàn)在最大程度上可復(fù)現(xiàn)的彎曲過程，該彎曲過程導(dǎo)致高的尺寸保持性。
[0020]一種發(fā)明設(shè)計方案還可以是這樣的，S卩:由多個層卷繞成一個層堆疊；然后確定層堆疊沿層堆疊軸向方向的高度；確定在層堆疊高度和構(gòu)件預(yù)定高度之間的差；并且由該差確定并且卷繞必需的、仍缺少的層數(shù)。由此確定，背鐵始終可靠地獲得所要求的構(gòu)件預(yù)定高度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面借助在附圖中示出的實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖中:
[0022]圖1示出由金屬帶構(gòu)成的背鐵；
[0023]圖2示出用于制造按照圖1的背鐵的卷繞裝置；
[0024]圖2A示出金屬帶在去毛刺裝置區(qū)域內(nèi)的橫截面視圖；
[0025]圖3示出按照圖2的卷繞裝置的細(xì)節(jié)；
[0026]圖4示出金屬帶的橫截面視圖；以及
[0027]圖5示出按照圖1的背鐵的示意性細(xì)節(jié)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1示出一個背鐵10、即電磁的背鐵芯，如其用于電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子。在此，金屬帶40的多個層12卷繞并且形成一個圓柱形的主體，該主體包圍一個內(nèi)腔。金屬帶40的各端部11以180度錯開地設(shè)置，從而背鐵10的橫向于背鐵軸向方向A延伸的端側(cè)彼此近乎平面地平行。
[0029]為了制造背鐵10而使用金屬帶40，該金屬帶如圖2所示被供應(yīng)給卷繞裝置。
[0030]圖4示出該金屬帶40的橫截面視圖。如從圖4可看出，金屬帶40具有矩形的橫截面，該橫截面形成豎軸和橫軸H、Q。橫截面由縱向側(cè)42和橫向側(cè)41界定。有利地，為了制造背鐵10而使用金屬板條、特別優(yōu)選開縫金屬板，該金屬板條可以經(jīng)濟(jì)地得到。
[0031]如圖2所示，金屬帶40被供應(yīng)給卷繞裝置。這借助進(jìn)給單元進(jìn)行，該進(jìn)給單元在圖2中由進(jìn)給輥43至46形成。每兩個進(jìn)給輥43、44 ;45、46形成一個輥對，其中，進(jìn)給輥43至46對置地貼靠在金屬帶40的縱向側(cè)42上并且夾緊該金屬帶。進(jìn)給輥43至46被電動機(jī)驅(qū)動并且使金屬帶40朝向卷繞裝置移動。在進(jìn)給單元的這兩個輥對之間設(shè)置有去毛刺輥47、48。這兩個去毛刺輥47、48被動地跟著運(yùn)轉(zhuǎn)并且形成一個輥對。在此，去毛刺輥47、48相對地在橫向側(cè)41的區(qū)域內(nèi)圍住金屬帶40，如這在圖2A中更詳細(xì)地示出。
[0032]在去毛刺輥47、48的周面中制出環(huán)繞的凹槽49。凹槽49在此在側(cè)面由兩個相對彼此V形定位的凹槽側(cè)壁界定。凹槽側(cè)壁貼靠在金屬帶40的棱邊區(qū)域上，橫向側(cè)41在這些棱邊區(qū)域上過渡到縱向側(cè)42中。在這些區(qū)域中可能存在的毛刺被去毛刺輥47、48表面對齊地壓除到縱向側(cè)42的表面中，如在圖5中詳細(xì)示出。例如當(dāng)金屬帶構(gòu)成為裂縫帶時，這樣的毛刺可能存在。如箭頭所示，金屬帶40在進(jìn)給單元之后首先向一個輥對行進(jìn)，該輥對由兩個導(dǎo)向輥30和31構(gòu)成。在導(dǎo)向輥30和31的區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)居中地向卷繞裝置供給。
[0033]導(dǎo)向輥30、31的(以及還有在卷繞裝置中使用的其余輥的)設(shè)計在圖3中更詳細(xì)地示出。如該圖所示，在導(dǎo)向輥30至34的外周中切出凹槽30.1。金屬帶40帶有間隙地被引導(dǎo)在該凹槽30.1中。
[0034]在金屬帶40已經(jīng)穿過導(dǎo)向輥30、31之后，它到達(dá)一個轉(zhuǎn)向輥32，該轉(zhuǎn)向輥與一個彎曲輥33配合工作。在彎曲輥33上使金屬帶40變形(見彎曲輥33上的箭頭圖示)。在該變形時，卷繞螺旋形的層12。
[0035]如圖5示意性地所示，在背鐵中各層12彼此貼靠。毛刺12.1被壓制到在各層12之間形成的貼靠面12.2上。貼靠面12.2在此由金屬帶40的縱向側(cè)42形成。
[0036]一個可轉(zhuǎn)動的工具支架20與轉(zhuǎn)向輥32和彎曲輥33配合工作。工具支架20具有一個板，在該板上同心地固定有居中元件21、例如以銷的形式。在卷繞金屬帶40時，由于工具支架20的轉(zhuǎn)動，各個層12圍繞居中元件21。為了能實(shí)現(xiàn)精確的制造，金屬帶40的進(jìn)給速度應(yīng)當(dāng)與工具支架20的轉(zhuǎn)動速度同步。彎曲輥33使金屬帶40過度彎曲超過所要求的最終制造尺寸。在彎曲輥33之后，金屬帶40到達(dá)回彎輥34。當(dāng)金屬帶40到達(dá)回彎輥34時，它失去其由彎曲輥33給定的彈性變形部分。回彎輥34便克服由彎曲輥33誘導(dǎo)的彎曲回彎到最終制造尺寸(見回彎輥34上的箭頭圖示)。
[0037]為了沿背鐵軸向方向A獲得精確的最終制造尺寸，首先卷繞一定數(shù)量的層12，這些層接近形成構(gòu)件高度。然后確定制造的總層高，并且確定與構(gòu)件預(yù)定高度的差。然后由該差和金屬帶40的高度(在縱向側(cè)42之間的距離)確定仍缺少的數(shù)量的層12。接著繼續(xù)卷繞過程并且使缺少的數(shù)量的層12變形。最后這樣地切割金屬帶40，使得如在圖1中所示，金屬帶40的各端部彼此錯開180度。
[0038]如上所述，導(dǎo)向輥30和31以及轉(zhuǎn)向輥32、彎曲輥33和回彎輥34按照圖3構(gòu)造并且具有一個環(huán)繞的凹槽30.1。這些輥都位置固定地設(shè)置并且圍繞在圖2中未示出的支承結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動地支承，如這由輥中的箭頭圖示所示。導(dǎo)向輥30、31和彎曲輥33以及回彎輥34被動地跟著運(yùn)轉(zhuǎn)，因而不被驅(qū)動。
[0039]為了固定層12，使工具支架20在卷繞過程結(jié)束和端部11切割之后連同層堆疊從由輥形成的卷繞區(qū)域移出。將該工具支架供應(yīng)給焊接裝置。在那里，在背鐵10的內(nèi)側(cè)或背鐵10的外側(cè)的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一個或多個線形的焊接部13，如這在圖1中象征所示。經(jīng)由這些焊接部13使各層12相互固定。也可想到，借助油漆或粘接相互固定各個層12。
【權(quán)利要求】
1.一種背鐵、特別是用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子的背鐵，該背鐵具有多個由金屬板或金屬線(以下統(tǒng)稱為金屬帶(40))構(gòu)成的層(12)，其中，所述層(12)螺旋形或者螺旋線形地設(shè)置，其特征在于:所述各個層(12)的重力大于所述金屬帶(40)在各層(12)之間沿背鐵軸向方向(A)起作用的彈力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鐵，其特征在于:各所述層(12)由導(dǎo)磁的扁平金屬線或者金屬板帶、特別是由開縫金屬板制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背鐵，其特征在于:各所述層(12)以貼靠面(12.2)相互貼靠，并且在各層(12)之間在貼靠面(12.2)的區(qū)域內(nèi)彎出或者壓除出邊緣側(cè)的毛刺并且所述毛刺至少局部地設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的背鐵，其特征在于:所述金屬帶(40)的各端部(11)以180度相對彼此錯開地設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的背鐵，其特征在于:所述層(12)具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)，其中，內(nèi)側(cè)朝向包圍層堆疊的內(nèi)室并且外側(cè)背離內(nèi)室；并且所述層(12)借助線形的焊接連接在內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)上相互連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背鐵，其特征在于:所述線形的焊接連接的橫截面積<2mm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的背鐵，其特征在于:所述焊接連接沿徑向方向的深度<所述層(12)沿該方向的寬度延伸尺寸的50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的背鐵，其特征在于:焊縫寬度沿周向方向<2.5mm。
9.一種用于制造背`鐵、特別是用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子的背鐵的方法，其特征在于:所述背鐵以螺旋體的形式由金屬板帶或金屬線卷繞而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，使用如下的金屬板帶，該金屬板帶具有矩形的橫截面并且該金屬板帶圍繞較大的矩形延伸尺寸的中間橫向平面卷繞。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10之一所述的方法，其特征在于:所述金屬帶(40)在其對置的棱邊的區(qū)域內(nèi)被從去毛刺輥(47、48)旁引導(dǎo)經(jīng)過；并且在去毛刺輥(47、48)上壓除帶棱邊的突出的毛刺。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的方法，其特征在于:借助至少一個轉(zhuǎn)向和彎曲輥(32,33)使所述金屬帶(40)彎曲。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12之一所述的方法，其特征在于:借助彎曲輥(33)使所述金屬帶(40)彎曲超過螺旋體的最終彎曲尺寸，并且借助回彎輥(34)使所述金屬帶回彎到最終彎曲尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13之一所述的方法，其特征在于:在所述轉(zhuǎn)向和/或彎曲輥(32、33)和/或?qū)蜉?30、31)中、在凹槽(30.1)中引導(dǎo)所述金屬帶(40)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14之一所述的方法，其特征在于:所述彎曲輥(33)和所述轉(zhuǎn)向輥(32，33)位置固定地支承；并且將卷繞的金屬帶(40)繞到可轉(zhuǎn)動地支承的工具支架(20)上。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15之一所述的方法，其特征在于:所述金屬帶(40)在未彎曲的狀態(tài)下借助進(jìn)給單元被供應(yīng)給彎曲輥(33 )，并且所述彎曲輥(33 )被動地跟著運(yùn)轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9至16之一所述的方法，其特征在于:由多個層(12)卷繞成一個層堆疊；然后確定層堆疊沿層堆疊軸向方向的高度；確定在層堆疊高度和構(gòu)件預(yù)定高度之間的差；并且由該差確定并且卷繞必需的、仍缺少的層數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求 9至17之一所述的方法，其特征在于:制造將各層(12)連接的焊接。
【文檔編號】H02K15/02GK103688451SQ201280010373
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月23日
【發(fā)明者】G·博施, R·法斯 申請人:赫德瑞亞博施有限公司