CN101421908B

CN101421908B - 包括在磁极的齿中加工槽的步骤的用于制造转子的方法及由所述方法获得的转子

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Publication number: CN101421908B
Application number: CN2007800136531A
Authority: CN
Inventors: 让-菲利普·巴蒂; 罗马里克·勒努瓦; 马克·滕齐尼; 皮埃尔-伊维斯·比尔特里斯特
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: WO2007132105A3; RU2008149503A; ES2423683T3; CN101421908A; US20100013339A1; EP2018698B1; US7969061B2; BRPI0707811A2; BRPI0707811B1; FR2901428B1; WO2007132105A2; FR2901428A1; JP2009538107A; EP2018698A2

Abstract

本发明涉及一种用于制造爪形磁极转子(12)的方法，包括：将磁轮(20)安装在轴(14)上的步骤，使得磁轮(20)的每个齿(30)位于另一磁轮(20)的两个连续齿(30)之间存在的空间内；加工面对两个相邻齿(30)的侧向面(68)的步骤，其中，轴向凹槽(70)被加工在每个侧向面(68)中；以及将磁性元件(62)安装在两个相邻齿(30)之间的步骤，使得该磁性元件(62)被容纳在轴向凹槽(70)中。所述方法的特征在于，加工侧向面(68)的步骤在将磁轮(20)安装在轴(14)上的步骤之前执行。本发明还涉及一种由此方法获得的转子(12)。

Description

包括在磁极的齿中加工槽的步骤的用于制造转子的方法及由所述方法获得的转子

技术领域

本发明提出了一种制造用于旋转电机的爪形转子的方法，该转子包括中心轴和两个磁轮，每个磁轮大致相对于中心轴的主轴线径向地延伸并在每个磁轮的外周包括一系列大致为梯形形状的齿，这些齿沿着另一磁轮的方向轴向地延伸，这种类型的方法包括：

-将磁轮安装在轴上的步骤，使得一个轮上的每个齿都位于另一轮的两个连续齿之间存在的空间中；

-加工每个都属于一磁轮的两个相邻齿的相对侧向面的步骤，包括在每个侧向面中加工轴向凹槽，以及

-将磁性元件安装在两个相邻齿之间的步骤，使得该磁性元件部分地容纳于在两个相邻齿的相对侧向面中加工的轴向凹槽内。

背景技术

该爪形转子还包含与该轴同轴的磁心，该磁心被插置在磁轮所具有的端罩之间。磁心上安装有励磁线圈。

在这种安装转子的方法中，在安装期间，将励磁线圈安装在磁心上之后，两个磁轮首先被成形压机(compacting press)经由励磁线圈各侧的磁心彼此压靠，以便允许磁通量通过磁心的理想流通，然后这两个轮被安装在中心传动轴上，为此，该轴包括至少一个非光滑的传动部分。

一个轮相对于另一个的角定位是通过在压制(pressing)或压实(compacting)期间将分度销临时插入在两磁轮之间而实现的。

之后，轴过盈配合到磁轮的孔中。例如容纳在磁轮的孔中的轴的传动部分包括凸起部分，比如锯齿形或肋形形式的滚花，以便使轴与磁轮旋转地固定。

在轴被安装到磁轮的孔中之后，加工齿的相对侧向面，特别是通过铣削加工，以便获得用来容纳磁性元件的轴向凹槽。

这些加工使得可以获得用于安装磁性元件的准确尺寸并避免凹槽相对于彼此的偏移。

最后，通常是永磁体的磁性元件被安装在由两个相对轴向槽限定的凹部中。

在加工齿的相对侧向面和磁轮外周面的这些操作期间，热切屑容易被投射到励磁线圈上，由此该线圈有被损坏的危险。这些加工操作执行时不能使用润滑剂，因为润滑剂同样有损坏励磁线圈的危险，并且使这些操作耗时更长且成本更高。

最后，在加工齿的侧向面的步骤期间所使用的铣刀的尺寸被齿的尺寸特性所限制。因为铣刀柄脚的最大直径根据两个相邻齿的相对侧向面之间的距离而被确定，这限制了铣刀的切削端的直径。因此，凹槽的深度也受到限制。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提出了一种上述类型的制造方法，其特征在于，在将磁轮直接或间接地安装在轴上的步骤之前，执行加工两个相邻齿的侧向面的步骤。

由于本发明，该加工步骤通过去除材料和润滑工具执行，例如通过铣削加工，也可以通过不去除材料执行，例如通过锻造或压制。

在该步骤期间，励磁线圈未被安装，所以没有被损坏的危险。

根据本制造方法的单独和/或结合考虑的其它特征：

-加工步骤包括在相关联齿的侧向面上加工凹槽，特别是通过铣削加工，使得凹槽在该相关联齿的至少一个轴向端处未露出(non-emergent)；

-加工步骤包括加工相关联齿的每个侧向面，特别是通过铣削加工，使得凹槽在该相关联齿的外轴向端处未露出，在该外轴向端处，该齿连接至相关联磁轮的外径向端边缘；

-加工步骤包括在相关联齿的侧向面中加工凹槽，特别是通过铣削加工，使得凹槽在该相关联齿的两个轴向端处都未露出，以便尽可能少地削弱齿并更好地保持磁性元件；

-安装磁性元件的步骤包括第一子步骤和第二子步骤，在该第一子步骤中，将该元件安装于被加工在两个相邻齿的第一齿的侧向面中的轴向凹槽内，在该第二子步骤中，将该磁性元件安装于被加工在第二相邻齿的侧向面的轴向凹槽内；

-安装磁性元件的步骤的第一子步骤在将磁轮直接或间接地安装在轴上的步骤之前执行；

-安装磁性元件的步骤的第二子步骤与将磁轮直接或间接地安装在轴上的步骤同时执行；

-该方法包括调整每个磁轮相对于另一磁轮的轴向位置的步骤，该步骤包括加工每个轮的内轴向端面；

-加工内轴向端面的步骤在将磁轮安装在轴上的步骤之前执行；

-将磁轮安装在轴上的步骤包括将磁轮轴向地布置在磁心的各侧，使得每个磁轮的内轴向端面轴向地抵靠磁心的相对的相关联内轴向端面；

-在一实施例中，本方法包括将轴安装在至少一个中间套筒中的步骤；

-将轴安装在套筒中的步骤在将磁轮安装在中间套筒上的步骤之前执行；

-将磁轮安装在中间套筒上的步骤包括将每个磁轮配合到中间套筒的外圆柱表面上；

-该方法包括在将磁轮安装在中间套筒之前执行的加工每个磁轮外径和内径的步骤。

本发明还提出了一种用于旋转电机的爪形转子，该爪形转子根据前述权利要求中任一项的方法获得，该转子包括中心轴、磁心和两个磁轮，其中，每个磁轮相对于中心轴的主轴线大致径向地延伸并包括一系列大致为梯形形状的齿，这些齿沿另一磁轮的方向轴向地延伸，使得一个轮的每个齿都位于另一磁轮的两个连续齿之间存在的空间中，其包括至少一个设置在分别属于两个磁轮之一的两个相邻齿之间的磁性元件，并且该磁性元件部分地容纳于被加工在所述相邻齿的每个相对侧向面中的轴向凹槽内。

该转子的特征在于，每个凹槽在该相关联齿的至少一个轴向端处是未露出的。

根据转子的其它特征：

-每个凹槽在齿的外轴向端处未露出，该外轴向端连接至该相关联磁轮的外径向端边缘；

-每个凹槽在相关联齿的两个轴向端处都未露出；

-每个磁轮包括中心孔，用于使磁轮经由中间套筒与轴同轴地定位，该轴被配合到该中间套筒中，并且该中间套筒被配合到每个轮的孔中。

附图说明

通过阅读以下的详细说明书，本发明的其它特征和优点将会越发明显，为了更好地理解本说明书，将参考附图，其中：

图1是设置有转子的交流发电机的轴向截面图；

图2是图1所示的转子的磁轮的示意性透视图，包括根据本发明的安装在轴向齿之间的磁体；

图3是部分被剥离的沿大致径向方向的局部视图，放大地示出了图2所示的磁轮和磁体。

图4是图3所示的齿的沿4-4线截取的截面图；

图5是设置有中间套筒的转子的轴向截面图；

图6与图5类似，其中，磁轮通过卷边与中间套筒固定；

图7与图5类似，其中，磁轮通过焊接固定到具有中心轮毂的中间套筒。

具体实施方式

在下文的描述中，类似、相似或者相同的元件将用同一参考标号指定，而且将采用图1的箭头“A”和“R”来表示轴向和径向取向。

此外，朝向转子中部和沿相反方向指向的轴向端面将分别被称为内部面和外部面。

图1示出了用于具有热机的机动车的多相交流发电机形式的旋转电机。在一变体中，该交流发电机是可逆的并且包括特别地用于起动车辆热机的交流发电机起动器，例如文件FRA 2 725 445所述。

该电机包含壳体10，并且在壳体内包含旋转固定至中心轴14的爪形转子12和定子16、18，该定子围绕转子12并且包括主体16，该主体具有设置有沟槽的叠片形式，用于安装定子线圈18，该线圈形成伸出(overhang)在主体16各轴端处的外绕组。

该线圈18每相至少包含一个绕组。绕组的输出端连接到至少一个桥式整流器(未示出)，该整流器包括诸如二极管或者MOSFET类型晶体管这样的整流元件，尤其在该电机是可逆的时候。

安装在主体16中的沟槽内的绕组，例如通过用绝缘层覆盖的连续电导线获得，或者在一变体中，通过将棒形式的导体(例如线棒(pin))例如通过利用焊接彼此连接而获得。

多相交流发电机的一个或多个桥式整流器使得可以将定子线圈18中产生的交流电流整流为直流电流，特别用于为机动车的电池充电和为车载电网的电负载供电。

爪形转子12包括两个轴向地并排放置的磁轮20、22，并且每个磁轮都具有径向端罩24，在其外周设置有爪子26。

磁轮20、22通过锻造，冲压或者使用压弯机制造。

每个端罩24是环形的并相对于中心轴14的主轴线径向地延伸。

每个爪子26包括(图1和2)沿相关端罩24的平面径向定向的根部28。该根部28在其外周被大致轴向定向的齿30延伸。

磁轮的爪子26因此延伸到该轮的端罩的外周，并且齿30的外周面32与定子16主体的内周之间存在环形气隙。

齿30因此延伸至磁轮的外周，并且这些齿大致为梯形形状。一个磁轮的齿轴向地朝向另一个磁轮的端罩，一个磁轮的一个齿进入另一磁轮的两个连续齿之间存在的空间中，使得外部齿30紧密联系(interlink)并且这些磁轮首尾相连地安装。

励磁线圈34轴向地安装在轮20、22的端罩24之间，由转子12的具有与轴14同轴的柱状环形磁心形式的部分36承载。该磁心36包括中心孔37，并在此包括两个轴向独立的部分36a、36b，每个部分与其相关联的轮20、22制造为单件。

在图6中以虚线描绘的变体中，带有孔37的中心磁心36是由与轴向地设置在磁心36各侧的磁轮20、22分离的单件材料制造的。

在所有的情况下，线圈34都轴向地安装在轮20、22的根部28和端罩24之间并由磁心36承载。在将磁轮安装在转子12的轴14上之前，该线圈34被安装在由轮20、22的爪子26和中心磁心36限定的空间内。

在以下的描述中，术语＂线圈＂在没有限定语的情况下都应被理解为励磁线圈34，而不作为定子16、18的线圈18。

磁轮20、22和磁心36优选地用铁磁性材料制造并被轴14同轴地穿过。为此，每个轮20、22都包括中心孔38，该孔轴向地穿过端罩24并使磁心36的孔37延伸。

在一个实施例中，励磁线圈34的导线绕在由电绝缘材料制成的环形支承件(未示出)上，该支承件被安装在磁心36的外周上，优选地通过过盈配合。该支承件例如具有大致U形的轴向横截面用于使线圈34和轮20、22的端罩24绝缘。

根据未示出的变体，磁心36为单件，并且线圈34的导线绕在固定在磁心36上的绝缘体上且被成形为避免与磁轮20、22的端罩24和齿30有任何接触。

当线圈34通电时，磁轮20、22和磁心36被磁化，并且转子12变成感应转子，爪子26处形成磁极，一个磁轮带有北极，另一个带有南极。

当转子12的轴14转动时，在那种情况下被感应的该感应转子12在定子16、18中产生交流的感应电流。

轴14在其前轴向端处具有诸如带轮40(图1)或在一变体中为齿轮这样的传动构件，其属于用于车辆的交流发电机和热机之间通过至少一根皮带或链条或齿轮(未示出)来传递运动的装置。

该轴14在其直径减小的后轴向端处具有通过导线连接至励磁线圈34端部的集电环42。

属于电刷架44的电刷被设置以便在集电环42上摩擦，来给线圈34供电。电刷架44连接至调压器(未示出)。

在图1中，壳体10由两部分组成，即靠近带轮40的前端盖46和承载电刷架44的后端盖48，该后端盖还经常承载一个或多个桥式整流器以及调压器。端盖46、48是空心的且每一个分别具有滚珠轴承50、52，用于轴14的旋转安装。

交流发电机10设置有冷却机构。

因此，在图1中，端盖46、48是带孔的，用于通过空气环流来冷却交流发电机，并且转子12在其轴向端的至少一个处装有风扇54、56来提供该空气环流。在图1中，第一风扇54固定在转子12的向前的前部面上，并且更强力的第二风扇56固定在后部面上。每个风扇设置有多个叶片158、160。

在未示出的变体中，交流发电机用导热流体冷却，因此壳体10被构造为包括用于导热流体的适当流通通道。

当然，壳体10可以包括多于两个部件，用中间部件承载定子主体，例如插置在端盖46、48之间。该中间部件可以用导热流体进行冷却。

每个齿30包括(图4)外轴向面32，内轴向面66和形成梯形两侧的两个平侧向面68，这两个平侧向面连接内轴向面66和外轴向面32。这些面32、66大致为平的。

第一磁轮20的第一齿30的每个侧向面68与第二齿30的相对侧向面68平行地延伸并与该相对侧向面相距一距离，该第二齿属于另一磁轮22并邻近该第一齿30。

接着，以下情况的两个齿可以称为相邻齿30：分别属于轮20、22的两个齿30头对尾地安装，并且每个齿都有对着另一齿30侧向面68的侧向面68。

在图2中，转子12每个磁轮有8个齿30并因此具有八个极对。在三相交流发电机的情况下，定子主体设置有48个沟槽，或者在具有两个桥式整流器且每相有两个三相绕组的交流发电机的情况下，定子主体就设置有96个沟槽。当然转子12也可以根据应用具有不同数量的极对。例如在一变体中，每个磁轮包括6个或者7个齿。

在图2至4中，转子12包括磁性元件62，这些磁性元件具有永磁体62的形式并且插置在两个相邻齿30之间。这些元件62减少在两个相邻齿30之间的空间内的磁通量漏泄并加强磁通量和提升电机性能。

根据一个实施例，这些磁体62的数量被确定为小于转子12的极对数量，且它们的布置相对于转子12的轴线对称。例如，八个极对时设置有四对或六对磁体62，由于齿30之间的那些没有被磁体62占用的自由空间而允许电机的冷却。

在一变体中，这些磁体的数量被确定为等于转子的极对数量，例如八个极对时为八。

在以下的描述中，将参考两个相邻齿30和相关联的磁体62。此外，在图3和4中，将在非限制性基础上使用垂直、纵向、横向取向，其中，纵向取向与磁体62的主轴线对应，横向取向与两个相邻齿30的侧向面68的法线对应，垂直取向与径向取向R对应。

由于齿30和相关联磁体62是相同的，应该理解的是，本说明以同一方式应用于其它齿30和磁体62。

如图3所示，大致为梯形的两个外周齿30的相对侧向面68，每个都包括沿侧向面68的纵向方向延伸的凹槽70或通道，磁体62部分地容纳于其中。

每个凹槽70具有纵向主定向并且大致在相关联齿30的两个轴向端30a、30b之间延伸。凹槽70沿横向垂直平面的横截面是“U”形，横向地朝向另一凹槽70敞开。

磁体62包括两个横向端部62a，每个端部都容纳在相关联凹槽70中。磁体横截面为矩形，使得磁体的每个横向端部62a没有间隙地容纳于相关联凹槽70中。

应该重视的是，由于磁体62的相关联凹槽70的U形构造(这些凹槽由形成U形的臂之一的上边缘限定)，因此，在此为平行六面体形的磁体62被很好地保持在位并且不会在离心力的作用下脱离。

在一个实施例中，磁体62以微小的安装间隙安装在凹槽70中。

根据一变化实施例，如法国专利FR-2.784.248所述，转子12包括条带或小片，该条带或小片覆盖磁体外部面62e并插置在每个凹槽70的上横向边缘和磁体之间。

该磁性元件62可以为两个被连接的部件，并由此包括两个通过更柔性的材料层彼此连接的磁体，例如参见文件FR-2.784.248中的图4。

制造转子12的方法包括将磁轮20、22安装到轴14上的步骤，该步骤包括将轴14配合到磁心36和每个磁轮20、22的孔37、38中。

该配合如图1直接实现，或者如图5至7，经由至少一个套筒58、158间接地实现。

为此，轴14包括与每个磁轮20、22相关联的至少一个传动部分57，并且该传动部分容纳在该相关联磁轮20、22的孔38中。

在所述实施例(图1和5至7)中，设置有两个不同长度的部分57。在一变体中，设置有两个轮共用的单个部分57。

这个或这些部分57具有不光滑的径向横截面。这个或这些部分57设置有凸起部分，其在此包括锯齿状滚花。

在图1的实施例中，这些锯齿纹与孔37、38过盈配合，用于使轴14与磁轮20、22和磁心36固定并对它们进行传动，由此轴旋转地固定至磁轮20、22。

在图5至7中，轴14和其部分57过盈配合到一个或多个套筒58、158的内孔中用于固定和对该一个或多个套筒进行传动，磁轮安装在该一个或多个套筒的外周上，并由以下提到的方法固定至该一个或多个套筒。

制造转子12的方法还包括加工齿30的侧向面以便制造凹槽70的步骤，和把磁体62安装在相关联凹槽70中的步骤。

根据本发明，加工齿30的侧向面68的步骤在将磁轮20直接(图1)或间接(图5至7)地安装在轴14上的步骤之前进行。

因此，例如通过铣刀加工凹槽70的过程不受两个相邻齿30的相对侧面68之间存在的狭窄空间限制。

这是因为，根据一个特征，在加工步骤的实施期间，磁轮20、22没有安装在轴14上，并且因此一个齿30的每个侧向面68都与另一齿30的相对侧向面68分开加工。每个侧向面68前的空间都没有阻碍，因此可以使用工具实施加工步骤，该工具在尺寸上没有限制。

而且，由于待加工侧向面68前的空间没有阻碍，工具的进/退(engagement/disengagement)可以横向地进行，也就是垂直于侧向面68进行。不存在切屑损坏线圈34的危险，因为线圈34此时还未安装在转子的磁心上。凹槽70的深度和用于加工该凹槽的刀具可以选择所需的尺寸，因为不存在相邻齿产生的阻碍。由于此时线圈34还未安装，还可以对刀具进行润滑。

根据本发明的另一方面，加工步骤包括加工每个侧向面68使得所获得的凹槽在其至少一个纵向端处未露出，如图3所示。

根据本发明方法的第一实施例，加工步骤包括加工侧向面68使得凹槽70在相关联齿30的最靠近相关磁轮端罩的外轴向端30b处未露出。

因此，齿30的外轴向端30b处的材料未移除，通过该部分材料齿30被连接至爪子26的根部28。因此齿30没有被削弱并且爪子26具有更大的刚度。

因此在一个实施例中，每个相邻齿30具有在其端部30b处未露出的凹槽。

根据第二实施例(图3)，加工步骤包括加工侧向面68使得凹槽70在外轴向端30b处和在齿30的最靠近齿30自由端的内轴向端30a处未露出。

因此，齿30的端部30a、30b处材料未移除，该齿30甚至被更少地削弱，这进一步增强了爪子26的刚度。

因此在一个实施例中，每个相邻齿30具有在其端部30b、30a处未露出的凹槽70。

当然，凹槽70的长度取决于磁体的长度，可以按需求而定。

在一变体中，一定量的齿具有在端部30a、30b的一个处未露出的凹槽，而其余的齿具有在端部30b、30a的另一个处未露出的凹槽。

在所有的情况下，由于凹槽70，尤其因为端部30a、30b，形成了允许很好地保持磁体62而不脱离的凹部。

应重视的是，在一变体中，不通过去除材料而例如通过锻造。

根据本发明方法的另一方面，在将磁轮20、22直接或间接地安装在轴14上的步骤之前，至少部分地执行将磁体62安装在每个齿30的相关联凹槽70中的步骤。

这是由于，当两个磁轮20彼此分开时，侧向面68前的空间没有阻碍，因此要比两个磁轮20在轴14上安装在位更容易将磁体62的横向端部分62a横向地容纳在相关联凹槽70中。

此外，当每个凹槽70在相关联齿30的外轴向端30b和/或内轴向端30a处未露出时，不能将磁体62的横向端部分60a引入到相关联凹槽70中。

由此，安装磁体62的步骤包括安装磁体62的第一子步骤和安装磁体62的第二子步骤，在该第一子步骤期间，磁体62的一个横向端部分62a被容纳在两个齿30的一个的相关联槽70中，并且在第二子步骤期间，磁体62的另一横向端部分62a被容纳在另一齿30的相关联凹槽中。

通过使第二磁轮轴向地靠近第一磁轮来执行第二个子步骤，其中，磁体在第一子步骤期间已经被安装。

由此，利用大致呈梯形形状的齿，在第二轮相对于第一轮轴向运动期间，允许磁体安装在第二轮的凹槽中。

根据安装磁体62的步骤的一个实施例，安装磁体62的第一子步骤在将磁轮20、22安装在轴14上的步骤之前实施，并且安装磁体62的第二子步骤与将磁轮20、22安装在轴14上的步骤同时实施，此时，轮20、22彼此轴向地压靠。

在安装磁体62的第一子步骤和安装磁体62的第二子步骤之间的时间段期间，通过临时或永久的固定机构，磁体62被保持安装在相关联凹槽70中，例如通过使用法国专利FR-2.784.248所用类型的粘结剂。

如前所述及如图3和4所示，磁体62以微小的安装间隙容纳在凹槽70中。

现在，根据现有技术，两个凹槽70被同时加工，而且通过可以实现凹槽70彼此面对的正确定位的单个工具，因此容易地限制磁体62和每个凹槽底部72之间的间隙。

然而，根据本发明的制造方法，在将磁轮20、22安装在轴14上之前，两个凹槽70在彼此不同的操作期间被制造。

因此，根据本发明的方法包括调整每个磁轮20、22相对于彼此的轴向位置的步骤。

结合两磁轮20、22相对于彼此的角定位，磁轮20、22相对于彼此的轴向定位使得可以控制两个凹槽70底部72之间的横向距离，由此使得可以减少磁体62在齿中的横向间隙。

该调整步骤在将磁轮20、22安装在轴14上的步骤之前实施，并且该调整步骤包括加工每个磁轮20、22的至少一个内轴向端面，通过该轴向端面，轮20、22轴向地抵靠磁心的相对轴向端面。

根据图1和5所示的实施例，磁心包括两部分36a、36b，每个部分都与相关联磁轮20、22用一块材料制造，调整步骤包括分别加工磁心36的两部分36a、36b的相对内轴向端面74、76和162、164。

在此，这些面74、76-162、164都有径向的取向。

在将磁轮20、22安装在轴14上期间，磁心36的每一半的内部面74、76-162、164都轴向地彼此抵靠，由此允许轮20、22相对于彼此的轴向定位。

当然，该进入抵靠位置的步骤是在将线圈34安装到位后进行的。

接下来，这些轴向端面通过成形压机彼此压靠，以便允许磁通量通过磁心的理想流通。

该压机具有安装在端罩上的分度销，更准确地，安装在爪子26之间的自由空间中(见图2)。

根据轮20、22和磁心36的另一实施例(图7)，磁心36形成与磁轮20不同的单件。

磁心36包括两个外轴向端面170、172，每个磁轮20、22的端罩24的内部面抵靠各外轴向端面。在此，这些外部面具有径向取向。

在该变体中，一个磁轮20相对于另一个的轴向定位，是通过每个端罩24的轴向地抵靠磁心36相对外部面170、172的内部面实现的。

根据该其它变体，调整步骤包括加工磁心36的两个外部面和每个磁轮20、22的端罩24的相对内部面。

轴14由比轮20和磁心36硬的材料制成，使得在安装步骤期间，轴14的传动部分57在磁轮20的孔38和磁心36中割出沟痕，由此以非均匀的方式引起轮20、22的孔38沿径向方向塑性变形。该塑性变形使得不能获得磁轮20相对于轴14的旋转轴线的充分准确的同轴性，所以与磁体相关联的凹槽70可能相对于彼此径向地偏移。

此外，使轮轴向地彼此压靠所需的力不允许实现轮相对于彼此的准确轴向定位。

此外，轴的传动部分的锯齿纹不能完全沿轴向方向直着取向，这些锯齿一般绕着轴成螺旋状，这构成了一个缺陷。

因此，在将轴的传动部分配合到彼此压靠的磁轮期间，螺纹形式的锯齿纹导致在轴和每个轮的孔之间产生扭转应力，当轴向应力释放时，该扭转应力容易导致两个磁轮相对于彼此的相对转动。

为限制这样的问题，根据制造转子12的方法的另一方面，间接地执行将磁轮安装在轴上的步骤。

由此在一个实施例中，该制造转子12的方法包括将轴14安装在管状(图5和6)或阶梯形的(图7)至少一个中间套筒58、158中的步骤。套筒是由与磁轮20、22和磁心36相同的材料制造的。

这个将轴安装(在此为过盈配合)在套筒中的步骤导致套筒的塑性变形。

因此，在一个实施例中，该安装步骤在将轮20、22安装在套筒上之前的步骤实施，此外包括加工套筒58、158的至少一个外圆柱表面的子步骤，使得圆柱表面与轴14的主轴线同轴，以便补偿套筒塑性变形的后果。

该表面是光滑的，并因此允许磁轮和套筒58、158之间的容易的相对平移和旋转运动。

因此，中间套筒58、158包括一个或多个外部光滑部分，轮20、22的内周之后被紧密接触地安装在该一个或多个部分上，使得套筒径向地插置在轴14的每个被滚花的传动部分57和每个磁轮20、22的相关联孔38、37之间。

因此这种情况下，本方法在安装轴14的步骤之前还包括加工磁轮直径的步骤。

在该加工步骤期间，加工每个磁轮的外径和内径，特别地使得内孔38、37与中间套筒58、158的一个或多个外表面紧密接触。

该步骤在将线圈34安装在位之前执行。

因此，在将磁轮20、22安装在轴14上的步骤期间，轮被安装在本身就与轴14同轴的圆柱表面上。而且，将磁轮20、22安装在轴14上的步骤进行时不会使磁轮20、22或套筒产生变形，这使得可以保证磁轮20、22相对于轴14同轴，以及因此，凹槽70相对于彼此位于同一径向尺寸处。

因此，每个磁轮的内径和外径可以通过被润滑的刀具预先加工，而不会有损坏线圈34的危险，同时也增加了刀具的使用寿命。

该加工操作根据需要在凹槽70形成之前或之后完成。

该操作有利地在上述调整步骤之前或与之同时完成，在该调整步骤之后跟随有将线圈34安装在转子的磁心上的步骤。

在图5和6中，具有内孔59的中间套筒58是管状的，并且具有内部面162、164的形成为两个部分的磁心36以前述方式设置。在一个实施例中，这些面的至少一个设置有倒角用于辅助在套筒58上的安装。

因此，轮20、22的轴向定位是通过轮毂36的每个部分的相对面162、164实现的，并且孔38被延长以包括图1的孔37，使得每个轮20、22的内周与套筒58的外周紧密接触。

在该图中，轴14在后部具有挡圈114形式的轴肩(图1中未标出)。在安装轴14后，套筒58的后端抵靠在该挡圈114上，该挡圈114限制了轴14相对于套筒58的移动。

套筒58的前端被设计为抵靠图1的轴向地插置于套筒58和轴承50之间的筒状垫圈150。该垫圈150被轴14穿过。所以套筒58被设计为安装在挡圈114和垫圈150之间，使得减小磁轮20、22中的应力。

在图5中，该套筒是单件。在一变体中，套筒被分成一端接一端地安装的多个套筒。

以非限制的方式，套筒58用与轮20、22和磁心36相同的铁磁性材料制造。

当然，在图5至7中，转子12包括用于使磁轮20、22与中间套筒58、158旋转地固定的机构，该套筒在此本身也与过盈配合到套筒58、158的内孔中的轴14的传动部分57旋转地固定。

在图5和6中，每个磁轮20的中心孔38的外圆周边缘的至少一段圆弧包括倒角66(图5和6)。倒角能通过使套筒58的已变形部分材料进行卷边(crimping)来配合(accommodate)(图6)。该倒角66在相关端罩24的外轴向端面处露出，该外轴向端面分别与面162和164相反。

为此，套筒有利地用延性铁磁性材料制造，例如软铁，特别适于卷边加工。

此外，每个倒角66被两个径向端面在角度上限定，这两个端面使得磁轮20、22不能相对于套筒绕轴14旋转地运动。因此优选地，为了使每个磁轮和套筒旋转地固定，倒角66只在每个磁轮20、22的中心孔38的一段圆弧上延伸，而不是在孔38的整个圆周上延伸，从而通过套筒的卷边而变形的材料进入该圆弧。

在一变体中，至少存在两对径向面和两段填充有套筒58的材料的圆弧。

卷边还使磁轮20、24相对于套筒轴向地固定。

根据未示出的变体，倒角被槽口替代或补充。

根据未示出的变体，倒角在套筒58表面的每个轴向端的外边缘上，并且每个轮20、22被卷边到该倒角中。

根据未示出的又一变体，每个轮20、22通过焊接固定至套筒。由此，在套筒58和孔38的外边缘的圆周之间具有焊缝，优选地为连续的。

在图7中，套筒158的直径是阶梯变化的(tiered)，同时套筒158和磁心36为与轮20、22不同的单件。该磁心轴向地安装在磁轮20、22的端罩24之间。

该套筒158包含两个管状外套筒58。

每个套筒58在其外周都具有加工出来的柱形表面60，使得该表面与轴14的旋转轴线同轴。该表面60被设计为与相关磁轮的端罩24的内周紧密接触，来为磁轮定心。

这些管状套筒58被布置在具有更大径向尺寸(在此为更大的直径)的磁心36的各侧，使得在磁心36的轴向端处的轴肩170、172允许磁轮20和磁轮22的端罩24分别轴向地抵靠。轴肩170、172代替图5的面162、164。所以套筒158具有相对于套筒58径向凸伸的磁心36。

两个倒角176、178相应地在套筒58的外径向面和相关磁轮的端罩24中加工。由于倒角176、178，每个磁轮由此通过焊缝69固定。

在一变体中，该固定通过图6所示的卷边实现。

在本实施例中，端罩24可以具有减小的高度，套筒58具有更大的直径。

套筒158可以是标准件，并用于安装不同外径的磁轮。

出于描述的需要，转子12在此被描述为布置在交流发电机中。然而，转子12不仅限于此应用。

在所述实施例中，磁心36的外周是柱形的。在一变体中，它可以是其它形状，如矩形或多边形。

在根据图1的实施例制造的转子中，将磁轮直接安装在轴的传动部分上所需的力非常大。所以，与图5至7相比，两磁轮之间的轴向距离被较少地控制，并需要更大的公差带。

由于图5至7的教导，足以用于将磁轮20、22安装在它们外部光滑的中间套筒58、158上的力充分地减小以充分地减小该公差带。

在图1的转子中，需要在线圈的每个轴向端和每个磁轮的端罩之间设置更大的间隙。根据图5至7的教导制造的转子12使得可以实现磁轮20、22相对于彼此的更加精确的轴向定位。所以使得可以在两磁轮20、22之间安装更长的线圈34从而提高交流发电机的功率。

有利地，与根据图1的转子相比，图5至7的转子12的两轮20、22之间的轴向距离的精确度有所改进。所以可以提供尽可能占据磁心36外周和爪子26之间的空间的线圈34，特别是在图7所示的内容内。

与两磁轮之间的轴向长度相比，定子主体的轴向长度也能被更好地调整。

类似地，因为两磁轮20、22之间的轴向距离被更好地控制，根据图5至7教导的转子12可以在转子12的两端处设置更强力的风扇，而不增加交流发电机的轴向尺寸。所以图1的后风扇56在一变体中是包含两个重叠风扇的通风设备，例如如文件WO 2004/106748所述。

另一优势在于，可以减小交流发电机的轴向尺寸。

磁心的外径和转子的外径之间的比率可以被更好地控制。

概括起来，交流发电机的功率被更好地控制并且其损耗减少。

由于本发明，不需要改变转子12的轴14并且进而可以使用图5至7中的标准型轴14。更准确地，轴14在环42处具有减小的直径。由于中间套筒，施加在轴14的后部上的用于利用压机将其配合到套筒58、158中的力被减小。

应该理解的是，简单的机械变换可以得到本发明的不同变化实施例。例如，转子12包括多个套筒，例如两个套筒，这些套筒一端连一端地绕轴14设置而且每一个都与两个磁轮20中的一个相关联。

由于本发明，不存在损坏线圈34的危险，且磁体62能很好地保持在位。

由于本发明，能够以合适的方式调整磁体的长度，并且能够安装期望数量的磁体以便调整交流发电机的特性曲线。

所有结合都是可行的。例如，由于成形压机的分度销，安装磁性元件62的步骤的第二子步骤和将磁轮20、22安装在轴14上的步骤同时完成。

如图3所示，相邻齿的一个可以具有在端部30a、30b处未露出的凹槽，且另一齿的凹槽在端部30a、30b的至少一个处是露出的，或在两端都露出。

在一变体中，同一转子的磁体和相关联的凹槽可以具有不同尺寸，即不同的高度和/或长度和/或宽度，使得优化旋转电机的特性曲线(电流作为轴转速的函数)。

如说明书和附图所示，例如通过至少一个中间套筒，将磁轮安装在轴上使得可以实现在将磁轮间接安装在轴上的步骤之前加工的凹槽的更好的定位。

Claims

1.一种制造用于旋转电机的爪形转子(12)的方法，该爪形转子包括中心轴(14)和两个磁轮(20、22)，每个磁轮(20、22)相对于所述中心轴(14)的主轴线大致径向地延伸，并在每个磁轮的外周包括一系列大致为梯形形状的齿(30)，这些齿(30)沿另一磁轮(22)的方向轴向地延伸，所述方法包括：

-将所述磁轮(20、22)安装到所述轴(14)上的步骤，使得一个磁轮(20、22)的每一齿(30)位于另一磁轮(20)的两个连续齿(30)之间存在的空间中；

-加工分别属于两个磁轮(20、22)的两个相邻齿(30)的相对侧向面(68)的步骤，该步骤包括在每个侧向面(68)中加工轴向凹槽(70)；

-将磁性元件(62)安装在所述两个相邻齿(30)之间的步骤，使得该磁性元件(62)部分地容纳于被加工在所述两个相邻齿(30)的相对侧向面(68)中的轴向凹槽(70)内，

其特征在于，加工所述两个相邻齿(30)的侧向面(68)的所述步骤在将磁轮(20、22)直接或间接地安装在所述轴(14)上的步骤之前执行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工步骤包括在相关联齿(30)的侧向面(68)中加工所述凹槽(70)，使得该凹槽(70)在该相关联齿(30)的至少一个轴向端(30a、30b)处未露出。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工步骤包括加工相关联齿(30)的每个侧向面(68)，使得所述凹槽(70)在该相关联齿(30)的外轴向端(30b)处未露出，在该外轴向端处，该相关联齿(30)连接至相关联磁轮(20、22)的外径向端边缘。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工步骤包括在相关联齿(30)的侧向面(68)中加工所述凹槽(70)，使得该凹槽(70)在该相关联齿(30)的两个轴向端(30a、30b)处都未露出。

5.如权利要求2至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述加工通过铣削加工进行。

6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，安装所述磁性元件(62)的步骤包括第一子步骤和第二子步骤，在该第一子步骤中，将该磁性元件(62)安装于被加工在所述两个相邻齿(30)的第一齿(30)的侧向面(68)中的轴向凹槽(70)内，在该第二子步骤中，将该磁性元件(62)安装于被加工在所述两个相邻齿(30)的第二齿(30)的侧向面(68)中的轴向凹槽(70)内。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，安装所述磁性元件(62)的步骤的所述第一子步骤在将所述磁轮(20、22)直接或间接地安装在所述轴(14)上的步骤之前执行。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，安装所述磁性元件(62)的步骤的所述第二子步骤与将所述磁轮(20、22)直接或间接地安装在所述轴(14)上的步骤同时执行。

9.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括调整每个磁轮(20、22)相对于另一磁轮(20、22)的轴向位置的步骤，该步骤包括加工每个磁轮的内径向面(74、76-162、164)。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，加工所述内径向面(74、76-162、164)的步骤在将所述磁轮(20、22)直接或间接地安装在所述轴(14)上的步骤之前执行。

11.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括将所述轴(14)安装在至少一个中间套筒(58、158)中的步骤；所述磁轮(20、22)被安装以便固定在所述中间套筒(58、158)上。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述轴(14)安装在所述中间套筒(58、158)的步骤在将所述磁轮(20、22)安装在所述中间套筒(58、158)上的步骤之前执行。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括在将所述磁轮放在所述中间套筒(58、158)上适当位置之前加工每个磁轮的外径和内径的步骤。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述磁轮(20、22)安装在所述中间套筒(58、158)上的步骤包括将每个磁轮(20、22)配合到所述中间套筒(58、158)的外圆柱表面上。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述中间套筒(58)在形式上是管状的。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述中间套筒(158)是阶梯形的并且包括两个位于磁心(36)的各侧的管状套筒(58)，该磁心具有更大的径向尺寸。

17.如权利要求16所述的方法，其中，将所述磁轮(20、22)安装在所述阶梯形中间套筒(158)上的步骤包括将所述磁轮(20、22)轴向地设置在磁心(36)的各侧，使得每个磁轮(20)的内轴向端面轴向地抵靠所述磁心(36)的相对的径向相关联轴向端面(170、172)。

18.一种通过如权利要求1至17中任一项所述的方法获得的用于旋转电机的转子(12)，其特征在于，每个凹槽(70)在相关联齿(30)的至少一个轴向端(30a、30b)处未露出，每个磁轮(20、22)包括中心孔(38)，用于使该磁轮经由至少一个中间套筒(58、158)与所述轴(14)同轴地定位，所述轴(14)被配合到该至少一个中间套筒(58、158)中，并且该至少一个中间套筒(58、158)配合到每个轮的所述孔(38)中。

19.如权利要求18所述的转子(12)，其特征在于，至少一个凹槽(70)在该相关联齿(30)的两个轴向端(30a、30b)处未露出。