CN102484400B - 用于电动机的定子、电动机以及用于制造用于电动机的定子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动机的定子，其带有由关于电机轴线(2)轴向分层的定子片(3)构成的基体(1)并且带有数个支承定子绕组(4)的、框状的线圈体(5)，其线圈横截面(6)大致指向电机轴线(2)。提出，线圈体(5)为了其装配可相对于端部位置首先倾斜地安放到基体(1)的线圈体容纳部(7)上且然后可取向到端部位置中且这样进行布置，使得该取向伴随有定子片(3)的轴向张紧。

Description

用于电动机的定子、电动机以及用于制造用于电动机的定子的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电动机的定子、一种带有这样的定子的电动机以及一种用于制造这样的定子的方法。
背景技术
在讨论中的定子与电动机相关联且与转子共同起作用。定子通常完全用于产生引起转子旋转的磁场。
为了产生上述磁场，定子装备有数个布置在定子的基体上的定子绕组。基体由分层的(geschichtet)定子片构成且一方面用于由定子绕组所产生的磁通的传输且另一方面用于定子绕组的机械容纳。基体(其通常设计成所谓的定子星(Statorstern))通常又与轭组(Jochpaket)共同起作用。轭组负责确保封闭的磁通。
已知的定子(DE 199 61 339 A1)(本发明由其出发)示出上面所提及的构造。此处，定子绕组布置在数个框状的线圈体上，其中，线圈体的线圈横截面大致指向电机轴线。线圈体被插到设计为定子星的基体上。在此，线圈体相应具有横截面狭窄部，以便引起线圈体在定子星上的锁止。由此基体与线圈体一起的预装配是可能的。
对于已知的定子该事实是不利的，即，基体与线圈体之间的机械连接在轴向上是不足够的。尤其对于在预装配的范围中定子的手操纵，缺乏的轴向固定并不少见地导致不期望的错误定位直至导致各个定子片的松开。
上述情况可由此来改善直至一定程度，即，通过冲弯技术制造的连结在定子片之间设置有一定的径向的形状配合，其反作用于定子片彼此的相对运动。然而在缺乏轴向固定的情况下，由此也不能达到令人满意的结果。
此外，对于已知的定子产生该问题，即，对于受公差影响的定子片不能排除，即在片之间产生气隙，其负面地影响磁通的所期望的引导。
发明内容
本发明基于该问题，这样设计和改进已知的定子，使得可装配性在电动机的可再现的运转特性的意义上被优化。
上述问题通过根据本发明的定子来解决。
重要的是，在相应的设计中线圈体在基体处的装配已经可伴随有定子片的轴向张紧。具体设置成，线圈体为了其装配可相对于端部位置首先倾斜地安放到基体的线圈体框架上且然后可取向到端部位置中。在此这样进行布置，使得该取向(Ausrichten)伴随有定子片的轴向张紧。在相应的杠杆比的情况下，在较小的、待施加的取向力(Ausrichtkraft)的情况下可以利用相当显著的张力实现定子片的轴向张紧。
在优选的设计方案中，取向时的取向力到张力的转化由此以简单的方式实现，即在线圈体处在框架内侧相应设置有对应的摆动凸轮。在线圈体的长形的设计中由此可实现最佳的杠杆传动比。
为了公差补偿并且/或者为了将线圈体固定在端部位置中，根据本发明的一种优选的设计方案提出，线圈体尤其在与摆动凸轮轴向相对的框架内侧处柔性地设计且尤其具有挤压肋(Quetschrippe)。柔性在轴向相对的框架内侧中的仅一个上的实现具有该优点，即，非柔性的框架内侧确保线圈体的限定的轴向位置。非柔性的框架内侧那么优选地处于定子的联接侧或者接通侧上。
根据另一使得到独立的意义的教导，上述的问题通过根据本发明的电动机来解决。
提议的电动机装备有上述的定子且此外具有通用的部件如轭组等。允许完全参照对提议的定子的实施方案。
根据另一同样使得到独立的意义的教导，上述的问题通过根据本发明的方法来解决。
对于提议的方法重要的是该事实，即线圈体为了其装配相对于端部位置被首先倾斜地安放到基体的线圈体容纳部上且然后被取向到端部位置中且该取向伴随有定子片的轴向张紧。
适合于进一步说明上述方法的对提议的定子的所有实施方案就此而言相应适用。
附图说明
接下来根据实施例对本发明作进一步说明。其中：
图1 显示了带有在端部位置中的线圈体(右)且带有在倾斜地安放的状态中的线圈体(左)的提议的定子，
图2 显示了带有在装配状态中的线圈体的根据图1的定子，
图3 以沿着在图1中竖直取向的剖面的剖视图显示了根据图1的定子，
图4 以详细视图显示了根据图1的线圈体的上部的框架截段以及
图5 以详细视图显示了根据图1的线圈体的下部的框架截段。
具体实施方式
示出的用于电动机的定子通常与未示出的转子共同起作用。基本的工作原理在说明书的开头部分中进行说明。此外，定子关联有同样未示出的轭组。对此也可参照说明书的开头部分。
上述电动机优选地应用在机动车中。特别优选地是电气转向驱动的应用领域或电气制动系统的应用领域。
定子具有基体1，其关于电机轴线2旋转对称地设计。基体1由关于电机轴线2轴向分层的定子片3构成。定子片3在图1和3中仅局部地显示。
为了反作用于定子片3的径向移动，此处且优选地设置成，定子片3在冲弯技术上径向上形状配合地彼此相连结。这在示出的实施例中通过根据槽(Durchzug)类型的对应的造型3a来实现。
定子具有支承数个定子绕组4的、框状的线圈体5。定子绕组4仅在图3中对于右边的线圈体5显示。线圈横截面6大致指向电机轴线2。此处且优选地，线圈体5和由此定子绕组4在定子的圆周上均匀分布地布置。为了更好的可表示性，在图1和2中仅显示了两个线圈体5(图1)或者一个线圈体5(图2)。
与线圈体5的上述应用相联系的优点是该事实，即在线圈体5被安放到基体1上之前，定子绕组4可被安装到线圈体5上。这在生产技术上是有利的。
然而对于在附图中示出的定子重要的是该事实，即线圈体5可以以特别有利的方式来装配。为了装配，线圈体5即可相对于在图2中示出的端部位置首先倾斜地安放到基体1的线圈体容纳部7上。该倾斜的安放在图1中在左边示出。接下来，线圈体5可取向到端部位置中。该取向相应地是线圈体5从在图1中在左边示出的预装配位置到在图2中示出的端部位置的运动。
当前特别重要的是该事实，即这样进行布置，使得线圈体5的上述的取向伴随有定子片3的轴向张紧。这如何具体地实现在下面作进一步详细说明。
定子的基体1优选地是定子星，在其中线圈体容纳部7此外关于电机轴线2大致星形地从基体1突出。线圈体容纳部7在这样的布置中也被称作“极”。
线圈体5最初安放到线圈体容纳部7上优选地在关于电机轴线2径向的方向上实现，其中，该取向优选地相应伴随有围绕对应的摆动轴线8的摆动运动。最好地可从图3中的图示得出，相应的摆动轴线8此处且优选地大致垂直于电机轴线2取向。
此外可从图3中的图示得出，在最初安放线圈体5时线圈横截面6相对于电机轴线2相应地安装。在根据图3的图示中，这通过定位角(Anstellwinkel)α来说明。在端部位置中(即在装配状态中)，线圈体横截面6那么大致平行于电机轴线2延伸。
现在有趣的是该事实，即在示出的且就此而言优选的实施例中在最初安放线圈体5时无论如何线圈体5的轴向相对的框架内侧9、10除了一定的装配间隙之外大致形状配合地与线圈体容纳部7相接合。在图3中对于左边的、倾斜地安放的线圈体5示出该形状配合。由该图示得出，线圈体5到端部位置中的取向伴随有线圈体5在基体1上的弯斜(Verkanten)且最终伴随有定子片3的张紧。
对于获得较高的张力特别有利的是该事实，即线圈体5长形地设计且在端部位置中大致平行于电机轴线2延伸。在此，线圈体容纳部7相应地优选地大致方形地设计。
上述的形状配合虽然是值得期望的，但不一定是必需的。重要的是，一方面线圈体5的造型且另一方面基体1在线圈体5的取向期间导致定子片3的上述的张紧。这例如可由此实现，即线圈体5的轴向相对的框架内侧9、10中的一个具有摆动凸轮11，线圈体5在基体1上取向时在摆动凸轮11上滚压(Abwalzen)。在此其此处且优选地这样，使得摆动凸轮11在取向时对于摆动运动确定摆动轴线8的位置。在示出的且就此而言优选的实施例中设置有上述的摆动凸轮11，其可在图3和4中良好地辨认出。同时在倾斜安放时存在线圈体5与基体1之间的上面所提到的形状配合，其原理上如所说明的那样也可被取消。
应指出的是，线圈体5围绕摆动轴线8的上述的摆动运动也应包括与理想的摆动运动的偏差，其根据摆动凸轮11的设计可更大地或更小地得出。
摆动凸轮11在示出的且就此而言优选的实施例中布置在相应的框架内侧9的关于电机轴线2径向上在外的区域处。通过摆动凸轮11的该偏心的布置尤其能够实现，在线圈体容纳部7上的线圈体5在摆动凸轮11上的滚压此外导致具有摆动凸轮11的框架内侧9(此处该框架内侧9的与摆动凸轮11相邻的部分9a)相对于基体1的轴向的提高且因此导致定子片3的张紧。
上述的摆动凸轮11原理上也可设置在基体1处。例如，相应的摆动凸轮11可在冲弯技术上从定子片3压出。
可由图3中的图示得出，在那里为了线圈体5的取向，大致径向的取向力A被从外面施加到其远离摆动轴线的框架截段上，该力产生合成的、由远离摆动轴线的框架截段作用到基体1上的张力S。由图3中的图示尤其得出，关于摆动轴线8，与取向力A相关联的杠杆臂a明显大于与张力S相关联的杠杆臂s。尤其地，杠杆臂a、s之间的因子大于2、尤其大于3。因此可以利用相对较小的取向力A产生较高的作用到基体1上的张力S。
图3也显示，与摆动凸轮11相对的框架内侧10具有另一凸轮13，其在下面被称作“夹紧凸轮”。两个凸轮11、13关于电机轴线2径向上彼此偏移地布置，由此得到线圈体5的倾斜的可安放性。
为了公差补偿并且/或者为了固定线圈体5优选地设置成，线圈体5的取向伴随有基体1和/或相应的线圈体5的塑性的和/或弹性的变形。此处且优选地这样，使得线圈体5无论如何在与摆动凸轮11相对的框架内侧10处为了公差补偿并且/或者为了将线圈体5固定在端部位置中柔性地设计，尤其具有挤压肋13。在示出的且就此而言优选的实施例中，夹紧凸轮13相应地设计成挤压肋。然而也可考虑的是，附加地或替代地摆动凸轮11设计成挤压肋。
利用提议的解决方案可实现，根据设计尤其由定子片3构成的基体1和/或线圈体5的弹性特性可被利用，以便补偿在定子的使用寿命上出现的轴向公差。就此而言确保定子的较高的使用寿命。
还应指出的是，提议的张紧特别在示出的且就此而言优选的实施例中是有利的。此处即设置成，不是每个定子片3构成环形的圈。例如可设置成，仅三分之一的定子片3构成环形的圈，使得非环形的定子片3在基体1中构造相应的开口，其用于磁通的优化的引导。因为构造上述开口的定子片3与环形的定子片3相比不具有固有稳定性，所以此处可靠的轴向张紧是特别重要的。就此而言，提议的解决方案此处完全是特别有利的。
根据另一使得到独立的意义的教导，要求保护带有上述定子的电动机。允许完全参照对提议的定子的上述的实施方案。
根据另一同样使得到独立的意义的教导，要求保护用于制造这样的定子的上面所描述的方法。同样允许参照上述的实施方案。

Claims (22)

1.一种用于电动机的定子，其带有由关于电机轴线(2)轴向分层的定子片(3)构成的基体(1)并且带有数个支承定子绕组(4)的、框状的线圈体(5)，其中，线圈横截面(6)大致指向所述电机轴线(2)，其特征在于，所述线圈体(5)为了其装配能够相对于端部位置首先倾斜地安放到所述基体(1)的线圈体容纳部(7)上且然后能够取向到所述端部位置中且这样进行布置，使得所述取向伴随有所述定子片(3)的轴向张紧，其中，所述取向相应地伴随有围绕相应的摆动轴线(8)的摆动运动，其中，所述相应的摆动轴线(8)大致垂直于所述电机轴线(2)取向，且其中，所述线圈体(5)的轴向相对而置的框架内侧(9, 10)中的一个相应地具有摆动凸轮(11)，所述线圈体(5)在所述基体(1)上取向时在所述摆动凸轮(11)上滚压。
2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述线圈体容纳部(7)关于所述电机轴线(2)大致星形地从所述基体(1)突出。
3.根据前述权利要求1至2中任一项所述的定子，其特征在于，在最初安放所述线圈体(5)时所述线圈横截面(6)相对于所述电机轴线(2)相应调整，并且/或者，在所述端部位置中所述线圈横截面(6)大致平行于所述电机轴线(2)延伸。
4.根据前述权利要求1至2中任一项所述的定子，其特征在于，在最初安放所述线圈体(5)时，所述线圈体(5)的轴向相对而置的框架内侧(9, 10)大致形状配合地与所述线圈体容纳部(7)相接合。
5.根据前述权利要求中1至2任一项所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)长形地来设计且在所述端部位置中平行于所述电机轴线(2)延伸。
6.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，在相应的所述线圈体容纳部(7)上的所述线圈体(5)在所述摆动凸轮(11)上的滚压导致具有所述摆动凸轮(11)的框架内侧(9)相对于所述基体(1)的轴向的提高且因此导致所述定子片(3)的张紧。
7.根据前述权利要求1至2中任一项所述的定子，其特征在于，为了取向而施加到远离摆动轴线的框架截段上的取向力(A)引起产生的、由所述远离摆动轴线的框架截段作用到所述基体(1)上的张力(S)。
8.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，关于所述摆动轴线(8)，与所述取向力(A)相关联的杠杆臂(a)大于与所述张力(S)相关联的杠杆臂(s)。
9.根据前述权利要求1至2中任一项所述的定子，其特征在于，与所述摆动凸轮(11)轴向相对的框架内侧(10)具有夹紧凸轮(13)且两个所述凸轮(11, 13)关于所述电机轴线(2)径向上彼此偏移地布置。
10.根据前述权利要求1至2中任一项所述的定子，其特征在于，所述取向伴随有所述基体(1)的和/或相应的所述线圈体(5)的塑性的和/或弹性的变形。
11.根据权利要求9所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)在与所述摆动凸轮(11)轴向相对的所述框架内侧(10)处为了公差补偿并且/或者为了将所述线圈体(5)固定在所述端部位置中柔性地来设计。
12.根据前述权利要求中1至2任一项所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)长形地来设计且在所述端部位置中平行于所述电机轴线(2)延伸，其中，所述线圈体容纳部(7)大致方形地来设计。
13.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)的轴向相对而置的框架内侧(9, 10)中的一个相应地具有摆动凸轮，所述线圈体(5)在所述基体(1)上取向时在所述摆动凸轮上滚压，其中，所述摆动凸轮(11)为了所述摆动运动(12)在取向时确定所述摆动轴线(8)的位置。
14.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)的轴向相对而置的框架内侧(9, 10)中的一个相应地具有摆动凸轮，所述线圈体(5)在所述基体(1)上取向时在所述摆动凸轮上滚压，其中，所述摆动凸轮(11)为了所述摆动运动(12)在取向时确定所述摆动轴线(8)的位置，且其中，所述摆动凸轮(11)布置在相应的所述框架内侧(9)的关于所述电机轴线(2)径向上在外的区域处。
15.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，关于所述摆动轴线(8)，与所述取向力(A)相关联的杠杆臂(a)大于与所述张力(S)相关联的杠杆臂(s)，其中，所述杠杆臂之间的因子大于2。
16.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，关于所述摆动轴线(8)，与所述取向力(A)相关联的杠杆臂(a)大于与所述张力(S)相关联的杠杆臂(s)，其中，所述杠杆臂之间的因子大于3。
17.根据权利要求9所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)在与所述摆动凸轮(11)轴向相对的所述框架内侧(10)处为了公差补偿并且/或者为了将所述线圈体(5)固定在所述端部位置中柔性地、可塑性变形地来设计。
18.根据权利要求9所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)在与所述摆动凸轮(11)轴向相对的所述框架内侧(10)处为了公差补偿并且/或者为了将所述线圈体(5)固定在所述端部位置中柔性地、可塑性变形地来设计且具有挤压肋(13)。
19.根据权利要求9所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)在与所述摆动凸轮(11)轴向相对的所述框架内侧(10)处为了公差补偿并且/或者为了将所述线圈体(5)固定在所述端部位置中柔性地、可塑性变形地来设计且具有挤压肋(13)，其中，所述摆动凸轮(11)和/或所述夹紧凸轮(13)可塑性变形地来设计。
20.根据权利要求9所述的定子，其特征在于，所述线圈体(5)在与所述摆动凸轮(11)轴向相对的所述框架内侧(10)处为了公差补偿并且/或者为了将所述线圈体(5)固定在所述端部位置中柔性地、可塑性变形地来设计且具有挤压肋(13)，其中，所述摆动凸轮(11)和/或所述夹紧凸轮(13)可塑性变形地来设计且具有挤压肋(13)。
21.一种电动机，带有根据权利要求1至20中任一项所述的定子。
22.一种用于制造用于电动机的定子的方法，所述定子带有由关于电机轴线(2)轴向分层的定子片(3)构成的基体(1)且带有数个支承定子绕组(4)的、框状的线圈体(5)，其中，所述定子绕组(4)的线圈横截面(6)大致指向所述电机轴线(2)，其特征在于，所述线圈体(5)为了其装配相对于端部位置首先被倾斜地安放到所述基体(1)的线圈体容纳部(7)上且然后被取向到所述端部位置中且所述取向伴随有所述定子片(3)的轴向张紧，其中，所述取向相应地伴随有围绕相应的摆动轴线(8)的摆动运动，其中，所述相应的摆动轴线(8)大致垂直于所述电机轴线(2)取向，且其中，所述线圈体(5)的轴向相对而置的框架内侧(9, 10)中的一个相应地具有摆动凸轮(11)，所述线圈体(5)在所述基体(1)上取向时在所述摆动凸轮(11)上滚压。
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