CN102884715B - 用于制造电机的方法 - Google Patents
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Abstract
在一种用于制造具有容纳在电机壳体中的定子的电机的方法中，为了装配，首先将电机壳体加热到一个连接温度。接下来将定子插入电机壳体中，其中，附加地，将定子的外壳与电机壳体的内侧面相粘接。
Description
本发明涉及一种用于制造电机的方法。
现有技术
由DE10261617A1已知一种电机，其在实施成定子包的定子中具有可转动地支承的转子，通过在定子中产生电磁交变场来驱动转子。定子包容纳在电机壳体中并且借助于弹性的夹紧机构与电机壳体夹持在一起。夹紧机构允许与当前的热膨胀相独立地在定子和壳体之间形成恒定的牢固的连接。
按照DE10261617A1，在定子和电机壳体之间的连接也可以通过收缩工艺来实施，其中，加热轻金属制成的电机壳体并且在加热状态下插入定子包。在冷却期间，壳体收缩并且由此牢固地支承在定子上。但是在此处的缺陷是必须以高的压配合进行工作，以便在所有运行状态下保证定子和电机壳体之间的可靠的固定。但是高的压配合尤其是在壳体在低的温度下进一步收缩情况下会导致应力过高，其可以造成壳体断裂的后果。
作为在定子和电机壳体之间的另外的连接技术，在DE10261617A1中列举了螺纹拧接，夹持，粘接和焊接。
本发明的公开
本发明的目的在于以简单的措施在定子和电机壳体之间形成牢固的连接，其中，该连接应该不仅具有高的机械强度而且具有热稳定性。
按照本发明，该目的通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求给出一些有利的改进方案。
本发明的第一方面涉及一种用于制造具有容纳在电机壳体中的定子的电机方法，其中，电机通常实施成内转子电机并且在定子中可转动地支承着转子，该转子通过产生电磁交变场被驱动。为了装配定子和电机壳体，首先将电机壳体加热到一个给定的连接温度，接下来将定子插入电机壳体中。由于加热，电机壳体膨胀，由此在电机壳体内部中的、被设置用于容纳定子的容纳区尤其在径向上扩大。因此定子可以在无作用力下或至少仅以很小的力下插入电机壳体中或者将电机壳体放置到定子上。电机壳体随着冷却而收缩，由此定子沿径向被夹持在电机壳体中。
除了通过收缩工艺的连接外，附加地，将定子与电机壳体相粘接。粘接材料位于定子的外壳上和/或电机壳体的内侧面上并且促成在定子和电机壳体之间的附加的连接。
该方法具有各种优点。一方面可以在整个温度使用范围上，其例如在负40°和120℃之间，保证在轴向上和在周向上在定子和电机壳体之间的牢固的连接。在上部温度区域中主要是粘接连接起作用，因为由于电机壳体的热膨胀，定子和电机壳体之间的机械保持力减小。相反，在下部温度区域中，通过电机壳体的收缩(压配合)形成的机械保持力起作用的程度比粘接连接更大。通过收缩形成的机械保持力和通过粘接形成的连接力由此可以分别地适配于一定的温度范围，从而可以以较大的公差和/较小的压配合实施收缩并且相应地其结果是尤其在很低的温度下在电机壳体中具有较小的应力。
该方法的另一个优点在于节省时间和能量。与现有技术中的实施例相比较，原则上，为了收缩过程，不太强烈地加热电机壳体就足够了，因为由于较小的需要的重叠/挤压，电机壳体的较小的受热膨胀就足够用于插入定子。与较高的连接温度相比，不仅到较低连接温度的加热而且随后的冷却都在较短时间间隔中进行，此外要求的能量消耗较少。
按照一个有利的实施例规定如此地选择连接温度，使得定子在没有压配合的情况下被推入电机壳体中，从而定子实际上是不受力的并且存在一个零毫米的（nullMillimetern）径向的配合重叠（Passungsüberdeckung）。必要时甚至可以在定子的外壳（外侧面）和电机壳体的内侧面之间存在一个较小厚度的环形间隙。在电机壳体收缩期间这种环形间隙被完全消除。
按照另一个方面规定，在正常温度下，定子以压配合容纳在电机壳体中，并且是独立于位于定子的外壳上的粘接层。由此保证至少在中等和更低的温度下在定子和电机壳体之间存在具有高的机械强度的连接。
连接温度例如为120°。电机壳体被加热到这个温度上。在定子和壳体之间的配合在此情况下是如此选择的，即接着可以将定子在不受力的情况下或者在至少近似无作用力的情况下插入电机壳体中。该插入是在轴向上进行的，最好与叠加的、在定子和电机壳体之间的相对转动运动组合地进行，这具有好处，即位于定子的外壳上的粘接材料被均匀地分布并且减小可在定子插入电机壳体中期间被刮掉的危险。此外，通过粘接剂与被加热的电机壳体接触，实现快速的时效硬化。
原则上有利的是，定子在它的整个外壳上与电机壳体的内侧相粘接。但是必要时这样的情况也可以是足够的，即定子的外壳或者仅仅在一个轴向的部分长度上或者在周向上分段地或以两者的组合方式设置粘接材料。除了在定子的外侧面上施加粘接材料外，附加的或备选地，也在电机壳体的内侧面上或两者的组合上考虑该施加。
本发明的另一个方面涉及一种电机，它可以按照前述方法进行制造。但是原则上也可以考虑独立于该方法来装配的电机。电机包括容纳在电机壳体中的定子，其中，在电机作为内转子电机的实施例中，转子可转动地支承在定子中。在定子和环绕的电机壳体之间的连接这样地实施，使得定子在第一轴向的部分长度上以压配合被容纳在电机壳体中并且在另一个、第二轴向的部分长度上与电机壳体粘接起来。在该实施例中，在借助于压配合的机械连接和通过粘接的连接之间实现一种几何结构上的分配。这两种连接方式延伸在定子的或电机壳体的不同的轴向的部分长度上。这能够通过压配合在室温下就已经固定住定子并且在轴向上以及径向上将定子定位在电机壳体中。通过粘接，实现一种持久的连接，其保证在温度工作范围内具有足够的强度和耐抗性。
原则上不需要围绕装配过程而加热电机壳体。同样可能的和有意义的是，进行加热并且利用随后的收缩和与粘接相结合来改善在定子和电机壳体之间的机械连接。
按照一个有利的改进方案规定，在其上进行粘接的那个轴向的部分长度的区域中，在定子的外周面和电机壳体的内侧面之间形成环形间隙。该环形间隙用于容纳粘接材料并且尤其完全地用粘接材料填满。环形间隙可以以高的尺寸精度制造，从而在径向上测量的粘接间隙厚度不仅在整个圆周上而且在粘接的轴向长度上是始终一致地准确的。在改善了粘接部的质量或强度。此外可以实现定子在电机壳体中的精确的位置定向（径向定位）。
粘接剂可以不仅在连接之前而且在连接之后才施加到或引入到定子上和/或环形间隙中。对此的决定除了其它方面外取决于粘接剂的粘度和环形间隙厚度。
按照一个有利的实施例规定，在其上实施在定子和电机壳体之间的压配合的那个轴向的部分长度不是用于在定子和电机壳体之间传递力，而基本上只是用于在装配过程期间将定子固定在/定位在电机壳体内部。因此，将具有压配合的轴向部分长度实施得比具有粘接的轴向部分长度较短就足够了。例如考虑小于1:4的尺寸比例，从而具有压配合的轴向部分长度为比具有粘接的轴向部分长度小25%。
按照另一个有利的实施例，在电机壳体的内侧面处，在压配合的区域中形成一个环绕的环形槽，它形成用于定子的轴向止挡。环形凸肩方便了装配，因为定子可以轴向地一直到环形凸肩上止挡处被插入到电机壳体中。
由权利要求书，附图说明和附图中可以获知其它的优点和有利的实施例。附图中所示:
图1是通过具有容纳在电机壳体中的定子的电机的截面图，
图2是电机的定子的单独视图，
图3是通过具有容纳在电机壳体中的定子的电机在另一个实施例中的截面图。
在附图中相同的部件采用相同的附图标记。
图1显示了通过电机1的截面图，该电机可以用于机动车领域，例如用于助力转向，其中，也可以考虑在机动车领域外的应用，例如作为用于工具机的驱动马达。电机1具有位于电机壳体2中的定子3，它设计成内转子电机并且包围可转动地支承的转子。通过产生电磁交变场将转子置于转动中。
如从图1中以及按照图2的定子3的单独视图中可以看见的，定子3由多个在圆周上分布地布置的、单个的支承齿4组成，它们分别是线圈5的支撑体。支承齿4和线圈5各平行于电机纵轴线6延伸。
为了装配电机1，必须将定子3如用箭头7示出的那样沿着轴向插入电机壳体2中的容纳口中。首先，最后由轻金属制成的电机壳体2被加热，直到连接温度，其例如为120℃。在达到连接温度之后将定子3插入到电机壳体2里面或将电机壳体2推移到定子3上面。在定子3外壳区域中的直径和在电机壳体2中的内径相互被如此地协调匹配，使得当电机壳体2以及达到连接温度时定子3可以没有挤压地，即在无作用力下被插入电机壳体2中。随着冷却，电机壳体2沿着径向而收缩，从而通过收缩而在电机壳体2内侧和定子3周面之间形成牢固的机械连接。
在定子3的外壳8上设置有粘接层9，用于除了通过电机壳体2的收缩形成的机械连接以外还附加地在定子和电机壳体之间实现粘接连接。粘接剂例如是厌氧粘接材料。该厌氧粘接材料在将定子3插入电机壳体2中之后由电机壳体的升高的温度而迅速时效硬化。
优选通过轴向的插入运动与在电机壳体和定子之间的相对转动的叠加来实施将定子3插入电机壳体2中。通过转动运动，在粘接层9中的粘接材料被再次均匀地分布在定子3的外壳8上，由此减小在将定子插入电机壳体中时粘接材料被刮掉地危险。此外，由此实现定子的更高的定位精度。
附加地或备选地，除了将粘接材料施加到定子的外壳8上，可能合适的是，将粘接材料施加到电机壳体2的内侧上。
在图3中示出了电机1的另一个实施例。定子3插入电机壳体2中，其中，仅仅在应该轴向的部分长度l1上形成在定子和电机壳体之间的压配合。相反，在较大的部分长度l2，在定子3的外壳8和电机壳体2的内侧之间存在环形间隙10，其中，环形间隙10被填充粘接层9，通过该粘接层在定子和电机壳体之间传递最大部分的连接力的。环形间隙10的径向厚度，除了其它方面以外，取决于使用的粘接剂的粘度。
定子3以压配合被保持在电机壳体2中所用的部分长度l1显著地短于带有包含在其中的粘接层9的环形间隙10的第二部分长度l2。部分长度l1的任务仅仅在于，在装配期间将定子3暂时地固定在电机壳体2内部，从而在周向上具有始终不变的环形间隙10。轴向的部分长度l1最好不大于轴向的部分长度l2的25%。
在压配合的区域中，在电机壳体2的径向内侧处形成环形凸肩11，定子3的棱边顶接在该环形凸肩处。环形凸肩11的沿径向向内延伸的部段形成用于定子的轴向止挡。环形凸肩11的沿轴向延伸的部段为了压配合用于在径向上卡住定子3。
可以在室温下实施将定子3插入到电机壳体2中。但是原则上也可以加热电机壳体2，直到一个连接温度以及在推入定子之后的收缩，以便用提高的夹持力将定子固定在电机壳体中的希望的位置上。
粘接层9的引入或涂覆不仅可以在将定子3插入电机壳体2中之前也可以在定子已经插入的状态下实施，这取决于一些参数，诸如环形间隙10的径向厚度和粘接剂的粘度。
Claims (9)
1.电机，具有定子(3)，所述定子在一个轴向部分长度上以压配合被容纳在电机壳体(2)中，其特征在于，所述定子在另一个轴向部分长度上与电机壳体(2)相粘接，其中，在所述具有粘接的轴向部分长度的区域中，在定子(3)的外侧面和电机壳体(2)的内侧面之间形成有用于容纳粘接剂的环形间隙(10)，在电机壳体(2)内侧面处，在压配合的区域中，形成在马达壳体(2)的内侧面的整个圆周上环绕的环形凸肩(11)，它形成用于定子(3)的轴向止挡，所述定子以其轴向端面在一个轴向端部上紧靠所述环绕的环形凸肩（11）的轴向止挡。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述具有压配合的轴向部分长度短于所述具有粘接的轴向部分长度。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述具有压配合的轴向部分长度小于所述具有粘接的部分长度的25%。
4.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的电机的方法，所述电机具有容纳在电机壳体(2)中的定子(3)，其中，为了装配，首先将电机壳体(2)加热到一个连接温度并且接着将定子(3)插入电机壳体(2)中并且附加地将定子(3)的外壳(8)与电机壳体(2)的内侧面相粘接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述连接温度下，定子(3)被无压配合地推入电机壳体(2)中。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在正常温度下，定子(3)以压配合容纳在电机壳体(2)中。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述连接温度至少为120°C。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，定子(3)在它的整个外壳(8)范围上被粘接。
9.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在定子(3)到电机壳体(2)中的轴向的插入上叠加一个在电机壳体(2)和定子(3)之间的相对转动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160316 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |