CN103107624A - 适用于电机的机械零件的槽封闭楔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于插入机械零件（2）的、特别是定子或者转子的凹槽（4）的保持装置中的槽封闭元件（6），其中所述槽封闭元件（6）具有多个在其端部相互连接的、布置在一个平面中的节段（62），其中每两个相邻的节段（62）具有给定的夹角。本发明还涉及一种具有多个齿（3）的机械零件（2），在所述多个齿之间构造有至少一个凹槽（4），其中所述凹槽（4）在槽口（7）处具有保持装置，所述保持装置用于与所述的槽封闭元件（6）形状锁合地连接，其中将所述槽封闭元件（6）的节段（62）通过力锁合的连接沿着至少一个方向保持在所述保持装置中。

Description

适用于电机的机械零件的槽封闭楔

技术领域

本发明涉及一般的电机，特别是用于封闭在机器零件例如定子或者转子中存在的槽的措施。

背景技术

在电机中，特别在用于驱动目的的电子整流电动机中，可以设置没有减小槽口的齿顶的定子槽。这样就能够很容易地安装预制的定子线圈。

为了防止定子线圈从定子槽中脱滑出来并且阻止污物或者类似物进入到定子槽，可以设置槽封闭楔，所述槽封闭楔在靠近槽口处封闭定子槽。将所述槽封闭楔沿着横向于动子的运动方向的方向（对旋转的电机沿着轴向）推入到保持槽缝。槽封闭楔的尺寸以及通过保持槽缝规定的适用于槽封闭楔的接纳范围在尺寸上设计得要使所述槽封闭楔可靠地沿着径向方向固定防止脱出。一般以过盈配合插入所述槽封闭楔。

所述槽封闭楔可以或者由非磁性材料制造，例如环氧化物薄片或玻璃薄片，或者由磁性材料制造，例如铁板/玻璃板或铁粉。非磁性的槽封闭楔的作用仅仅在于将线圈保持在槽中。磁性的槽封闭楔此外可以在槽口上产生具有低磁阻的磁路，以提高电机的效率，特别是减少磁芯损耗、扭矩波动以及噪声生成。

特别地，在电机的寿命过程中磁性的槽封闭楔受到交变的磁力和其他的机械的力影响，由此所述槽封闭楔可能在保持槽缝中松脱并且从设定的位置中移动出来。非磁性的槽封闭楔也可能因为电机的振动或震颤而松脱。槽封闭楔的移动或者脱落会引起电机的故障，比如由于移动的或者脱落的槽封闭楔而阻挡动子的运动。

机械零件一般以叠片结构制造。因为叠片通常具有最小的相互错位，例如由于在堆叠叠片时的公差，在集成到所述机械零件的保持槽缝中也还产生不平坦的结构，所述不平坦的结构由于在堆叠时叠片之间的错位引起。在将所述槽封闭楔推入到相应的保持槽缝中时会引起机械零件的材料和/或槽封闭楔的材料磨损。

在电机的寿命过程中导致槽封闭楔的松脱的主要原因在于，在将槽封闭楔推入保持槽缝中时，保持槽缝中的不平坦性会由于相关机械零件的叠片结构而磨损并且由此破坏了为槽封闭楔设定的过盈配合。

例如由出版物DE 10 2005 004 566 A1已知适用于电机中的定子和转子的槽封闭楔。此处说明的槽封闭楔由一种两相钢制造并且特别地具有中间区域，所述中间区域具有较低的相对的磁导率，以提高相邻的定子齿或者转子齿之间的磁阻。

发明内容

本发明的任务是，提供一种槽封闭元件、一种机械零件和一种装配槽封闭楔的方法，由此减小在将槽封闭楔插入到机械零件时的磨损并且减小或者避免在电机的寿命过程中槽封闭楔的松脱。

该任务通过根据权利要求1所述的适用于电机的机械零件的槽封闭元件以及通过根据并列的权利要求所述的机械零件、用于将槽封闭元件安装到电机的方法和槽封闭元件的用途来解决。

本发明的其他有利的设计方案在从属的权利要求中给出。

根据一个方面设有用于插入到机械零件（特别是定子或者动子）的槽的保持装置中的槽封闭元件，其中所述槽封闭元件具有多个在其端部互相连接的、布置在一平面中的节段，其中每两个相邻的节段具有设定的夹角。

上述槽封闭元件的思想在于，这种槽封闭元件具有减小的宽度的形式，从而在将所述槽封闭元件插入到保持装置中时，例如到保持槽缝中，由于减小的宽度不会在所述机械零件或者所述槽封闭元件处出现磨损。通过变形能够使槽封闭元件的宽度在插入到机械零件中的状态中改变，从而使其以过盈配合保持在所述保持装置中。通过在原始状态中槽封闭元件的减小的宽度使得插入到所述保持装置中更容易，从而使装配总共的花费更少。

此外相邻的节段的两个端部在连接部位上相互连接，连接部位的远离所述槽封闭元件的部分可以构造为倒圆的。

此外可以设置所述节段具有矩形的横截面，从而使单个节段能够在变形后平面地相互贴靠。

特别地所述槽封闭元件可以一体地由板材条制造。由此使得制造成本最小化。

根据另一个方面设有具有多个齿的机械零件，在所述多个齿之间分别构造有至少一个凹槽，其中所述凹槽在槽口处具有保持装置，所述保持装置构造为用于与上述的槽封闭元件形状锁合地连接，其中将所述槽封闭元件的节段通过力锁合的连接沿着至少一个方向保持在所述保持装置中。

此外可以设置所述保持装置具有彼此对置的保持槽缝，所述槽封闭元件的节段夹紧在所述保持槽缝之间，其中所述节段特别地垂直于保持槽缝的走向延伸。

另外在所述保持槽缝之间用于容纳所述槽封闭元件的规定的距离小于所述槽封闭元件的节段中的至少一个节段的长度。

根据另一个方面规定将上述槽封闭元件安装在机械零件的槽口的保持装置中的方法。所述方法包括以下步骤：

- 将所述槽封闭元件插入到所述保持装置中；

- 使所述槽封闭元件变形，从而使所述节段互相挤压并且贴靠彼此，其中所述节段中的至少一个节段力锁合地夹紧在保持装置中，以保持所述槽封闭元件，从而封闭所述槽口。

此外为了将所述槽封闭元件插入到所述保持装置中，通过拉力拉伸所述槽封闭元件，从而减小所述槽封闭元件的宽度。

根据另一个方面规定将上述槽封闭元件用于封闭机械零件的槽口的用途。

附图说明

下面根据附图详细解释本发明优选的实施方式。其示出：

图1示出了具有插入的槽封闭楔的同步电机的定子的一部分的横截面示图；

图2示出了在两个定子齿之间的通过槽封闭楔封闭的槽口的俯视图；

图3a和3b示出了放大的示意图用于图解对于由板材薄片构成的槽封闭楔以及对由粉末挤压材料构成的槽封闭楔来说在将槽封闭楔插到槽口中时产生的磨损；

图4示出了在插到机械零件的保持装置中之前拉伸的槽封闭楔的状态的示意图；

图5示出了在去掉拉伸力之后并且在开始施加两侧的压缩力以压缩槽封闭楔之前的槽封闭楔的状态的示意图；

图6示出了槽封闭楔部分压缩的状态的示意图，其中首先压缩槽封闭楔的处于机械零件的保持装置之外的区域。

图7示出了具有遗留的未压缩的区域的槽封闭楔处于压缩的中间阶段的状态的示意图；并且

图8示出了具有已插入的槽封闭楔的机械零件的示意图，所述槽封闭楔已完全压缩并且因此可靠地且以过盈配合封闭了所述槽口。

具体实施方式

图1示出了适用于旋转的电机（如同步电机）的示例的机械零件（特别是定子2）的一部分的横截面示图。作为可以结合本发明的槽封闭元件来使用的机械零件，也可以是电机的动子或者其他零部件。

所述定子2具有沿着径向方向朝内具有突出的定子齿3，所述定子齿相互隔开，从而在其之间构造定子槽4。所述定子齿3基本上柱状地构造为带有有角的横截面，块状地或者梯形地构造并且在示出的示例中没有加宽的齿顶。

通过槽口7将定子线圈5套到所述定子齿3上，从而将定子线圈5的线圈侧安装到所述定子槽4中，其中所述定子槽4通过所述槽口7由外侧可接触到。所述定子线圈5能够分别缠绕一个或者多个定子齿3。在制造适用于所述电机1的定子2时将所述定子线圈5安装在所述定子齿3上。

为了能够将所述定子线圈5保持在所述位置中并且避免污物进入到所述定子槽4中，可以设置平面的槽封闭元件6，所述槽封闭元件6在下面描述为槽封闭楔。所述槽封闭楔6优选在定子2的整个轴向长度上封闭所述槽口7。

通过合适的保持装置将所述槽封闭楔6保持在封闭所述槽口7的位置中。所述保持装置的目的在于使所述槽封闭楔6在所述电机1的整个寿命过程中可靠地封闭所述定子槽4，也就是说位置固定地装配。一般为所述保持装置设置保持槽缝9，所述保持槽缝9靠近所述槽口7位于所述定子槽4的侧壁中。

所述保持槽缝9可以具有有角的或者倒圆的横截面并且用于使所述槽封闭楔6沿着电机的轴线的方向，也就是说垂直于所述定子槽4的布置方向延伸。通过将所述槽封闭楔6推入到关于定子槽4相互对置的保持槽缝9中，由此封闭所述定子槽4，也就是说所述槽口7。

为了在电机的整个寿命过程期间也保持可靠地封闭所述槽口7，一般设置过盈配合，利用所述过盈配合将所述槽封闭楔6布置在所述保持槽缝9之内。这就是说，所述槽封闭楔6在装配状态中具有比通过所述相互对置的保持槽缝9所规定的宽度略大的宽度。

在图2中示出了槽口7沿方向A的俯视图。可以看出所述槽封闭楔6在所述定子2中完全封闭了所述槽口7.此外在图2中还可以看出所述定子2构造为薄片组。所述薄片组包括相互堆叠的板材薄片21，事先在冲压过程中将所述板材薄片切割成适用于制造定子2的期望的形状。

在图3a和3b中示出了在保持槽缝9的区域中的放大了的情况，在此将传统的槽封闭楔6推入到保持槽缝9中。图3a示出了所述槽封闭楔6由板材薄片61构成的情况。不仅对所述机械零件2而且对所述槽封闭楔6来说，在相互堆叠的板材薄片21、61之间的阶梯由于在所述板材薄片21、61堆叠时的公差而产生并且可能在将所述槽封闭楔6推入到所述保持装置中时相互碰撞，从而或者阻碍所述槽封闭楔6的推入，或者在所述槽封闭楔6上或者在所述保持槽缝9中造成磨损。由此或者加宽通过所述保持槽缝9规定的距离，或者减小所述槽封闭楔6的宽度，从而使得为了将所述槽封闭楔6保持在所述保持装置中所要求的过盈配合都会减小或者不再存在。

图3b示出了所述槽封闭楔6由粉末材料制成的情况。在此同样由于为了构造定子2以公差相互堆叠的板材薄片21的阶梯而造成磨损。

在图4中示出了在未装配、而是仅仅推入到所述保持装置中的状态的槽封闭楔6。可以看出所述槽封闭楔6相当于条，特别是板材条，所述板材条由根据锯齿形线弯曲的节段62构造成。以锯齿形弯曲的槽封闭楔6的每个节段62有规定的长度，所述长度相当于待插入到所述保持装置中的槽封闭楔6的宽度并且在相对于所述保持槽缝9垂直定位时实现在所述槽口7中的过盈配合。

构造所述槽封闭楔6的节段62的数量优选相当于待封闭的槽口7的长度B除以形成所述槽封闭楔6的板材条的板材元件的厚度。

所述槽封闭楔6的单个节段62相互间具有在10°到90°之间的锐角，优选在30°到60°之间的锐角。所述以锯齿形线弯曲的板材条优选相当于具有正方形或者矩形横截面且具有等于或者小于所述保持槽缝9的宽度的厚度的线材。

所述单个节段62相互连接处的连接部位63在其向外指向的棱边处可以是有角的或者倒圆的。特别地倒圆的连接部位63能够实现更容易地将所述槽封闭楔6推入到所述保持装置中，因为所述倒圆的棱边能够更容易地在所述通过板材薄片21的移位所形成的阶梯上沿着滑动。

为了能够推入构造了所述槽封闭楔6的板材条，如在图4中所示一样，所述根据锯齿形线弯曲的槽封闭楔6首先通过拉伸力F_i拉伸，从而减小其宽度并且由此实现更容易地推入到所述保持槽缝9中。所述槽封闭楔6可以在初始状态中成形得使其没有拉伸力F_i就已经具有比由所述保持槽缝9规定的宽度小的宽度。作为可替代方案也可以使所述槽封闭楔6在初始状态中的宽度大于由所述保持槽缝9规定的宽度，其中为了插入到所述保持槽缝9之间通过拉力将所述槽封闭楔6的宽度减小到低于通过所述保持槽缝9规定的宽度。相应地计算所述拉伸力F_i。

假设在初始状态中有较小的宽度，代替推入所述槽封闭楔6也能够由任意方向插入到所述槽口7中，从而将连接部位63相对于所述保持槽缝9定位。

在图5中示出了在推入到或者插入到所述保持装置中的状态中的槽封闭楔6，其中去掉所述拉伸力F_i并且替换施加压缩力F_s，所述压缩力从两侧施加于所述槽封闭楔6，以将所述槽封闭楔6的节段62挤压在一起，从而减小所述节段62之间形成的角并且最终变为零。

如在图6中所示，因为处于所述保持装置以外的节段62没有在所述保持槽缝中因连接部位的贴靠而受到阻碍，因此这些节段62首先相互贴靠，从而形成相应的薄片组。通过进一步施加压缩力F_s，如在图7中所示，其连接部位63在所述保持装置的保持槽缝9之间贴靠的节段62相互挤压，从而明显地减小所述节段62之间的夹角并且到零。同时提高连接部位63在所述保持槽缝9中的挤压力。

最后在图8中示出了所述槽封闭楔6的节段全部相互贴靠的情况，从而使所述槽封闭楔6完全封闭了待封闭的槽口7。

所述槽封闭楔6的节段62可以各具有相同的长度或者相互不同的长度，只要保证封闭所述槽口7。特别地可以设置在槽封闭楔6的位于沿推入方向的端部的节段62具有比通过所述保持槽缝9规定的宽度长的长度，从而使得对于插入的和压缩的槽封闭楔6只有在插入的槽封闭楔6的端部处的节段62出现过盈配合。

上述的槽封闭楔6能够减小摩擦力和所述槽封闭楔6的在所述保持槽缝9中引导的棱边上的摩擦力的作用距离，从而减小或者避免了在将所述槽封闭楔6插入到所述槽口7中时的磨损。

Claims (10)

1.用于插入机械零件（2）的、特别是定子或者动子的凹槽（4）的保持装置中的槽封闭元件（6），其中所述槽封闭元件（6）具有多个在其端部相互连接的、布置在一个平面中的节段（62），其中每两个相邻的节段（62）具有设定的夹角。

2.按权利要求1所述的槽封闭元件（6），其中相邻的节段（62）的两个端部在连接部位上相互连接，所述连接部位的远离所述槽封闭元件（6）的部分构造为倒圆的。

3.按权利要求1或2所述的槽封闭元件（6），其中所述节段（62）具有矩形的横截面。

4.按权利要求1到3中任一项所述的槽封闭元件（6），其中所述槽封闭元件（6）由板材条制成一体的。

5.具有多个齿（3）的机械零件（2），在所述多个齿之间构造有至少一个凹槽（4），其中所述凹槽（4）在槽口（7）处具有保持装置，所述保持装置用于与按权利要求1到4中任一项所述的槽封闭元件（6）形状锁合地连接，其中将所述槽封闭元件（6）的节段（62）通过力锁合的连接沿着至少一个方向保持在所述保持装置中。

6.按权利要求5所述的机械零件（2），其中所述保持装置具有彼此对置的保持槽缝（9），所述槽封闭元件（6）的节段（62）夹紧在所述保持槽缝之间，其中所述节段（62）特别地垂直于保持槽缝（9）的走向延伸。

7.按权利要求6的机械零件（2），其中在所述保持槽缝之间用于容纳所述槽封闭元件（6）的规定的距离小于所述槽封闭元件（6）的节段中的至少一个节段的长度。

8.用于将按权利要求1到4中任一项所述的槽封闭元件（6）安装到机械零件（2）的槽口（7）的保持装置中的方法，具有以下步骤：

- 将所述槽封闭元件（6）插入到所述保持装置中；

- 使所述槽封闭元件（6）变形，从而使所述节段（62）互相挤压并且贴靠彼此，其中所述节段（62）中的至少一个节段力锁合地夹紧在保持装置中，以保持所述槽封闭元件（6），从而封闭所述槽口（7）。

9.按权利要求8所述的方法，其中为了将所述槽封闭元件（6）插入到所述保持装置中，通过拉力拉伸所述槽封闭元件（6），从而减小所述槽封闭元件（6）的宽度。

10.将按权利要求1到4中任一项所述的槽封闭元件（6）用于封闭机械零件（2）的槽口（7）的用途。

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