CN104813566A - 用于电机的带齿扇形体-线圈-组合 - Google Patents

Abstract

一种用于电机的带齿扇形体-线圈-组合具有带齿扇形体,其具有支承轭和支承齿,围绕该支承齿卷绕线圈金属线,该线圈金属线在支承齿的卷绕区域中具有矩形的横截面和在它的末端侧的连接段中具有倒圆的横截面。

Description

用于电机的带齿扇形体-线圈-组合

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于电机的带齿扇形体-线圈-组合。

现有技术

在DE102004025105A1中描述一种电机的定子，它在圆周方向上由多个单独的带齿扇形体组成，它们分别由支承轭和布置在支承轭上的支承齿构成。顶靠在一起的支承轭形成在径向上位于外部的定子环，在支承齿上卷绕可通电流的线圈。线圈分别由具有矩形的横截面的线圈金属线构成，该金属线在端面侧的连接段的区域中相对于金属线绕组成角度地弯曲，其中通过所述连接段实现与电源的连接。连接段在被引导到与支承齿连接的支撑段中。

针对现有技术补充地参见JP2008-306816A，由其已知为支承齿配置类似于锯齿形的表面，它具有相对于支承齿纵轴线成角度地倾斜的保持斜面，其中，在每个保持斜面中容纳具有圆的横截面的绕组金属线的多个绕圈。

本发明的公开

本发明基于的认为在于，通过简单的结构措施改进电机的效率或扭矩密度。

按照本发明该认为通过权利要求1的特征来解决。从属权利要求给出有利的扩展方案。

按照本发明的带齿扇形体-线圈-组合优选是例如内转子电机的定子的组成部分，其中，定子在圆周上具有多个这种带齿扇形体-线圈-组合。但是也可以的是将该带齿扇形体-线圈-组合应用于电机的转子或电枢中，其中，在这种情况下多个这种带齿扇形体-线圈-组合也在圆周上延伸，例如径向向外突出。

带齿扇形体包括支承轭和布置在支承轭上的支承齿，其由于容纳卷绕的线圈金属线。在完成装配的状态下，相互顶靠在一起的带齿扇形体在其支承轭的区域中形成一个连续的环，例如定子环，用于容纳线圈的支承齿通常径向向内突出地在其上延伸。支承轭和支承齿可以一体地构造成，其中，原则上也考虑由两个部分构造成的实施结构，其中，支承轭和支承齿相互连接。带齿扇形体为了形成连续的环在支承轭的圆周端面的区域中相互连接。每个支承轭有利地设计成圆弧形，由此在组装状态下成形成连续的环。带齿扇形体的支承轭和支承齿可以设计成具有多个相同类型的、在轴向上相继跟随的单独叠片的叠片组，它们分别至少近似T形地构造成。

围绕支承齿被卷绕成线圈的线圈金属线在卷绕区域中具有矩形的横截面。相反，线圈金属线的末端侧的连接段，通过该连接段线圈被连接到电源上，具有倒圆的横截面。连接段被沿着支承轭的端面引导并且与支承齿处的卷绕方向形成一个角度。

这种实施方案具有优点，由于线圈金属线的倒圆的横截面，末端侧的连接段的扭转不起作用或者至少仅仅起不重要的作用。具有矩形的横截面的连接段通过横截面长边平行于支承轭的端面地进行引导，这需要尤其是在从卷绕区域到连接段的过渡部中使线圈金属线弯曲和扭转。线圈金属线的弯曲和扭转在现有技术中在仅仅是矩形的横截面情况下导致从卷绕区域到末端侧的连接段的过渡部中的隆起，这限制了供绕组使用的空间并且导致较小的卷绕数量和相应地导致较差的填充因子。相反，在按照本发明的在连接段的区域中具有倒圆的横截面的实施方案中，在从卷绕区域到连接段的过渡部中线圈金属线的隆起可以被避免或至少被减小，由此与矩形的金属线横截面相比较，至少可以施加一个附加的卷绕层到支承齿上并且因此可以提高填充因子。

有利地，在末端侧的连接段中的横截面圆形地构成，由此在支承轭的端面的区域中的连接段的扭转层不起作用。但是也可考虑倒圆的横截面，例如四边形的，尤其是具有倒圆的棱边的、方形的基础横截面或椭圆形横截面。

按照一个有利的实施例，线圈金属线已经在在支承齿处的卷绕区域和支承轭的端面之间的过渡棱边处具有倒圆的横截面。在过渡棱边处，线圈金属线成角度地弯曲，其中，由于倒圆的横截面，金属线的拱凸或隆起至少在很大程度上被避免。此外，由于倒圆的横截面，不需要将金属线在它的末端侧的连接段的区域中扭转，由此也减小隆起的危险。

按照另一个有利的实施例，在支承齿处在径向上布置多个相继跟随的保持斜面，它们分别相对于径向成角度地定向。保持斜面尤其是绝缘罩或层的一部分，绝缘罩或层起着绝缘作用并且直接地施加到支承齿上。

线圈金属线卷绕在绝缘层上，其中，在每个保持斜面的每个卷绕层中容纳线圈金属线的至少一个金属线段。由于保持斜面相对于径向成角度的定向，线圈金属线在卷绕过程期间被可靠地容纳并且支撑在两个位置上，即一方面支撑在保持斜面上和另一方面支撑在相邻的保持斜面的过渡部中的台阶上。在金属线的矩形的横截面情况下其它的、附加的卷绕层也可以支撑在两个位置上，即在横截面长边的区域中支撑在位于下面的卷绕层和在横截面窄边的区域中支撑在平行的金属线绕组的相邻的窄边上。总体上，通过这种方式实现一种在多个相继的层中的有序的卷绕和避免非控制的布置具有倾斜地在位于下面的卷绕层上面延伸的金属线段的线圈金属线。类似于锯齿的结构在此情况下在卷绕过程期间在全部的卷绕层上继续。

按照另一个有利的实施例，保持斜面的宽度针对线圈金属线的横截面长边进行协调;保持斜面的宽度和线圈金属线的横截面长边至少近似一样大。因此线圈金属线填满保持斜面的宽度，其中，通过倾斜位置，横截面窄边邻接在相邻的金属线绕组的相应的窄边上并且支撑在其上。

原则上也可能的是，保持斜面的宽度和线圈金属线的横截面长边相互是不同的，例如保持斜面大于线圈金属线的横截面长边，由此必要时多个金属线绕组匹配在保持斜面上。

此外可能的是，线圈金属线的横截面长边大于保持斜面的宽度，因此线圈金属线突出于保持斜面。由于保持斜面的宽度和线圈金属线的横截面长边相互可以不同，因此不同的尺寸的绕组金属线可以卷绕到同一种设计结构的绝缘罩上，这意味着大大地减少加工中的变型数量。

在保持斜面和径向之间的角度在大于0°和小于90°的值范围中。有利地，该角度在0°和45°之间，最好在0°和20°之间，例如为10°。

此外有利的是，全部的保持斜面相对于径向具有相同的角度。也有利地，全部的保持斜面具有相同的宽度。同样也可以使保持斜面具有不同的宽度和/或不同的角度定向。

其它的优点和有利的实施例在其它的权利要求、附图描述和附图主获知。附图所示:

图1是一个定子的组成部分的带齿扇形体，具有支承轭和用于容纳线圈的支承齿，具有一段线圈金属线，它在卷绕区域中具有矩形的横截面和在末端侧的连接段中具有圆的横截面，

图2是带齿扇形体的侧视图，

图3是带齿扇形体具有施加到支承齿上的绝缘层的带齿扇形体，绝缘层具有保持斜面，该保持斜面具有锯齿形的轮廓，用于容纳卷绕的线圈金属线，

图4是具有卷绕在其上的线圈的带齿扇形体的放大视图，

图5是多个层的具有不同的横截面的线圈金属线的放大视图。

在附图中相同的部件采用相同的附图标记。

在图1和2中示出用于电机的定子的带齿扇形体1。带齿扇形体1具有圆弧形的支承轭2和径向地朝着支承轭2延伸的支承齿3，支承齿由支承齿基体4和具有扩宽的横截面的齿头5构成，其中，齿头5与支承轭2径向相对地设置。如图1中虚线表示的，在圆周方向上多个带齿扇形体1组成定子，其中，弧形的支承轭2形成定子环，相对于定子环支承齿3径向向内延伸。齿头5的在径向上位于内部的端面在电机中与转子或电枢相邻。

支承齿3形成卷绕区域，用于容纳由线圈金属线6卷绕成的线圈。如通过横截面标记表示的那样，线圈金属线6在卷绕区域中具有矩形的横截面和在它的末端侧的连接段6a中具有圆的横截面。在卷绕区域和连接段6a之间的过渡部通过金属线围绕过渡棱边7的弯曲实现，过渡棱边位于卷绕区域和支承轭2的端面2a之间的过渡部中。线圈金属线6在过渡棱边7的区域中已经具有圆的横截面，这便于弯曲近似90°，由此线圈金属线在卷绕区域中直接地处于支承轭2在径向上位于内部的一侧上和连接段6a直接地位于支承轭的端面2a之前并且避免在过渡棱边7处的过渡部中的整平或凸起。如图2中可以获知，连接段6a与支承轭2的端面2a之间具有稍微的间距，但是与其平行地延伸。

在图3至5中示出另一个实施例，起着绕组金属线在卷绕区域中也具有矩形的横截面。带齿扇形体1的支承齿3被一个绝缘层或罩8覆盖，它起着电绝缘的作用并且具有类似于锯齿的结构，其具有多个在径向上相继跟随的保持斜面9。保持斜面9相对于径向10具有角度α，该径向与带齿扇形体1的纵轴线重合，该角度有利地大于0°和小于45°的角度范围中。在实施例中该角度α为约15°。线圈金属线6在第一层中直接地容纳在保持斜面9上，其中，线圈金属线6的横截面这样地匹配于保持斜面，即保持斜面9的宽度和线圈金属线6的横截面的长边至少近似相等。因此线圈金属线6完全填满保持斜面9。

在图3中示出第一层线圈金属线6，它直接地放置在绝缘层9上。在图4中示出线圈金属线的相继摞在一起多个层，其中，每层的单独的线圈金属线被连续编号，以便说明卷绕过程。在实施例中，绝缘层8具有六个保持斜面9，它们在径向上相互紧接着地设置并且分别容纳一个线圈金属线，其在图4中在第一层线圈金属线中用阿拉伯数字1至6连续编号。由于线圈金属线的横截面的形状和保持斜面9的成角度的设置，每个单独的线圈金属线通过它的横截面长边以面的方式置于一个保持斜面9上并且通过它的横截面窄边与相邻的保持斜面的端面侧的凸肩邻接或与绝缘层的段8a邻接，该段设置在支承轭2的在径向上位于内部的一侧上。

在卷绕过程期间，首先将具有线圈金属线段1至6的一层施加到绝缘层8上。

接下来施加具有线圈金属线7至12的第二层，其中，第二层的第一线圈金属线7直接地放置带第一层的最后的线圈金属线6上。具有线圈金属线7至12的第二层在此情况下通过横截面窄边支撑在第一层的横截面窄边上。在相应的方式实施具有线圈金属线13，14等等的第三层和其它的层的卷绕。

在按照图3和4的实施例中，线圈金属线的横截面长边与保持斜面9的宽度是相同的。在按照图5的实施例中，示例性地示出其它的线圈金属线6，它们具有不同的横截面几何形状，即与保持斜面9的宽度相比较，具有较短获知较长的横截面长边。原则上也可以通过这种线圈金属线实施线圈在具有保持斜面9的绝缘层8上的卷绕。

Claims (12)

1.一种用于电机的带齿扇形体-线圈-组合,其中,带齿扇形体(1)具有支承轭(2)和布置在支承轭(2)上的支承齿(3),具有围绕支承齿(3)卷绕的线圈金属线(6),其特征在于,线圈金属线(6)在支承齿（3）的卷绕区域中具有矩形的横截面和在它的末端侧的连接段(6a)中具有倒圆的横截面,该连接段沿着支承轭(2)的端面(2a)被进行引导。

2.根据权利要求1所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,线圈金属线(6)在在支承齿(3)上的卷绕区域和支承轭(2)的端面(2a)之间的过渡棱边(7)处具有倒圆的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,线圈金属线(6)的倒圆的横截面设计成圆形的横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,在支承齿(3)上在径向上布置多个相继跟随的保持斜面(9),它们分别相对于径向成角度地定向。

5.根据权利要求4所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,在保持斜面(9)和径向之间的角度大于0°和小于90°, 尤其是在0°和45°之间, 最好在0°和20°之间。

6.根据权利要求4或5所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,全部的保持斜面(9)相对于径向(10)具有相同的角度。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,保持斜面(9)在径向(10)上形成锯齿形的轮廓。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,保持斜面(9)是一个绝缘层或绝缘罩(8)的一部分,该绝缘层或绝缘罩起着电绝缘的作用并且施加在支承齿(3)上。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,保持斜面(9)的宽度和线圈金属线(6)的横截面长边至少是近似相同的。

10.根据权利要求4至8中任一项所述的带齿扇形体-线圈-组合,其特征在于,保持斜面(9)的宽度和线圈金属线(6)的横截面长边是相互不同的。

11.一种电机的定子,具有根据权利要求1至10中任一项所述的带齿扇形体-线圈-组合。

12.一种电机,尤其是电动机,例如机动车中的伺服电机或驱动电机,具有根据权利要求11所述的定子。