CN104901443B - 用于电动机的电枢以及用于制造电枢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电动机的电枢(1)，其中，所述电枢(1)具有纵剖面呈U形的旋转轮廓，其中，所述电枢(1)具有至少一个第一电枢套(3)，第一电枢套(3)具有中央成型部(5)，在所述中央成型部(5)上布置有多个填充板(7)，所述填充板通过同样布置在所述中央成型部(5)上的环形板组件(9)被轴向地保持。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电动机的电枢以及用于制造用于电动机的电枢的方法，其中，所述电枢具有纵剖面呈U形的旋转轮廓，其中，所述电枢具有至少一个第一电枢套，所述第一电枢套具有中央成型部。
背景技术
用于电动机的电枢及其制造方法是公知的。例如电动机应用在ABS和/或ESP制动调节系统中，用于对在大多数情况下直线运行的液压泵元件进行驱动。该液压泵元件将工作介质、即制动液通过阀从系统的车轮制动器输出或者说输送到系统的车轮制动器。这样的电动机能够被构造为直线电动机或者直线致动器。于是能够直接产生用于泵功能的直线运动。原则上已知，用于这种电动机的电枢制造成层叠的结构形式或者其他类型的分段结构形式，以避免或者减小涡流。但是在这种情况下通常需要复杂的制造步骤来对多个部件进行变形，其中最终构成的电枢具有复杂的并且制造费用昂贵的结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种电枢及其制造方法，该电枢及其制造方法不具有上述缺陷。
通过提供一种根据本发明的电枢实现了该目的。该电枢具有纵剖面呈U形的旋转轮廓，其中，该电枢具有至少一个第一电枢套。该第一电枢套又具有中央成型部，在该中央成型部上布置多个填充板。填充板通过同样布置在中央成型部上的环形板组件被轴向地保持。由此可以采用特别简单的几何形状来构造电枢，特别是采用用于填充板的构造为平的板材和/或用于环形板组件的圆柱形板材或管状板材来构造电枢。可代替地，该环形板组件也可以由至少一个能够卷绕的带材构成。电枢套可以具有简单的通过深冲制成的几何形状。因此电枢能够以成本有利的方式并且快速地由简单部件制成。
优选地，电枢构造成应用在直线电动机或直线致动器中。在此优选地，中央成型部具有中央穿孔，电枢架被引导穿过该中央穿孔。在已安装的状态中，电枢与电枢架一起可运动地容纳在直线致动器的定子中。
电枢可以具有单件式的第一电枢套。在这种情况下，通过以下方式制造电枢，即，首先将填充板、然后将环形板组件并且最后将其余的多个填充板按该顺序布置在首先局部构造为圆柱形的中央成型部上，其中，紧接着，中央成型部在沿轴向上看最后布置到该中央成型部上的填充板后面变形，使得填充板和环形板组件的整个结构都固定在电枢套上。在此特别优选地，构造用于电枢的几何形状，该几何形状关于一个镜像平面镜像对称，U形旋转轮廓的转动轴线垂直于所述镜像平面。
代替地或额外地，电枢优选地具有第二电枢套，在周向上看，该第二电枢套包围填充板和环形板组件。因此，第二电枢套布置在填充板和环形板组件处的径向外部。在此，第二电枢套可以不包围所有的填充板，而是仅包围环形板组件以及从电枢中心开始朝轴向方向看布置在内部的填充板，而布置得更靠外的填充板暴露出来或者说构成电枢的圆周表面的一部分。
电枢的一个实施例是优选的，其特点在于，第一电枢套具有两个电枢半套。优选地，两个电枢半套构造为相同的。代替地，其中一个电枢半套例如具有用于接触电枢的穿孔，而另一个没有这样的穿孔。优选地，在已组装的电枢中两个电枢半套相互镜像对称地布置。优选地，通过以下方式制造电枢，即，首先将多个填充板布置到第一电枢套的一个电枢半套的中央成型部上，然后将环形板组件布置在该电枢半套的中央成型部上。优选地，相应地在第一电枢套的第二电枢半套上同样布置多个填充板。然后将第二电枢半套与环形板组件连接。在已安装的状态下，该第二电枢半套优选地由环形板组件保持，特别是通过压合连接来保持。
代替地或额外地，优选地规定，第二电枢套具有两个电枢半套。优选地，两个电枢半套构造为相同的，其中优选地，在已组装的电枢中两个电枢半套相互镜像对称地布置。在这种情况下，优选地通过以下方式制造电枢，即，在将填充板和环形板组件布置在第一电枢套的第一电枢半套上之后，将第二电枢套的第一半套固定在环形板组件上，其中将第二电枢套的第二半套布置在设于第一电枢套的第二电枢半套上的填充板上。然后将两个这样构造的电枢半部接合在一起，其中优选地将第一电枢套的第二电枢半套与环形板组件连接，其中优选地同时将第二电枢套的第二电枢半套与环形板组件连接并且保持在环形板组件上，优选地借助压合连接保持在环形板组件上。
在第一电枢套构造为单件的一个实施例中，优选地也设有单件的第二电枢套，在布置了环形板组件之后需要在中央成型部上布置其他的填充板之前，将该第二电枢套布置在环形板组件上。也可以使单件的第二电枢套与两件式构造的第一电枢套的两个电枢半套结合。也可以使具有两个电枢半套的第二电枢套与单件式构造的第一电枢套结合。
在电枢的一个优选的实施例中，各个元件、特别是电枢套和各个板都相互电绝缘。这例如可以通过使各个元件都涂敷绝缘层、在表面上进行钝化处理或者以其他的适宜方式设置绝缘体或绝缘层来实现。由此避免在各个元件之间、特别是各个板之间的补偿电流。
一个实施例是优选的，其特点在于，填充板构造为盘形。填充板具有中央穿孔，第一电枢套穿入该中央穿孔接合。以这种方式能够使填充板特别简单地布置第一电枢套上。特别地，平的、盘形的填充板堆叠在第一电枢套上，其中阶梯式地构造和布置填充板的内径和外径，使得填充板尽可能完全地利用由旋转轮廓的纵剖面呈U形的几何形状所提供的结构空间。在此，在该结构空间中尽可能多地布置、层叠和堆叠产生磁作用的材料，以避免涡流。在此优选地，填充板通过电枢套的中央成型部进行对中。代替地，在组装时可以通过外部器件、例如安装工具进行对中。
电枢的一个实施例是优选的，其特点在于，环形板组件具有多个管形的、相互嵌套的板元件，其中第一电枢套穿入具有最小内径的板元件接合。优选地，具有最小内径的板元件被压紧到中央成型部上。进一步优选地，其直径呈阶梯式的、相互嵌套的其他板元件分别压在彼此上。代替地，环形板组件的各个板元件以其他方式相互连接、优选相互链接、特别优选通过冲压包封相互连接。
优选地，填充板也相互连接，特别是相互链接，优选地通过冲压包封相互连接。通过使环形板组件固定中央成型部上、特别是通过压紧固定在中央成型部上，使得填充板轴向地固定在电枢套上。
电枢的一个实施例也是优选的，其中，环形板组件具有至少一个卷绕的板带。特别优选地，环形板组件由至少一个卷绕的板带构成。在此优选地，板带被卷成螺旋形，其中优选地，螺旋线的各层相互绝缘。特别优选地，环形板组件由至少一个环形电枢构成。这样的元件已由环形铁心变压器得知并且能够毫无问题地以有利的成本获得。优选地，这样构造的环形板组件也被压紧到电枢套的中央成型部上或者以其他方式、例如通过链接或冲压包封的方式与该中央成型部牢固地连接。具有至少一个卷绕的板带的环形板连接部具有下列优点：不需要使用多个管形板，而是仅用可调节的预紧力将一个部件卷绕到第一电枢套的中央成型部上。由此实现了灵活性。
如果第一电枢套由两个电枢半套构成，那么优选地，第二电枢半套如前面第一电枢半套那样通过压合连接或以其他的适宜方式与环形板组件连接，由此使得该第二电枢半套被环形板组件保持。
优选地，第二电枢套也借助压合连接或其他的适宜方式与环形板组件连接并且通过该环形板组件保持。如果第二电枢套具有两个电枢半套，那么优选地，两个电枢半套由环形板组件保持，其中特别优选地，两个电枢半套通过压合连接或其他的适宜方式与环形板组件连接。
电枢的一个实施例也是优选的，其特点在于，第一电枢套的和/或第二电枢套的至少一个电枢半套构造为旋转对称的并且具有盘形基体，其中，中央成型部从盘形基体开始沿轴向延伸，其中该中央成型部具有第一锥形区段和第二圆柱形区段。在此，锥形区段布置在盘形基体和圆柱形区段之间。优选地，电枢半套在盘形基体的区域中具有最大直径，而该电枢半套在锥形区段的区域中从基体开始变窄。于是，与锥形区段紧接着的是具有电枢半套的最小直径的圆柱形区段。
优选的是，所有电枢半套都以上述方式构造。优选地，填充板布置在电枢半套的锥形区段上，其中，使所述填充板在其外径和内径方面相协调，使得在锥形区段上得到呈阶梯式的布置方式。在此，填充板通过锥形区段对中。
也可以使至少一个填充板布置在中央成型部的圆柱形区段上。优选地，环形板组件布置在中央成型部的圆柱形区段上。优选地，如果还有至少一个填充板布置在圆柱形的成型部上，那么在轴向上看该环形板组件构造得较短，其中环形板组件与该至少一个填充板一起覆盖圆柱形区段的轴向长度。代替地，可以不在圆柱形区段上布置填充板，其中优选地，在这种情况下环形板组件构造得较长，因而该环形板组件单独就覆盖了圆柱形区段的长度。
优选地，第一电枢套和/或第二电枢套具有局部可变的壁厚，其中特别是在锥形区段中的壁厚和/或在圆柱形区段中的壁厚可以与在盘形基体的区域中的壁厚有所偏差。以这种方式能够减小在相应区域中的涡流。
优选地，至少一个电枢套的电枢半套的在已安装状态中相互面对的圆柱形区段具有接合元件，该接合元件在已安装的状态中相互接合。由此能够使在电枢半套之间的间隙最小化并且提供在电枢半套之间的特别有利的磁性过渡部或者金属过渡部。在任何情况下，以这种方式都仅有很小的空气过渡部。优选地，接合元件构造为彼此互补的，特别是锯齿形地或冠状地或以其他方式与各自相同的对应件互补。在此，根据设计，为了使接合元件可以相互作用，仅需一个电枢半套相对于另一电枢半套转动一个预定的角度。
本发明的目的还通过用于制造用于电动机的电枢的方法得以实现，所述方法具有下列步骤：提供具有中央成型部的第一电枢套，将多个填充板布置在所述中央成型部上，以及将环形板组件布置在所述中央成型部上，以对所述填充板进行轴向固定。在该方法中制造用于电动机、特别是用于直线电动机或直线致动器的电枢，非常特别是制造根据上述任意一个实施例所述的电枢。为此，提供具有中央成型部的第一电枢套。将多个填充板布置在该中央成型部上。将环形板组件布置在该中央成型部上，以轴向地固定填充板。在此实现了已经结合电枢所阐述的优点。
该方法的一个实施方式是优选的，其特点是，首先提供第一电枢套的第一电枢半套，在该电枢半套上布置填充板和环形板组件。然后将第一电枢套的第二电枢半套与环形板组件连接。在此优选地，将第二电枢半套压紧到环形板组件上。
在该方法中，优选地，环形板组件被压紧到第一电枢套的中央成型部上，以对填充板进行固定。
优选地，电枢一半一半地进行装配。为此，首先对第一电枢套的第一电枢半套装配填充板和环形板组件。然后或者并行地，对第一电枢套的第二电枢半套装配填充板。最后例如通过压合连接将两个电枢半部相互连接。
最后，该方法的一个实施方式是优选，其中，第二电枢套布置为，使得该第二电枢套包围填充板和环形板组件。在此优选地，第二电枢套被压紧到环形板组件上或者以其他的适宜方式与该环形板组件连接。
优选地，对电枢的描述和对该电枢的制造方法的描述可以相互作为补充地理解。
特别地，结合方法所明确或隐含描述的电枢特征优选地可单独地或者相互结合地作为电枢的一个优选实施例的特征。相应地，结合电枢所明确或隐含描述的方法步骤优选地可单独地或者相互结合地作为方法的一个优选实施方式的步骤。优选地，电枢的特征在于，以制造方法的工艺步骤为条件的至少一个特征。相应地，方法的特征优选地在于，以电枢的至少一个特征为条件的至少一个工艺步骤。
优选地，电枢应用在用于ABS/ESP系统的和/或用于制动能量回收的制动系统的电动机中、特别是直线致动器中。对电枢的其他应用也是可以的，例如应用在动力工具、家用器具中、在工业技术、建筑工程中或在日用品领域中。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明。在附图中，
图1示出了电枢的一个实施例的示意性纵剖面图，以及
图2示出了根据本发明的电枢实施例的以分解图形式的纵剖视图。
具体实施方式
图1示出了电枢1的一个实施例的示意性纵剖面图。电枢1构造用于直线致动器中。该电枢构造为围绕转动轴线A的旋转轮廓，其中，通过在图1纵剖面图中的U形表面轮廓的旋转而得到电枢1的几何形状，在这里该表面轮廓在图1的上部、即转动轴线A的上面用粗线L突出表示。
电枢1具有第一电枢套3，该第一电枢套3具有中央成型部5。在中央成型部5上布置多个填充板，其中在这里为了清楚起见，仅一个填充板用附图标记7标识出。此外，在中央成型部5上布置有环形板组件9，在轴向上看，填充板7通过该环形板组件固定。
电枢1还具有第二电枢套11，在周向上看该第二电枢套包围填充板7和环形板组件9。在此，该第二电枢套不是包围所有的填充板7，而是仅包围布置在电枢1的U形轮廓的两个侧臂之间的连接区域中的填充板7。而布置在U形轮廓的侧臂区域中的外部填充板7形成电枢1的外周面13的一部分并且就此而言具有自由的外径。
电枢1关于平面E镜像对称，转动轴线A垂直于该平面。在此示出，在这里所示的实施例中第一电枢套3和第二电枢套11均分别由两个相同的电枢半套构成，其中第一电枢套3具有第一电枢半套3.1和第二电枢半套3.2，其中第二电枢套11具有第一电枢半套11.1和第二电枢半套11.2。环形板组件9布置在中间，其中，通过该环形板组件使电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2相互连接。填充板7在环形板组件的两侧布置第一电枢套3的电枢半套3.1、3.2上，其中填充板通过环形板组件9以及还通过第二电枢套11固定。
在电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2之间构造有轴向间隙15。该轴向间隙是必须的，以能够在电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2和环形板组件9之间建立压合连接。即为了建立压合连接，必须对电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2进行过度挤压，然后这些电枢半套回弹并且形成间隙15。但是在此仍需力求使间隙15最小化。这例如可以通过使电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2具有相互面对的嵌接元件得以实现，该嵌接元件在安装好的状态下相互嵌接。
由于在这里实现的层叠结构从而尽可能地充分利用了在电枢套3、11之间的在纵剖视图中呈U形的电枢环形空间，其中，虽然使用简单的部件但是仍在电枢环形空间中布置了大量产生磁作用的材料。在此，在图1中过厚地示出了填充板7、环形板组件9的板和电枢套3、11。因此也夸大地示出了存在于在各个板件之间的死区空间。优选地，在实际中使用明显更薄且更多的板件，从而实现，明显更好地利用可供使用的结构空间。
此外优选地，用磁粉填充仍然留有的空腔，这改善了通过电枢1的磁通量并且同时用于在具有电枢1的电动机工作时减小噪音。
在一种优选的实施例中，可以使电枢套3、11本身由多个板套的堆叠层安装而成。在此各个层可以相互连接，特别是塑性地相互连接，优选夹紧。特别优选地，使各个层链接、特别是冲压包封。
如示出的，在图1所示的实施例中所有的电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2基本上具有相同的几何形状，这将在下面以第二电枢半套3.2为例进行描述。这些设计相应地适用于其他的电枢半套3.1、11.1、11.2。电枢半套3.2具有盘形基体17，在该盘形基体的区域中，该电枢半套具有最大直径。在轴向上看，紧接着盘形基体的是第一锥形区段19，其中，在该锥形区段19的区域中，在轴向上看，第二电枢半套3.2的直径从盘形基体17开始变窄。最后第二圆柱形区段21紧接着锥形区段19，在该第二圆柱形区段中第二电枢半套3.2具有其最小直径。
填充板7在其外径和内径方面阶梯式地构造并且布置成，使得这些填充板呈阶梯式地位于锥形区段19上，其中这些填充板通过该锥形区段对中。
如示出的，在图1所示的实施例中分别有一个填充板7设置在第一电枢套3的第一电枢半套3.1和第二电枢半套3.2的圆柱形区段21上。相应地，环形板组件9在其轴向长度方面构造成，使得该环形板组件恰好处于内部的两个填充板7之间并且与这两个填充板共同覆盖圆柱形区段21的轴向长度。代替地，可以使填充板7仅布置在锥形区段19的区域中。在这种情况下，环形板组件9优选构造得比图1中所示的更长，其中，在轴向上看，该环形板组件在第一电枢套3的第一电枢半套3.1和第二电枢半套3.2的整个圆柱形区域21上延伸。
图2以分解图形式的纵剖视图示出了根据图1的电枢1的实施例。相同的以及功能相同的元件具有相同的附图标记，因此在这种情况下参考前面的描述。同时，这里还示出了电枢架23，该电枢架在已安装的状态中穿过在中央成型部5中的凹空部24，其中，该电枢架与电枢一起可移动地布置在具有电枢1的直线致动器中。
明显地，环形板组件9在这里所示的实施例中具有多个管状的、彼此嵌套的板元件，在这里为了清楚起见仅以附图标记25示出了这些板元件中的其中一个。在此优选地，管状的板元件在其外径和内径方面构造和布置成，使得最小的板元件25能够被压紧到中央成型部5上、特别是该中央成型部的圆柱形区段19上。其余的管状的板元件25能够分级地相互重叠布置、特别是能够相互地挤压。代替地，可考虑通过链接或者冲压包封使管形的板元件25连接。
代替地，可以使环形板组件9由至少一个卷成螺旋形的板带构成，其中特别优选地，该环形板组件构造成环形磁心电枢。
填充板7具有中央穿孔27，借助该中央穿孔，填充板能够布置在中央成型部5上。
为了制造电枢1，优选地首先提供第一电枢套3的第一电枢半套3.1。在该第一电枢半套上布置填充板7，然后通过将环形板组件9布置在中央成型部5上而使填充板固定。接下来，优选地将第二电枢套11的第一电枢半套11.1固定在环形板组件9上。
之后或者并行地，优选地将填充板7布置在第一电枢套3的第二电枢半套3.2的中央成型部5上。
最后，优选地通过压合连接，使第二电枢套11的第二电枢半套11.2和第一电枢套3的第二电枢半套3.2与布置在该第二电枢半套上的填充板7共同地与环形板组件9连接。
总体表明，电枢1能够由简单的板件制成，其中电枢能够以成本有利的方式制成。同时使用简单的几何形状，其中，电枢套3、11或者说电枢半套3.1、3.2、11.1、11.2优选构造为深冲件，填充板7优选构造为平的环形板，最后环形板组件9或者构造为卷成螺旋形的板带或者由多个管形的板元件25构成。
Claims (11)
1.一种用于电动机的电枢(1)，其中，所述电枢(1)具有纵剖面呈U形的旋转轮廓，其中，所述电枢(1)具有至少一个第一电枢套(3)，所述第一电枢套(3)具有中央成型部(5)，在所述中央成型部(5)上布置有多个填充板(7)，所述填充板通过同样布置在所述中央成型部(5)上的环形板组件(9)被轴向地保持，其中，所述环形板组件(9)布置在中间，填充板(7)在所述环形板组件(9)的两侧布置在所述第一电枢套(3)上。
2.根据权利要求1所述的电枢(1)，其特征在于，设有第二电枢套(11)，在周向上看，所述第二电枢套包围所述填充板(7)和所述环形板组件(9)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电枢(1)，其特征在于，所述第一电枢套(3)和/或第二电枢套(11)具有两个电枢半套(3.1、3.2、11.1、11.2)。
4.根据权利要求3所述的电枢(1)，其特征在于，所述第一电枢套(3)的和/或第二电枢套(11)的两个电枢半套(3.1、3.2、11.1、11.2)分别构造为相同的。
5.根据权利要求1或2所述的电枢(1)，其特征在于，所述填充板(7)构造为盘形，其中，所述填充板具有中央穿孔(27)，所述第一电枢套(3)穿入所述中央穿孔接合。
6.根据权利要求1或2所述的电枢(1)，其特征在于，所述环形板组件(9)具有多个管形的、相互嵌套的板元件(25)，其中，所述第一电枢套(3)穿入具有最小内径的板元件(25)接合。
7.根据权利要求1或2所述的电枢(1)，其特征在于，所述环形板组件(9)具有至少一个卷绕的板带。
8.根据权利要求1或2所述的电枢(1)，其特征在于，至少一个电枢半套(3.1、3.2、11.1、11.2)以旋转对称的方式具有盘形基体(17)，其中，所述中央成型部(5)从盘形基体(17)开始沿轴向延伸，其中，所述中央成型部具有第一锥形区段(19)和第二圆柱形区段(21)，其中，所述锥形区段(19)布置在所述盘形基体(17)和所述圆柱形区段(21)之间。
9.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的用于电动机的电枢(1)的方法，所述方法具有下列步骤：
-提供具有中央成型部(5)的第一电枢套(3)，
-将多个填充板(7)布置在所述中央成型部(5)上，以及
-将环形板组件(9)布置在所述中央成型部(5)上，以对所述填充板(7)进行轴向固定。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，首先提供所述第一电枢套(3)的第一电枢半套(3.1)，在所述第一电枢半套上布置所述填充板(7)和所述环形板组件(9)，然后将所述第一电枢套(3)的第二电枢半套(3.2)与所述环形板组件(9)连接。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其特征在于，将第二电枢套(11)布置成，使所述第二电枢套包围所述填充板(7)和所述环形板组件(9)。
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