CN104995824A - 压装有绕组头支持结构的定子 - Google Patents

Abstract

本发明的目的通过一个用于电动机器设备、特别是电动机的定子得以实现。该定子为此包括一个具有第一定子端部和第二定子端部的定子叠片组。另外，定子叠片组包括至少一个过桥绝缘件，该过桥绝缘件具有至少一个用于接纳定子线圈的绕组支持元件。根据本发明设置有导热性支撑装置，该支撑装置具有至少一个支撑元件，其中，所述支撑元件至少部分地设置在绕组支持元件内。

Description

压装有绕组头支持结构的定子

技术领域

本发明涉及一种用于电动机器设备、特别是电动机的定子。该定子为此包括一个具有第一定子端部和第二定子端部的定子叠片组。另外，所述定子叠片组包括至少一个过桥绝缘件(Stegisolation)，该过桥绝缘件具有至少一个用于接纳定子线圈的绕组支持元件。

背景技术

通常，电动机的定子(Stator)或静止件尤其是由定子叠片组制成。该定子叠片组为此由一些单体的(金属)板材环构成。为此，定子叠片组具有一定数量的定子极或筋片，它们径向地延伸到定子叠片组的内部。其中，在各个定子极之间具有形式上为极槽(Polnut)或绕线槽(Wicklungsnut)的中间空隙。

习惯上，定子叠片组的内面、定子极(筋片)以及极槽利用塑料被注塑包封或包罩。作为可选方案，也可以利用纸对极槽进行绝缘。塑料例如可以是聚合物，诸如热固性塑料或热塑性塑料。在此，所述塑料注塑包封分别围绕各个定子极形成真正的绕组支架，这些绕组支架用来接纳定子线圈。

由EP-专利文献2 015 426已知一种这样的定子。属于现有技术的这个文献公开了一种用于手持工具诸如电动螺丝刀的驱动装置的定子。在此，该定子具有两个轴向的定子端部，在这些定子端部上分别设置有一个连接件，例如轴承盖或封盖。另外，定子在其内部具有多个径向向内延伸的筋片，这些筋片在定子的整个长度上延伸并且这些筋片由绕线槽分隔开。环绕着所述筋片安置有定子绕组或者说定子线圈。在筋片与定子绕组之间设置有槽隙绝缘。

由于高的丝线张拉作用之故(该丝线张拉在缠绕定子线圈时是必要的)，可能发生绕组支架在定子叠片组的端部上的变形。另外，由于高的丝线张拉作用还可能发生绕组支架的崩裂。

为了满足缠绕过程的要求、特别是高丝线张拉作用的要求，目前只使用弹性模数(E-模数)高的热塑性材料来制造绕组支架。然而在使用热塑性材料的情况下，由于绕组的高丝线张拉作用之故而可能发生绕组支架比较严重的变形。虽然较高填充度的塑料针对用作绕组支架来说具有较高的强度，然而在这些材料的情况中终究也会发生绕组支架在丝线张拉的负荷下的断裂。

此外，通常用于绕组支架的材料的导热性同样很成问题。为了克服定子叠片组内部的过热，必须将在定子线圈中由交流电产生的热量(感应加热)例如通过绕组支架引导到定子叠片组的外面。在此，具有最佳导热性的塑料经常并不满足缠绕过程的要求，因为这些塑料也会由于高的丝线张拉作用而变形或者甚至断裂。那些或多或少仅仅可供使用的具备最佳导热性的热塑性材料同样在流动路程长度和与此相关的(必要的)最小壁厚方面存在着局限。为了克服这些局限，常常在绕组支架中采用较大的壁厚，然而这样又导致从定子线圈经过热塑性塑料到定子叠片组上的热量导出不良。

发明内容

本发明的目的在于解决前述问题并且因此而提供一种定子，该定子满足缠绕过程的、特别是高的丝线张拉作用的要求，并且同时对于定子保障更好的热量导出(散热)。

根据本发明，此目的通过一种用于电动机器设备、特别是电动机的定子得以实现。该定子为此包括一个具有第一定子端部和第二定子端部的定子叠片组。另外，定子叠片组包括至少一个过桥绝缘件，该过桥绝缘件具有至少一个用于接纳定子线圈的绕组支持元件。

根据本发明，设置有导热性支撑装置，该支撑装置具有至少一个支撑元件，其中，所述支撑元件至少部分地设置在绕组支持元件内。

根据本发明的一个可选的设计形式，导热性支撑装置也可以构造成用于应用在设计为外转子的电动机器设备、特别是电动机中。

根据本发明的一种有益设计，可以规定：每个支撑元件包括第一部段以及第二部段，其中，第一部段基本上在第一平面内延伸，而第二部段基本上在垂直于所述第一平面的另一平面内以及向着定子端部的方向延伸。

通过支撑元件的相互垂直的部段，保证了绕组支持元件既沿着径向定向也沿着轴向定向针对所出现的绕组丝线张拉的力得以支撑。

为了防止支撑元件的第一部段和第二部段彼此相对弯曲变形，可以在第一部段与第二部段之间设置加强元件。在此，该加强元件可以构造成附加地安置在第一与第二部段之间的材料的形式。另外该加强元件也可以构造成相应的加强筋或加强槽。

根据另一种可选的设计，每个支撑元件可以构造成弯曲轮廓的形状，其中，该支撑元件的自由端分别向着相应的定子端部的方向延伸。通过支撑元件的该特殊设计形式，可以有效地避免在第一与第二部段之间的接口内的应力集中。

本发明的另一有益的设计形式可以在于：导热性支撑装置可以包括至少一个支撑装置部件，其中，每个支撑装置部件包括至少一个支撑元件。由此，该支撑装置不只是仅仅由唯一一个组成部分(或者说部件)组成，而是可以例如由大量单体的部件、诸如环段或扇段构成。通过形式上为多个支撑装置部件的支撑装置的这种构造，产生了在本发明的定子制作方面的优点。特别是，通过这种方式可以实施支撑元件在绕组支持元件内的特殊匹配或定向调准。

所述导热性支撑装置以优选的方式可以基本上构造成环形的板材件。通过这种方式，导热性支撑装置可以与定子叠片组的横截面轮廓相匹配。

然而也可以将所述导热性支撑装置实现为多角形的或多边形的板材件。

此外，也可以将所述导热性支撑装置实现为框架结构、骨架结构或支承结构(Tragwerkkonstruktion)。另外，也可以将所述导热性支撑装置成形为具有一个用于定子叠片组的内部空间的、相应的孔口的板。如前面已经说明的那样，通常可能的是：由多个单体的或者相互连接的部件实现所述导热性支撑装置。

另外还可能的是：为了例如提供定子相对电动机壳体的固定点，导热性支撑装置在其尺寸方面是超过定子叠片组的外部轮廓伸出的。

此外可能的是：导热性支撑装置由大量不同的导热材料组成，诸如合金或复合材料。

在本发明的另一实施方式中，板材件可以成形为冲压和弯曲件。然而也可以使用任何其他的适当制造方法。

导热性支撑装置可以有益地基本上定位安置于定子端部的附近。由于缠绕出现的力在绕组支持元件的轴向端部上，也就是说在第一定子端部附近，通常为最大。因此，将所述导热性支撑装置定位安置在这个区域内是最有效的。另外，作为对第一导热性支撑装置的补充或者代替第一导热性支撑装置，同样可以在另一定子端部附近定位安置第二导热性支撑装置。

为了使支撑装置相对缠绕丝线张拉的力、也就是说相对特别高的丝线张拉力具有特别抵抗能力，所述导热性支撑装置可以由一种较高强度的材料组成。

作为可选方案，同样可能的是：支撑装置并不实现为一个单体的、独立的构件。也可以通过一种具有多个喷镀步骤(Aufspritzschritt)或涂覆步骤(Auftragungsschritt)的制造方法来生产本发明的定子。为此，首先将一层导热性塑料或复合材料喷镀或涂覆在定子叠片组的内侧面上。在下一个工艺步骤中，喷镀或涂覆一层较高强度的塑料或复合材料，该层满足支撑装置的功能。随后再喷镀或涂覆也由一种导热性塑料或复合材料组成的第三层。

作为此外的可选方案，也可以通过如下方式制造本发明的定子，即，将支撑装置作为独立的构件安置在定子叠片组的端侧上。随后，将形式上为导热性和/或较高强度的塑料或复合材料的过桥绝缘件至少部分地喷镀或涂覆在支撑装置上。

根据本发明定子的另一个可选的制造方法，可以将形式上为较高强度的塑料或复合材料的支撑装置喷镀或涂覆在定子叠片组的端侧上。在这种情况下，需随后安置的过桥绝缘件构造成预制的、独立的构件，该构件可以嵌套到支撑装置上以及定子叠片组的端侧上。支撑装置和/或定子叠片组的端侧为此具有相应的接纳装置。

根据用于本发明定子的另一个可能的制造方法，过桥绝缘件构造成预制的、独立的构件，该构件已经具有一个相应的、作为至少部分地整合之部件的支撑装置。过桥绝缘件可以与该整合的支撑装置共同作为模块嵌套到定子叠片组的端侧上。为此，定子叠片组的端侧重新又具有一个相应的接纳装置。

附图说明

由下文的针对附图的说明可得知其他一些优点。在附图中示出了本发明的一个实施例。附图、说明书和权利要求包含有很多组合的特征。本领域技术人员既可将这些特征以适宜方式视为各自独立也可将其合并为适当的其他组合。

附图中：

图1为具有一个定子叠片组以及一个导热性支撑装置的本发明定子的透视图；

图2为具有定子叠片组以及导热性支撑装置的本发明定子的前视图；

图3为沿着图2的线A-A的剖视图；

图4为第一构造的导热性支撑装置的前视图；

图5为第一构造的导热性支撑装置的透视图；

图6为沿着图4的线C-C的剖视图；

图7为第一构造的导热性支撑装置的侧视图；

图8为第二构造的导热性支撑装置的前视图；

图9为第二构造的导热性支撑装置的透视图；

图10为第三构造的导热性支撑装置的前视图；

图11为第四构造的导热性支撑装置的前视图；

图12为第五构造的导热性支撑装置的前视图；

图13为具有一个定子叠片组以及一个过桥绝缘件的本发明定子的透视图；

图14为具有一个定子叠片组以及一个过桥绝缘件的本发明定子的前视图；

图15为沿着图14的线A-A的剖视图，包括过桥绝缘件内的支撑装置的设置单元的细部视图；和

图16为具有过桥绝缘件的本发明定子的透视图以及包括过桥绝缘件内的支撑装置的设置单元的细部视图。

具体实施方式

图1示出了用于电动机器设备、特别是用于电动机的定子1。

定子1主要包括一个定子叠片组10、一个过桥绝缘件30和一个导热性支撑装置50。

定子叠片组10由多个单体的板材环12构成，这些板材环相互固定连接，因此使定子1以及定子叠片组10具有一个基本上圆筒形的形状。另外，定子叠片组10具有一个外面11、一个内面13以及第一定子端部15和第二定子端部17。

各个板材环12具有一种六角的形状，其中，各相应的角16在板材环12的内侧面和外侧面上是倒圆的。

另外，板材环12还包括六个筋片元件20，这些筋片元件均匀分布地设置在板材环12的内面上并且径向向着板材环12的内部延伸。如果各个板材环12连接成定子叠片组10，各个筋片元件20共同构成六个连续的筋片24，这些筋片沿着定子叠片组10的内面13在该定子叠片组10的整个长度上延伸。

通过板材环12的六角的形状，定子叠片组10便获得具有一个中心通孔25的、圆筒形的六角管的形状。

如图13示出的那样，过桥绝缘件30同样处于一个具有第一端部32、第二端部34、内面36和外面38的、圆筒形的六角管的形状内。过桥绝缘件30在内面38上具有六个均匀分布的绕组支持元件40，这些绕组支持元件径向向着过桥绝缘件30的内部延伸。绕组支持元件40将定子叠片组10的筋片24包围并且具有一个长形的、带有托板44的基体42。每个绕组支持元件40分别利用一种未示出的线材(例如铜线)缠绕成一个定子线圈10。在此，未示出的线材反复地围绕长形的基体42和在绕组支持元件40的托板44的下方缠绕。

如在图4和图7中示出的那样，导热性支撑装置50构造成独立的板材件。

根据导热性支撑装置50的第一构造方式，如在图4中示出的那样，支撑装置50构造成具有内侧面52和外侧面54的、连续的六角环51的形状。在此，环51的各个角既在内侧面52上也在外侧面54上倒圆。导热性支撑装置50也包括六个单体的支撑元件55，这些支撑元件在角之间均匀分布地设置在导热性支撑装置50的内侧面52上并且径向向着导热性支撑装置50的内部延伸。支撑元件55也由第一部段60和第二部段70组成。在此，第一部段60与导热性支撑装置50的环51在同一个平面内延伸。第二部段70与第一部段60成直角地延伸并且同时指向定子叠片组10的第一端点16的方向，参见图1和3。为了防止第一部段60相对第二部段70相对弯曲变形，构造成加强槽的形状的加强元件75定位在第一部段60与第二部段70之间。

图8和9示出了导热性支撑装置50的第二设计形式，在该设计形式中板材件构造成与导热性支撑装置50的第一设计形式类似。导热性支撑装置50的第二设计形式同样具有六个带有各一个第一部段60和第二部段70的支撑元件55。另外，导热性支撑装置50的第二设计形式具有三个弯曲点80a、80b、80c、两个槽口90以及一个封闭装置100。封闭装置100包括一个接纳件110和一个嵌入件120。在此，嵌入件120构造为，使它可以被接纳在接纳件110内并且可以被该接纳件保持。

为了制作第二设计形式的导热性支撑装置50，支撑装置50首先处于一种直的、未封闭的状态中。为了由该支撑装置50产生一个闭合的六角环，使支撑装置50围绕弯曲点80如此地变形或弯曲，即，嵌入件120被接纳在接纳件110内并被该接纳件保持。支撑装置50借此被封闭并且因此成形为一个六角环。槽口90有助于将板材环12变形为六角环。可以在将板材环12变形为六角环之前或之后构成具有第一部段60和第二部段70的支撑元件55。

图10、图11和图12分别示出了用于本发明定子1的导热性支撑装置50的另一个设计形式。

其中图10示出了导热性支撑装置50的第三设计形式，该设计形式包括两个单体的、形式上为板材件的支撑装置部件50a、50b。在此，两个板材件50a、50b中的每个单体板材件均包括一个支撑元件55。

图11示出的是导热性支撑装置50的第四设计形式，该设计形式包括三个单体的、形式上为板材件的、带有各两个支撑元件55的支撑装置部件50c、50d、50e。

另外，图12示出了导热性支撑装置50的第五设计形式，该设计形式包括六个单体的、形式上为板材件的支撑装置部件50f、50g、50h、50i、50j、50k，这些支撑装置部件又分别包括六个支撑元件55。

根据图13至16导热性支撑装置50是过桥绝缘件30的部分地组成整体的组成部分。为此，导热性支撑装置50如此地定位安置在定子叠片组10的第一定子端部15上(参见图1至图3)，即，使支撑装置50的六个支撑元件55的第一部段60贴靠在定子叠片组10的筋片24的端侧上。六个支撑元件55的第二部段70向着定子叠片组10的第一定子端部15的方向延伸。

过桥绝缘件30由一种塑料构成(作为可选方案，也可以使用其他适合的材料或也可以使用不同材料的组合)并且围绕定子叠片组10的内面13喷涂或涂覆。在此，过桥绝缘件30覆盖了定子叠片组10的整个内面13。在此，过桥绝缘件30的端部32、34超过定子叠片组10的定子端部15、17伸出。如前面已经说明的和在图13中示出的那样，过桥绝缘件30的六个绕组支持元件40中的每一个分别包围定子叠片组10的筋片24中一个。围绕六个绕组支持元件40中的每一个分别缠绕未示出的、用于线圈绕组的线材。因此支撑装置50的六个支撑元件55的第一部段60位于定子叠片组10的筋片24的端侧与过桥绝缘件30的绕组支持元件40之间，参见图15和16。因此，支撑元件55的第一部段60针对轴向作用的、由绕组的丝线张拉产生的力支撑着过桥绝缘件30的绕组支持元件40。在此，支撑装置50的六角环贴靠在定子叠片组10的定子端部15、17上。

支撑元件55的第二部段70整合到绕组支持元件40的托板44的前面的端部内(也就是说，该端部位于向着定子叠片组10的第一定子端部15的方向中)，以便借此针对绕组的丝线张拉的径向作用的力支撑该托板44的端部，参见图15至18。

除了支撑装置50针对绕组的丝线张拉的力的支撑作用之外，支撑装置50同样还满足导热功能。在(未示出的)定子线圈内产生的热量通过支撑元件55的第一部段60和第二部段70传递到支撑装置50的六角环上。如前面已经说明的那样，由于支撑装置50的六角环贴靠在定子叠片组10的定子端部15、17上，因此，所产生的热量可以释放到定子叠片组10的外面11上，以便借此降低定子线圈内的温度并避免可能的损伤。

Claims (8)

1.用于电动机器设备、特别是电动机的定子(1)，其包括：

-定子叠片组(10)，该定子叠片组具有第一定子端部(15)和第二定子端部(17)，和

-过桥绝缘件(30)，该过桥绝缘件具有至少一个用于接纳定子线圈的绕组支持元件(40)，

其特征在于：设置有导热性支撑装置(50)，该支撑装置具有至少一个支撑元件(55)，其中，所述支撑元件(55)至少部分地设置在所述绕组支持元件(40)内。

2.如权利要求1所述的定子(1)，其特征在于：每个支撑元件(55)包括第一部段(60)以及第二部段(70)，其中，所述第一部段(60)基本上在第一平面内延伸，而所述第二部段(70)基本上在垂直于所述第一平面的另一平面内以及向着定子端部(15，17)的方向延伸。

3.如权利要求2所述的定子(1)，其特征在于：在第一部段(60)与第二部段(70)之间设置有加强元件(75)。

4.如权利要求1所述的定子(1)，其特征在于：每个支撑元件(55)构造成弯曲轮廓的形状，其中，该支撑元件(55)的自由端分别向着一个定子端部(15，17)的方向延伸。

5.如权利要求1至4之任一项所述的定子(1)，其特征在于：所述导热性支撑装置(50)包括至少一个支撑装置部件(50a，50b，50c，50d，50e，50f，50g，50h，50i，50j，50k)，其中，每个支撑装置部件(50a，50b，50c，50d，50e，50f，50g，50h，50i，50j，50k)包括至少一个支撑元件(55)。

6.如权利要求1至5之任一项所述的定子(1)，其特征在于：所述导热性支撑装置(50)基本上构造成环形的板材件。

7.如权利要求6所述的定子(1)，其特征在于：所述板材件成形为冲压和弯曲件。

8.如权利要求1至7之任一项所述的定子(1)，其特征在于：所述导热性支撑装置(50)由较高强度的材料构成。