CN105391199B - 电气机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气机器，具有叠片组，叠片组包括多个彼此叠放的叠片，叠片是能够通电的绕组的载体并且由防止扭转地连接的承载套筒容纳。所述叠片和所述承载套筒通过热收缩而传力地连接，此外在叠片上设置了径向伸出的隆起，隆起伸进所述承载套筒的壁中。

Description

电气机器

技术领域

本发明旨在一种根据权利要求1的前序部分所述的电气机器。

背景技术

DE 195 23 789 Al中描述了无刷的电动马达，其定子包括许多彼此层叠的定子叠片形成的，所述定子叠片是能够通电的、用于产生磁场的绕组的载体，该磁场与转子的永磁体相互作用。转子包括位于内部的轴，该轴是搭接定子的转子壳体的载体，在该转子壳体的内侧上布置了永磁体，所述永磁体关于定子位于径向外部。定子叠片具有中央的凹槽并且放置在承载套筒上。

发明内容

本发明所针对的任务在于，利用简单的措施如此地构造出具有叠片组的电气机器，从而在叠片组和容纳的承载套筒之间的连接在变化的温度中也保持稳定。

根据本发明用权利要求1的特征解决该任务。从属权利要求说明了针对性的改型方案。

根据本发明的电气机器能够作为电气的驱动马达而应用，例如作为在机动车中的辅助机组中的调节马达应用、例如作为在制动系统中的电气的伺服马达应用或者作为用于窗板刮水器驱动装置或诸如此类的辅助马达而应用，亦或者作为手持的工具机的马达而应用。电气机器包括具有多个彼此叠放的、成层的叠片的叠片组，所述叠片是能够通电的绕组的载体。在运行中，绕组产生了磁场，该磁场驱动机器。在将机器用作发电机时，通过强制的转动而产生电磁场，该电磁场导致了电流流动。

叠片防止扭转地与承载套筒相连。在所有或一部分叠片和承载套筒之间的连接根据本发明是以两个不同的、结合的方式而进行的：一方面以传力的方式通过热收缩，而另一方面则以机械的方式，办法是，至少在叠片的一部分上布置了径向伸出的隆起，所述隆起伸入承载套筒的相邻的壁中。由于在叠片和承载套筒之间的双重连接便产生了相应安全的连接，该连接对强烈的温度振荡而言也具有耐受力。尤其避免的情况是，在强烈升温的情况下所述连接由于承载套筒和叠片的不同的膨胀特性而被解除。虽然在该情况下，通过热收缩所产生的、在叠片和承载套筒的相向的壁侧面之间的传力的接触能够消除，从而形成叠片和承载套筒的小的间隙；但是，叠片和承载套筒的相对位置的变化在该情况中由于叠片上的径向伸出的、伸入承载套筒的壁中的隆起而避免。隆起沿着径向足够广泛地通过叠片的围面而延伸出来，以便桥接在叠片和承载套筒之间可能形成的空气间隙，从而至少在隆起的区域中，在叠片和承载套筒之间的接触保持存在并且在形成空气间隙的情况下也保留连接。

隆起的尖部压入承载套筒的所面对的壁侧面中，从而建立了传力的或者说摩擦配合的连接，在可能的情况下也通过隆起伸入承载套筒的材料中的方式而建立起形状配合的连接。在正常条件下，如果叠片由于通过热收缩而得到的连接而平面地贴靠在承载套筒的壁上，则隆起相对地在很大程度上相对地伸入承载套筒的材料中。如果在强烈的升温情况下在叠片和承载套筒之间的平面的接触解除，则虽然隆起在承载套筒的壁中的进入深度也减小，但是在隆起和承载套筒之间仍然保留了接触，以用于保证在叠片和承载套筒之间的相对位置。

在叠片和承载套筒之间的连接建立时，构件在加热的状态中接合到彼此中，其中为了避免高的接合力而有利地如此选择尺寸和配合，从而在叠片和承载套筒之间存在最小间隙。在可能的情况下，能够在装配过程期间对在隆起和承载套筒的壁之间的滑动的接触进行容忍。在之后的冷却中，通过收缩过程而实现了在叠片和承载套筒的相向的壁之间的平面的抵靠，这导致了在这些构件之间的所期望的传力的连接；同时，收缩引起的是，在叠片上的径向的隆起伸进或者说压入承载套筒的壁中。

叠片能够是定子的组成部分，其中优选地，所述承载套筒环围所述叠片，并且径向伸出的叠片布置在叠片的外侧上并且伸入所述承载套筒的内壁中。当然可能的实施方案是，其中所述承载套筒构成了位于内部的部件，在该部件上放置了叠片；在该情况中，隆起位于叠片的内环上并且径向向内指向并且伸入所述承载套筒的外壁中。

根据另一个实施方案，所述叠片构成了电气机器的转子的组成部分，尤其在作为外转子马达的实施方案中。承载套筒在该实施方案中优选地环围了叠片，所述叠片相应于此在其外侧上具有径向向外伸出的隆起，所述隆起伸入所述承载套筒的内壁中。

根据另一个针对性的实施方案，用叠片环和径向定向的绕组齿来构造所述叠片，绕组齿是绕组的载体。绕组齿优选地径向向内、在可能的情况下径向向外而突伸。在具有径向向内指向的绕组齿的实施方案中，隆起位于叠片环的外侧上并且根据其它有利的实施方案而布置在绕组齿的高度上。该实施方案具有的优点在于，隆起布置在绕组齿的对置的侧面上并且因此位于叠片的、沿着径向厚壁地构造的部位上。不仅可能的是以下实施方案，即在所述实施方案中径向的隆起布置在各个绕组齿的高度上，也可能的是以下实施方案，即对所述实施方案而言仅仅为绕组齿的一部分、例如为各第二绕组齿相应配设了在叠片环的对置的侧面上的隆起。对在后提到的实施方案而言，能够将直接互相叠加的叠片在叠片组中以以下方式角偏置地布置，即隆起在不同的、互相叠加的叠片上不位于共同的轴向的线中，而是沿着周向偏置地布置。

根据另外的针对性的实施方案，隆起具有仅仅一个相对于叠片的侧面的相对微小的径向突出。基本足够的是，隆起的径向高度仅仅与在接合过程期间对加热的部件而言所存在的、在叠片侧和承载套筒的所面向的壁侧之间的空气间隙的大小相比一样或稍微更大。这实现了用微小的力来使得叠片组和承载套筒沿轴向接合，同时，对在运行中所最大出现的温度而言，保证了在隆起和承载套筒的壁之间的接触，从而在所有出现的条件下避免了在叠片和承载套筒之间的相对位置的变化。

隆起相对于叠片的侧面的径向高度优选地最大计为0.1mm。可以针对性地将径向高度限定到更小的值上，例如限定在最大0.02mm，其中在可能的情况下0.01mm的最小隆起是针对性的。

此外，能够有利的是，使得隆起向外是逐渐变尖的，以便使得压入或者说伸进承载套筒的壁中较为容易。隆起例如具有三角形的横截面或者能够例如锥形地构造。在可能的情况下，当然也考虑隆起的被截平的尖部。

根据另一个针对性的实施方案，隆起沿着周向的延伸计为不大于径向高度的两倍。同样，通过该条件获得了向外的逐渐变尖，这使得伸进或压入承载套筒的壁中较为容易。

根据又一个另外的针对性的实施方案，叠片拥有比承载套筒更高的屈服极限。叠片的更大的屈服极限或者说承载套筒的更小的屈服极限随着叠片的更大的硬度或者说承载套筒的更小的硬度而出现，从而同样地改善了隆起到承载套筒的壁中的压入或伸进。承载套筒例如由铝或具有至少50%的铝的份额的铝原料形成。叠片能够由钢制成。

在叠片上的隆起能够例如通过冲压而制成。也可能的是通过刻槽来产生，办法是，利用合适的工具将沟槽压入叠片的侧面中，并且通过塑性变形将叠片材料沿着径向挤压，这导致了所期望的隆起。

附图说明

其它的优点和针对性的设计方案可从其它的权利要求、附图描述和附图中得到。其中：

图1是径向通过电气机器的剖面，该电气机器构造为内转子马达，其中位于外部的定子具有叠片组，该叠片组由构成了壳体构件的承载套筒包围，在叠片组的叠片上具有径向向外伸出的隆起，

图2是在透视图中的具有前后布置的叠片的叠片组，所述叠片在其径向外侧上承载了隆起，

图3是具有径向向外定向的隆起的叠片的部分剖视图，该隆起是由刻槽和材料挤压所产生的。

在附图中相同的部件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中以截取部分的方式示出了电气机器1，该电气机器设计为内转子式并且包括环围的定子2以及位于内部的转子3。定子2由具有许多单个的、彼此层叠的叠片5（图2）的叠片组4和环围的承载套筒6组成，该承载套筒与具有叠片的叠片组4连接。单个的叠片5包括环绕的叠片环7以及一体地与叠片环7构造的、径向向内延伸的绕组齿8，绕组齿是能够通电的绕组9的载体。在周向上分布地将多个绕组齿8布置在叠片环7上，绕组齿分别径向向内指向并且绕组9分别缠绕在绕组齿上。各个绕组齿8的位于径向内部的齿顶10是拓宽设计的并且由此提供了对绕组9的限定和支撑。在齿顶10上，转子3以微小的径向间距相邻。

电气机器例如构造为永磁激励的机器并且在定子3上具有永磁体，永磁体的磁场与通电的绕组9的磁场共同作用。

隆起11是与叠片环7一体构造的，隆起位于叠片5的外部侧面上并且分别布置在绕组齿8的高度上。隆起11沿着径向越过叠片环的外部的侧面并且伸入承载套筒6的内壁中，该承载套筒构成了壳体构件。叠片环5的外部侧面平面地靠置在承载套筒6的内壁上并且通过热收缩过程而传力地与承载套筒连接。为了建立在叠片5和承载套筒6之间的连接而将这两个具有不同的热膨胀系数的构件加热。有利地，承载套筒6由铝材料形成并且叠片5由钢形成。承载套筒6的热膨胀系数优选地大于叠片5的热膨胀系数，从而在对这两个构件进行加热的情况下，承载套筒6更强地径向延展。这结合叠片5的相应定尺寸设计的外直径或者说承载套筒6的内直径而导致在叠片5的外侧和承载套筒6的内侧之间的微小的径向间隙，从而叠片组4能够不用力或者至少只用微小的力而插入所述承载套筒6中。对之后的冷却而言，所述承载套筒6比叠片5更强烈地收缩在一起，从而彼此相邻的壁面互相贴靠并且传力地连接。同时，位于外部的、径向伸出的隆起11伸进承载套筒6的内壁中并且额外地改善了在叠片5和承载套筒6之间的连接。

在根据图1的实施例中，隆起11具有三角形的横截面，隆起位于绕组齿8的高度并且相对于绕组齿8径向对置地布置在叠片环7的外侧上。在图1中为各个绕组齿8配设了隆起11。但是，在根据图2的实施例中，仅仅为各个第二绕组齿8配设了隆起11，此外隆起11对直接互相接续的叠片5而言沿着周向偏置地布置，从而第一叠片5的隆起位于直接接续的叠片的绕组齿8的高度上。由此改善了叠片组4与承载套筒6的连接。

在根据图1和2的实施例中，在横截面中呈三角形的隆起11具有相对于叠片5的外部侧面的径向高度，该径向高度优选地计为0.01mm到0.02mm。这即便在电气机器的工作期间的强烈的温度升高以及由此引发的会导致在叠片的外侧和承载套筒的内侧之间的间隙的热膨胀的情况下也是足够的，该间隙由隆起11桥接，从而虽然有热膨胀，但是在叠片和承载套筒之间的接触得以保留，并且在这些构件之间的相对位置不改变。

隆起11向外逐渐变尖地构造。隆起11沿着周向的延伸有利地最大计为径向高度的两倍，在可能的情况下最大仅仅计为与径向高度相同的值。由此保证的是，隆起11相对地逐渐变尖，这使得压入承载套筒6的内壁较为容易。

隆起11例如在冲压所述叠片时一同产生。在根据图3的实施例中示出了用于产生隆起11的替代方案。在此利用合适的工具将沟槽12置入叠片5的外部侧面中，从而叠片的材料径向向外挤压并且构成了隆起11。

Claims (11)

1.电气机器，具有叠片组（4），所述叠片组包括多个彼此叠放的叠片（5），所述叠片是能够通电的绕组（9）的载体，并且所述电气机器具有容纳所述叠片（5）的、防止扭转地连接的承载套筒（6），其特征在于，单个的叠片（5）包括环绕的叠片环（7）以及一体地与所述叠片环（7）构造的、径向向内延伸的绕组齿（8），至少一部分所述叠片（5）和所述承载套筒（6）通过热收缩而传力地彼此连接，并且至少一部分所述叠片（5）具有径向伸出的隆起（11），所述隆起伸入相邻的、所述承载套筒（6）的壁中，其中，所述隆起（11）向外逐渐变尖，其中，所述承载套筒（6）的热膨胀系数大于所述叠片（5）的热膨胀系数，从而在对这两个构件进行加热的情况下，所述承载套筒（6）更强地径向延展。

2.按照权利要求1所述的机器，其特征在于，所述隆起（11）在所述叠片环（7）的外侧上在所述绕组齿（8）的区域中布置。

3.按照权利要求2所述的机器，其特征在于，为仅仅一部分所述绕组齿（8）分别配设了在所述叠片环（7）的外侧上的隆起（11）。

4.按照权利要求1到3中任一项所述的机器，其特征在于，所述隆起（11）相对于所述叠片（5）侧面的径向高度最大计为0.1mm。

5.按照权利要求4所述的机器，其特征在于，所述隆起（11）的径向高度位于0.01mm和0.02mm之间。

6.按照权利要求4所述的机器，其特征在于，所述隆起（11）在周向上的延伸最大计为所述径向高度的两倍。

7.按照权利要求1所述的机器，其特征在于，是所述隆起（11）的载体的所述叠片（5）具有比承载套筒（6）更高的屈服极限。

8.按照权利要求1所述的机器，其特征在于，所述承载套筒（6）由铝形成或具有至少50%的铝份额。

9.按照权利要求1所述的机器，其特征在于，所述叠片（5）上的隆起（11）能够通过冲压或刻槽而制成。

10.按照权利要求1所述的机器，其特征在于，所述叠片组（4）是定子（2）的部件。

11.按照权利要求1所述的机器，其特征在于，所述叠片组（4）是构造为外转子马达的机器（1）的转子（3）的部件。

Images