CN105594101A - 用于电机的组件，用于制造组件的方法和具有组件的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机(1)的组件(10)，包括可在旋转轴(11)中旋转的转子(12)和布置在转子(12)的周面上的、与转子(12)连接的磁体元件(15)。按照本发明规定，在转子(12)和磁体元件(15)之间的连接设计成钎焊连接(25)。

Description

用于电机的组件，用于制造组件的方法和具有组件的电机
现有技术
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于电机的组件。此外本发明涉及一种用于制造按照本发明的组件的方法以及一种电机和按照本发明的组件的用途。
按照权利要求1的前序部分的用于电机的组件由实际中已经已知。它是例如电动机的组成部分，其中永久磁体元件被布置在可转动地支支承的转子的圆周上，其中永久磁体元件，以下仅仅称为磁体元件，与布置在尤其极壳的区域中的、位置固定的和可通电流的金属线线圈共同作用。这种磁体元件在转子的圆周上的固定在实际中通过粘接、绑带绑扎或借助于在磁体元件和转子之间的形状配合连接来实施。此外已知，将磁体元件集成到转子结构中。在每种情况下都希望磁体元件与转子具有机械上牢固的连接，以便避免由于在转子旋转时产生的离心力磁体元件与转子的圆周脱开，这必然导致电动机失灵或破坏。此外希望有相对简单的安装，其可以在工艺技术上特别好地监控，以及装备了组件的电机的高的效率。在磁体元件中，该磁体元件或者通过形状配合连接或者通过集成到转子结构中而与转子连接，其缺陷是，由于与可磁传导的转子材料的磁性的相互作用，电机具有相对较差的效率。在磁体元件与转子粘接的情况下被看作有缺陷的是，粘接剂有排气的倾向并且要求一定的硬化时间，以便磁体元件可靠地固定在转子上。在这个硬化时间期间至少暂时不能够进行其它的加工或安装转子到电机上。此外在粘接情况下的安装精确度依据具体地情况考虑不是最佳的。在绑带绑扎磁体元件到转子结构上的情况下绑带的材料增大在金属线绕组和磁体元件之间的空气隙，由此可达到的效率也减小。
本发明的公开
从所示的现有技术出发，本发明基于的任务是，如此地改进按照权利要求1的前序部分的用于电机的组件，即避免上述缺陷。这个任务按照本发明在一种具有权利要求1的特征的用于电机的组件中这样地解决，即在转子和磁体元件之间的连接设计成钎焊连接（焊接连接）。钎焊连接作为材料配合连接方式与粘接连接相比较尤其具有优点，磁体元件特别牢固地与转子连接，由此可以传递特别高的径向力。这具有优点，用按照本发明的组件装备的电机实现特别高的转速。此外连接可以承受直到焊料的熔化温度，其中依据焊料的选择，与粘接连接相比较，实现在运行期间较高的温度。这种高的运行温度在粘接连接情况下仅仅在使用专门的粘接剂下才可能，其可能地要相当昂贵和/或成本高地加工。此外被看作有利的是，避免如在粘接剂情况下的排气并且实现磁体元件在转子上的特别好的热连接。按照本发明的组件的制造和安装时间相对于现有技术也就此被缩短，即不需要如在使用粘接剂的情况下的硬化时间。
按照本发明的组件的有利的扩展方案在从属权利要求中给出。
在组件的第一扩展方案中建议，磁体元件配设用于改善可焊性的涂层。这种涂层例如可以在NdFeB-磁体元件的情况下通过Ni在使用Sn基的焊料下实施。
为了实现尽可能高的效率，此外建议，磁体元件的形状至少基本上匹配于在与磁体元件连接区域处转子的横截面的形状。这意味着，磁体元件尤其圆弧段形地构造，其中，在转子的外周面和磁体元件之间仅仅还需要考虑较薄的焊料层。
为了防止在磁体元件的磁性材料中的机械应力，其例如由于磁体元件和转子的材料的不同的热膨胀系数产生，在本发明的另一个有利的设计方案中规定，转子在与相应的磁体元件的重叠区域中具有至少一个，最好多个缝形的凹部，其从转子的圆周表面开始。在这种马达或磁体元件的通常的结构形式情况下，该凹部此外平行于转子的旋转轴延伸。
磁体元件在转子上的特别好的连接被实现，如果在转子和磁体元件之间的连接除了钎焊连接之外还附加地具有形状配合连接的话。
在一个具体的设计方案中，这种形状配合连接规定至少一个，最好两个，布置在转子或磁体元件的相对置的侧面处的凸起，该凸起与在磁体元件或转子上的反向相同的凹部共同作用。在使用仅仅一个形状配合连接的情况下此时可以实现优点，即钎焊连接仅仅在一个侧面上在转子和磁体元件之间设置，而尤其在与钎焊连接相对置的一侧上构造形状配合连接，最好在具有稍微的间隙下。这种构造实现在磁体元件或转子被加热时相应的元件在形状配合连接的区域中的膨胀，由此可以避免或至少减小机械应力。
在一种用于制造按照本发明的组件的方法中，其中借助于材料配合连接使磁体元件与转子连接，按照本发明规定，磁体元件与转子钎焊（焊接）。
作为可能的合适的焊接方法，不仅考虑涂覆而且考虑摩擦或连接钎焊工艺。
此外在第一可能的方法中可以设想，作为磁体元件，使用这样的磁体元件，其在与转子连接之前是未磁化的。这种方法具有优点，尤其是在较高温度下，如该温度典型地在焊接时依据使用的焊料出现，可以避免在磁化的磁体元件中的去磁损失。由此在没有附加的措施下也实现使用具有较高的熔化温度的焊料(其因此允许转子的特别高的热负荷)，而不必为此承受由于弱磁化的磁体元件造成的电机的差的效率。
但是备选地也可能的是，使用在与转子连接之前已经被磁化的磁体元件。这种方法可以在制造技术上必要时更简单地结合到安装过程中，因为可以放弃对磁体元件的事后磁化。
为了在方法的最后提及的变型中，在该变型中使用在与转子连接之间已经磁化的磁体元件，避免或减小元件的去磁损失，可以规定，在与转子焊接期间磁体的去磁温度被提高。去磁温度的这种提高可以通过使用合适的由现有技术中本身已知的装置实现。
此外可以规定，在磁体元件和转子之间的钎焊连接仅仅在周向上的重叠区域的一个部分区域上构成，以便能够一方面简化制造过程和另一方面必要时更好地补偿由于磁体元件的不均匀的加热由于不均匀的应力造成的机械应力。
最后本发明也包括一种电机，尤其作为机动车中的舒适性驱动装置的组成部分，其包括按照本发明的组件或按照描述的方法制造的组件。在机动车中的这种舒适性驱动装置在此尤其，但不是限制性地，理解为车窗升降器驱动装置、座椅调节驱动装置、滑动天窗驱动装置或类似物。
本发明的其它的优点、特征和细节由以下对优选实施例的描述以及依据附图得出。
附图中示出:
图1是通过按照本发明的组件的简化的横截面，其中磁体元件借助于钎焊连接与转子连接，
图2是相对于图1修改的组件，其中磁体元件附加地借助于形状配合连接与转子连接和
图3是在使用在转子上的在纵向上延伸的窄缝下相对于图1修改的组件。
相同的元件或具有相同的功能的元件在图中具有相同的附图标记。
在图1中非常简化地示出用于电机1的第一按照本发明的组件10。电机1尤其是作为机动车中的舒适性驱动装置如座椅调节驱动装置、车窗升降器驱动装置、滑动天窗驱动装置或类似物的组成部分的电动机。但是本发明应该不限于组件10的这种使用。
组件10包括可在旋转轴11中旋转地支承的转子12，它在实际中通常由许多在图1的图平面中垂直地上下堆摞的金属板元件组成，它们可旋转地支承在一个轴中(没有示出)，其同时形成旋转轴11。转子12在理想情况下具有圆柱形地构造成的圆周表面13，在其上固定多个，至少两个，但是在实际中例如四个磁体元件15。在图中在此处为了简单起见仅仅示出一个惟一的磁体元件15。磁体元件15这样地具有圆弧段形的形状，磁体元件15的内圆周表面16基本上与转子12的圆周表面13相匹配。组件10的磁体元件15与可交替通电流的金属线绕组18共同作用，它的金属线基本上垂直于图的图平面延伸，并且它们在径向上以很小的间距或空气隙围住磁体元件15。为此金属线绕组18例如布置在电机1的定子20的内圆周上并且附加地与其浇注在一起。
按照本发明规定，在磁体元件15和转子12之间的连接通过钎焊连接25实施。在图1中示出的实施例中钎焊连接25的焊料26以较小的层厚这样地布置在圆周表面13和磁体元件15之间，即它在磁体元件15的整个圆弧段上延伸。在此情况下例如可以设置多个，垂直于图1的图平面布置的、分别圆弧形的具有焊料26的部段，由此焊料26不是布置在转子12和相应的磁体元件15之间的整个重叠区域中。在图1示出的实施例的修改中也可以规定，焊料26例如仅仅在磁体元件15和转子12之间的圆弧段的一个部分区域上延伸和例如垂直于图1的图平面在磁体元件15的整个长度上延伸。
在图2中示出的组件10a中除了钎焊连接25以外在转子12a和磁体元件15a之间附加地设置形状配合连接30。为此磁体元件15a在纵向上，即垂直于图2的图平面在相对置的端面处分别具有一个大致上半圆形构造的凹部31，32，其与转子12a的反向（倒置）相同的凸起33，34共同作用。钎焊连接25的焊料26在此情况下位于形状配合连接30的区域中，即尤其在凹部31，32以及凸起33，34的区域中。通过将焊料26布置在该区域中，在磁体元件15a和转子12a之间也实现一定的安装间隙，其方便磁体元件15a在转子12a上的安装。
在图3中示出的组件10b与按照图1的组件10a的区别在于，在转子12b和磁体元件15之间的重叠区域中在转子12b的圆周表面13中在纵向上，即垂直于图3的图平面，构造至少一个，在示出的实施例中两个纵向窄缝（切口）35。通过该窄缝35，在转子12b上形成连接条36，在连接条处形成钎焊连接25或布置焊料26。在图3中示出的两个连接条36之间，转子12b此外具有一个中间区域37，在该中间区域和磁体元件15的相对的表面之间不形成钎焊连接25。
补充地说明，在全部组件10，10a和10b中可能的是，不仅使用磁体元件15，15a，其已经在与转子12，12a，12b焊接之前被磁化，而且使用这样的磁体元件，其在连接之后才被磁化。此外可以规定，为磁体元件15，15a设置涂层，尤其是用于改善焊接能力。本发明原则上也可以转用到其它的结构类型的机器上，例如线性马达。

Claims (13)

1.用于电机(1)的组件(10;10a;10b)，包括可在旋转轴(11)中旋转的转子(12;12a;12b)和布置在转子(12;12a;12b)的周面上的、与转子(12;12a;12b)连接的磁体元件(15;15a)，
其特征在于，
在转子(12;12a;12b)和磁体元件(15;15a)之间的连接设计成钎焊连接(25)。
2.根据权利要求1所述的组件，
其特征在于，
磁体元件(15;15a)配有用于改善可焊性的涂层。
3.根据权利要求1或2所述的组件，
其特征在于，
磁体元件(15;15a)的形状至少基本上对应于转子(12;12a;12b)在与磁体元件(15;15a)的连接区域处的横截面的形状和尤其是圆弧段形地构造成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，
其特征在于，
转子(12b)在与相应的磁体元件(15)的重叠区域中具有至少一个，最好多个从转子(12b)的圆周表面(13)开始的、缝形的凹部(35)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，
其特征在于，
在转子(12a)和磁体元件(15a)之间的连接附加地具有形状配合连接(30)。
6.根据权利要求5所述的组件，
其特征在于，
所述形状配合连接(30)包括至少一个，最好两个，布置在转子(12a)或磁体元件(15a)的相对置的侧面处的凸起(33，34)，所述凸起与在磁体元件(15a)中或在转子(12a)中的反向相同的凹部(31，32)共同作用。
7.用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的组件(10;10a;10b)的方法，其中磁体元件(15;15a)借助于材料配合连接与转子(12;12a;12b)连接，
其特征在于，
磁体元件(15;15a)与转子(12;12a;12b)钎焊。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
作为钎焊工艺，使用涂覆或摩擦或连接钎焊工艺。
9.根据权利要求7或8所述的方法，
其特征在于，
作为磁体元件(15;15a)使用非磁化的磁体元件(15;15a)，其在与转子(12;12a;12b)连接之后才被磁化。
10.根据权利要求7或8所述的方法，
其特征在于，
作为磁体元件(15;15a)使用，其在与转子(12;12a;12b)连接之前被磁化。
11.根据权利要求10所述的方法，
其特征在于，
磁体元件(15;15a)的去磁温度在与转子(12;12a;12b)焊接期间被提高。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，
其特征在于，
在磁体元件(15;15a)和转子(12a;12b)之间的钎焊连接(25)仅仅在周向上的重叠区域的一个部分区域上形成。
13.电机(1)，尤其作为在机动车中的舒适驱动装置的组成部分，包括根据权利要求1至6中任一项所述的组件(10;10a;10b)或根据权利要求7至11中任一项所述的方法制造的组件(10;10a;10b)。
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