CN106100176B - 电机的转子、用于制造电机的转子的方法和相应的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机(1)的转子(3)、用于制造电机的转子的方法和相应的电机。该转子(3)包括多个布置在转子(3)的外侧上的永磁体(13)和用于固定永磁体(13)的围绕永磁体(13)缠绕的卷绕带(15)。在此，卷绕带(15)具有第一带端部(33)和第二带端部(34)，该第一带端部固定在至少一个永磁体(13)的表面上，该第二带端部是卷绕带(15)的最外面的带部段(15.3)的端部，并且固定在卷绕带(15)的位于最外面的带部段(15.3)下面的带部段(15.2)上。卷绕带(15)利用预张紧如下地围绕永磁体(13)缠绕，使得卷绕带(15)的至少一个带部段(15.1至15.3)在每个永磁体(13)的区域内具有能预设的最小预张紧。

Description

电机的转子、用于制造电机的转子的方法和相应的电机
技术领域
本发明涉及一种具有多个布置在转子的外侧上的永磁体的、电机的转子，一种用于制造电机的转子的方法和相应的电机。
背景技术
这种转子例如使用在伺服电机和快速旋转的电机中。在具有位于外部的永磁体的转子中，为了固定永磁体而常常利用由抗拉的材料构成的卷绕带绑扎永磁体。为了容纳卷绕带的带端部，在叠层处理的转子中通常使用所谓的端盘，该端盘相应地抵靠在转子的转子板叠的端部区域处并且在该端盘上固定有带端部。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种具有多个布置在转子的外侧上的永磁体的、电机的改进的转子和一种用于制造这种转子的方法。
电机的根据本发明的转子包括多个布置在转子的外侧上的永磁体和用于固定永磁体的围绕永磁体缠绕的卷绕带。在此，卷绕带具有第一带端部，该第一带端部固定在至少一个永磁体的表面上。此外，最外面的带部段具有卷绕带的第二带端部，该第二带端部固定在卷绕带的位于最外面的带部段下面的带部段上。卷绕带利用预张紧如下地围绕永磁体缠绕，使得至少一个带部段在每个永磁体的区域内具有能预设的最小预张紧。
与从现有技术中已知的、具有布置在外侧并通过卷绕带固定的永磁体的转子不同，卷绕带的带端部并不是相应地固定在转子的一个端盘上，而是固定在至少一个永磁体的表面上或固定在卷绕带本身上。因此能够取消用于固定带端部的端盘，由此有利地一方面能够降低用于制造转子的成本，并且另一方面能够更紧凑地构造转子和电机，因为通过取消端盘能够减小转子的纵向延伸部。此外，通过利用卷绕带的相应至少一个带部段的能预设的最小预张紧缠绕全部永磁体，全部永磁体能够安全地保持在转子的外侧上。
本发明的设计方案提出，第一带端部借助粘合连接固定在至少一个永磁体的表面上。在此，该粘合连接有利地包括至少一个将第一带端部固定在至少一个永磁体的表面上的胶带。
粘合连接，尤其是借助于胶带的粘合连接，有利地实现了能够简单并能成本低廉地实现的、带端部在至少一个永磁体上的固定。
本发明另外的设计方案提出，第一带端部布置在转子的纵向延伸部的中间区域中。
带端部的这种中心的固定是有利的，因为该固定实现了卷绕带的对称的实施。
本发明另外的设计方案提出，卷绕带具有多个彼此连接的带部段，该带部段相应地螺旋式地围绕永磁体缠绕。在此，各两个相邻的带部段以彼此相对的缠绕方向缠绕，并且两个带部段中的一个至少部分地围绕另一个带部段缠绕。有利地，带部段还形成至少两个互相重叠设置的卷绕层。
具有卷绕带的永磁体的这种螺旋式的、特别是至少两层的缠绕以彼此相对的缠绕方向有利地实现了永磁体的稳定的固定，其中在需要的情况下，卷绕带的预张紧在转子的不同的区域内能够改变。
例如，第二带端部在此焊接在位于最外面的带部段下面的带端部上。
由此，有利地特别可靠和持久地固定第二带端部。
在用于制造电机的根据本发明的转子的根据本发明的方法中，卷绕带的第一带端部固定在至少一个永磁体的表面上，并且随后，卷绕带的多个彼此连接的带部段依次相应地螺旋式地围绕永磁体缠绕。在此，各两个相邻的带部段以彼此相对的缠绕方向缠绕，并且两个带部段中的一个至少部分地围绕另一个带部段缠绕。此外，卷绕带的形成最外面的带部段的端部的第二带端部固定在位于最外面的带部段下面的带部段上，并且卷绕带利用预张紧如下地围绕永磁体缠绕，使得卷绕带的至少一个带部段在每个永磁体的区域内具有能预设的最小预张紧。
该方法实现了具有以上已经阐述的优点的转子的制造。特别是不需要用于固定带端部的端盘。
有利地，第二带端部焊接在位于最外面的带部段下面的带部段上，并且借助薄膜胶带按压在位于最外面的带部段下面的带部段上。当最外面的带部段与位于该最外面的带部段下面的带部段的焊接连接硬化之后，有利地从卷绕带上移除薄膜胶带。
通过第二带端部的焊接实现了第二带端部的可靠的和持久的固定。通过借助薄膜胶带将第二带端部按压在位于下面的带部段上，在此有利地避免了第二带端部的一部分从转子上突起和由此能够引起电机的在围绕转子的定子处的转子的滑动。通过在焊接连接硬化之后移除薄膜胶带，有利地减轻了转子的重量，并且避免了通过薄膜胶带引起的转子的不对称。
特别地，本发明提出在电机中使用根据本发明的转子，该电机设计为同步电机，特别设计为伺服电机。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及实现该特性、特征和优点的方式和方法联系下面对实施例的描述变得更加清楚易懂，该实施例联系附图更加清楚地阐明。在此示出：
图1以剖视图示意性地示出电机，
图2示出具有多个布置在转子外侧上的永磁体的电机转子的在实施卷绕带的第一阶段的侧视图，卷绕带围绕该永磁体缠绕，
图3示出在图1中所示的转子的在实施卷绕带的第二阶段的侧视图，
图4示出在图1中所示的转子的在实施卷绕带的第三阶段的侧视图，
图5示出在图1中所示的转子的在实施卷绕带的第四阶段的侧视图，并且
图6示出在图1中所示的转子的在实施卷绕带的第五阶段的侧视图。
彼此相应的部分在全部视图中设有相同的标号。
具体实施方式
图1以剖视图示意性地示出了电机1。电机1包括转子3、定子5和电机壳体7。电机1例如设计为是同步电机的伺服电机。
转子3包括转子轴9、围绕转子轴9的部段布置的转子板叠11、多个布置在转子板叠11外侧上的永磁体13和用于在转子板叠11上固定永磁体13的围绕永磁体13缠绕的卷绕带15。转子轴9的纵向轴线17定义了轴向方向。永磁体13如下地布置在转子板叠11上，使得永磁体形成多个在轴向上依次布置的永磁体13的磁体排，其中，该排并排地并且彼此平行地在转子板叠11的圆周上延伸。可选地，转子板叠11具有用于容纳平衡工具(Wuchtkits)的(没有示出的)开口。卷绕带15例如由碳纤维增强材料(CFK)或者玻璃纤维增强材料(GFK)制造，该玻璃纤维增强材料可选地包含附加的树脂基体。
电机壳体7包括基本上为圆柱形的壳体罩19，该壳体罩包围转子板叠11、永磁体13和转子3的卷绕带15，并且定子5通过气隙21与转子3有间隔地布置在该壳体罩的内表面上。此外，电机壳体7包括两个基本上为盘形的轴承端盖23，25，这些轴承端盖布置在壳体罩19的轴向上相对设置的端部处，并分别承载轴承27，29，在该轴承中支承有转子轴9。
图2至6说明了用于在制造转子3时利用卷绕带15缠绕永磁体13的根据本发明的方法。在此，图2至6示出借助于(仅示意性地示出的)卷绕装置31施加卷绕带15的不同阶段中的转子3的侧视图。
图2示出了施加卷绕带15的开始，其中在转子3的轴向延伸部的中间区域中的卷绕带15的第一带端部33固定在至少一个永磁体13的表面上。在此，第一带端部33借助于粘合连接，例如借助于至少一个胶带，固定在至少一个永磁体13的表面上。
随后根据图3中的示意图，卷绕带15的第一带部段15.1从第一带端部33起借助卷绕装置31以第一缠绕方向35螺旋式地围绕永磁体13缠绕，直到磁体排的第一轴向端部附近。
然后根据图4中的示意图，卷绕带15的缠绕方向反转，并且卷绕带15的与第一带部段15.1连接的第二带部段15.2以与第一缠绕方向35相对的第二缠绕方向37螺旋式地围绕永磁体13和第一带部段15.1缠绕，直到磁体排的第二轴向端部附近。
接下来根据图5中的示意图，卷绕带15的缠绕方向再次反转，并且卷绕带15的与第二带部段15.2连接的第三带部段15.3以第一缠绕方向35螺旋式地围绕永磁体13和第二带部段15.2的一部分缠绕，直到大约磁体排的中心，使得带部段15.1至15.3形成两个互相重叠设置的卷绕层。
此后，卷绕带15的在第三带部段15.3的端部的第二带端部34焊接在第二带部段15.2上，并且根据图6借助于薄膜胶带39按压到第二带部段15.2上。最后，当第三带部段15.3与第二带部段15.2的焊接连接硬化之后，从卷绕带15上移除薄膜胶带39。
在图2至6中示出的卷绕带15的施加中，卷绕带15利用预张紧围绕永磁体13缠绕，其中，该预张紧优选地在缠绕期间从初始值提高到终值并然后保持在终值上，使得在每个永磁体13的区域内至少一个带部段15.1至15.3具有能预设的最小预张紧。
尽管在细节上通过优选的实施例详细地说明和描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的实例以及本领域技术人员能够由此推导出其他的变体，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种电机(1)的转子(3)，所述转子(3)包括
多个布置在所述转子(3)的外侧上的永磁体(13)，和
用于固定所述永磁体(13)的围绕所述永磁体(13)缠绕的卷绕带(15)，
其中，所述卷绕带(15)具有第一带端部(33)和第二带端部(34)，所述第一带端部固定在至少一个永磁体(13)的表面上，所述第二带端部是所述卷绕带(15)的最外面的带部段(15.3)的端部并且固定在所述卷绕带(15)的位于所述最外面的带部段(15.3)下面的一个带部段(15.2)上，
并且其中，所述卷绕带(15)利用预张紧如下地围绕所述永磁体(13)缠绕，使得所述卷绕带(15)的至少一个带部段在每个永磁体(13)的区域内具有能预设的最小预张紧。
2.根据权利要求1所述的转子(3)，其特征在于，所述第一带端部(33)借助粘合连接固定在至少一个永磁体(13)的所述表面上。
3.根据权利要求2所述的转子(3)，其特征在于，所述粘合连接包括至少一个将所述第一带端部(33)固定在至少一个永磁体(13)的所述表面上的胶带。
4.根据前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其特征在于，所述第一带端部(33)布置在所述转子(3)的纵向延伸部的中间区域中。
5.根据权利要求1所述的转子(3)，其特征在于，所述卷绕带(15)具有多个彼此连接的带部段，所述带部段相应地螺旋式地围绕所述永磁体(13)缠绕，其中，各两个相邻的带部段以彼此相对的缠绕方向(35，37)缠绕，并且两个所述带部段中的一个至少部分地围绕另一个所述带部段缠绕。
6.根据权利要求5所述的转子(3)，其特征在于，所述带部段形成至少两个互相重叠设置的卷绕层。
7.根据权利要求1所述的转子(3)，其特征在于，所述第二带端部(34)焊接在位于所述最外面的带部段(15.3)下面的带部段(15.2)上。
8.一种用于制造电机(1)的根据权利要求1至7中任一项所设计的转子(3)的方法，其特征在于，
所述卷绕带(15)的所述第一带端部(33)固定在至少一个永磁体(13)的表面上，
并且随后，所述卷绕带(15)的多个彼此连接的带部段依次相应地螺旋式地围绕永磁体(13)缠绕，
其中，各两个相邻的带部段以彼此相对的缠绕方向(35，37)缠绕，并且两个所述带部段中的一个至少部分地围绕另一个所述带部段缠绕，
并且其中，所述卷绕带(15)的形成最外面的带部段(15.3)的端部的所述第二带端部(34)固定在位于所述最外面的带部段(15.3)下面的一个带部段(15.2)上，
并且所述卷绕带(15)利用预张紧如下地围绕所述永磁体(13)缠绕，使得所述卷绕带(15)的至少一个带部段在每个永磁体(13)的区域内具有能预设的最小预张紧。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二带端部(34)焊接在位于所述最外面的带部段(15.3)下面的带部段(15.2)上，并且借助薄膜胶带(39)按压在该位于所述最外面的带部段(15.3)下面的带部段(15.2)上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述最外面的带部段(15.3)与位于所述最外面的带部段下面的带部段(15.2)的焊接连接硬化之后，从所述卷绕带(15)上移除所述薄膜胶带(39)。
11.一种具有根据权利要求1至7中任一项所设计的转子(3)的电机(1)。
12.根据权利要求11所述的电机(1)，其特征在于，所述电机设计为同步电机。
13.根据权利要求12所述的电机(1)，其特征在于，所述电机设计为伺服电机。
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