CN106797167A

CN106797167A - 用于电机的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分和用于制造其的方法

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Publication number: CN106797167A
Application number: CN201580054401.8A
Authority: CN
Inventors: J.法伦巴赫
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2017-05-31
Also published as: EP3178150A2; WO2016020120A2; WO2016020120A3; DE102014111241A1; US20170237303A1

Abstract

本发明涉及用于电机，例如电动马达，的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分（10），以及用于制造所述金属薄板部分或烧结部分（10）的方法。金属薄板部分或烧结部分包括连接件（11），有规律地间隔开的多个齿（12）从所述连接件突伸。在自由端处，每个齿（12）均具有齿尖（14），其经由连接板（13）连接到连接件（11）。每个齿均具有至少一个第一齿段（22）以及至少一个第二齿段（23）。齿段由不同的可磁化材料（M1、M2）制造。以这种方式，材料（M1、M2）能够根据其磁性和/或机械性能在齿（12）的区域中明确地使用，其中，其能够优化齿（12）的磁性和/或机械行为，且因此优化金属薄板部分或烧结部分（10）的磁性和/或机械行为。尤其，齿尖（14）具有至少一个第一齿段（22），其饱和磁化强度（B_S1）高于其余金属薄板部分或烧结部分（10）的饱和磁化强度。

Description

用于电机的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分和用于制造其的方法

本发明涉及用于电机（例如电动马达）的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分。因此，该金属薄板部分或烧结部分也能被称为转子薄板或定子薄板。本发明此外涉及用于制造这样的金属薄板部分或烧结部分的方法。转子能够运动以便围绕旋转轴线旋转，或在以平移方式工作的电机的情况下，能够沿着定子运动。

已知借助于冲压打包、粘接等等使由多个金属薄板部分或烧结部分组成的叠片芯彼此连接。这样的叠片芯然后是电动马达的转子或定子的部件。

每一个金属薄板部分或烧结部分均具有连接部分，多个齿从其延伸远离。对于旋转驱动的电机，连接部分被构造为环部分，其在围绕旋转轴线的圆周方向上闭合。多个齿径向地相对于旋转轴线朝外侧或朝内侧从连接部分延伸远离。在其中转子沿着定子在运动路径上平移地运动的电机的情况下，连接部分优选地沿直线或也沿曲线延伸，且多个齿优选地从连接部分以与转子的运动方向成直角突伸远离且尤其定向成彼此平行。

借助于齿条（Zahnsteg）与连接部分连接的齿头部（Zahnkopf）存在于每个齿的自由端处。齿头部具有齿头部表面，磁场线从齿头部表面离开金属薄板部分或烧结部分。

已经做出多次尝试来通过优化金属薄板部分或烧结部分（即，由金属薄板部分或烧结部分制成的叠片芯）改善电机的效率。

例如，DE 10 2012 213 239 A1提出使用两种不同类型的金属薄板部分或烧结部分，且将这些金属薄板部分交替地堆叠在叠片芯中，一个在另一个的顶部。不同金属薄板部分由不同材料制造。一个金属薄板部分能够由镍/铁合金构成，且另一个金属薄板部分能够由铁/钴合金构成。以这种方式，具有低损耗数的金属薄板部分一方面应该结合大的饱和流动密度，另一方面，应该制造叠片芯。

在DE 10 2010 049 178 A1中，提出一种电机，其应允许在大范围的旋转速度内操作。尤其，在高旋转速度下的定子电流的比例应减少。出于该目的，转子应具有用于设定通过转子生成的励磁机磁场的定子比例的磁场强度或流动密度的装置。为了实现这一点，能够借助于凹部或插入到凹部中的插入元件改变在转子内的磁阻。

还已知借助于形成定子或转子的叠片芯的金属薄板部分的轮廓或几何形状优化电机的效率。然而，已经显示这些优化尝试遭遇特定限制。

从现有技术的角度出发，本发明基于创造利用其能够制造改善的电机的金属薄板部分或烧结部分的任务。

该任务借助于创造具有权利要求1的特征的用于电机的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分实现。在权利要求16中指示用于制造这样的金属薄板部分或烧结部分的根据本发明的方法。

金属薄板部分或烧结部分用于创造定子或转子的芯或叠片芯。电机能够因此在转子和/或定子中具有根据本发明的由多个金属薄板部分或烧结部分组成的芯或叠片芯。对于旋转工作的电机，金属薄板部分或烧结部分具有围绕旋转轴线在圆周方向上以环形状闭合的连接部分。多个齿从连接部分突伸远离。多个齿设置成以便围绕旋转轴线在圆周方向上以相等间隔分布。

对于平移工作的电机（例如，线性驱动器），金属薄板部分或烧结部分具有沿着转子的运动路径以直线或曲线延伸的连接部分，多个齿从连接部分延伸远离，优选地相距相等间隔。

齿具有与连接部分连接的齿条。齿头部存在于每个齿的自由端处，与连接部分相对。在电机操作期间的安装位置中，磁场线在齿头部处，尤其在齿头部表面处离开或进入，齿头部表面具有围绕旋转轴线在圆周方向上延伸的一个扩展部件（Erstreckungskomponente）和沿着旋转轴线延伸的另一扩展部件（旋转工作的机器）。在用于平移工作的机器的金属薄板部分或烧结部分的情况下，齿头部表面面向远离连接部分，且具有在转子的运动方向上的扩展分量和与其成直角的另一扩展分量。

根据本发明，每个齿均由至少两种不同的可磁化材料构成。每个齿均具有由第一可磁化材料组成的至少一个第一齿段和由第二可磁化材料组成的至少一个第二齿段。两种可磁化材料彼此不同。因此，能够制造齿的那些部分，在其中，在电机的操作期间的至少部分时间内从具有对应大的饱和磁化强度的材料产生具有大的磁流密度的磁场。具有大的饱和磁化强度的这样的材料通常是昂贵的。此外，在一些情况下，其不具有足够的导磁率或足够的机械稳定性。再次，其他可磁化材料尽管其充分地机械稳定和/或具有大的导磁率，但是具有低饱和磁化强度。借助于根据本发明的齿的构造，其中，至少一个第一齿段和至少一个第二齿段由不同材料组成，在每个情况下，材料能够关于其磁性和/或机械和/或物理性能以针对性方式在齿的空间段中使用，以便关于磁性和/或物理和/或机械性能总体上获得改善的金属薄板部分或烧结部分。

例如，具有至少45%或至少50%比例的钴的铁合金能够用作第一材料。而且，能够使用具有镍成分和/或钼成分的铁合金。

优选地，所谓的“高导磁合金”或具有镍成分和/或硅成分的铁合金用作第二材料。

金属薄板部分或烧结部分的连接部分能够由与第二齿段相同的材料制造。

第一材料和第二材料二者都优选地是软磁材料。尤其，整个金属薄板部分或烧结部分由两种或更多种软磁材料制造。

优选地，相比第二材料，第一材料具有较大的饱和磁化强度。第一材料的饱和磁化强度能够达到例如至少2.0 T或2.3 T或2.5 T或3.0 T。第二材料的饱和磁化强度优选地达到最大1.0 T。

在优选示例性实施例中，第一材料的相对磁导率小于第二材料的相对磁导率。例如，第一材料具有最多20,000的相对磁导率。第二材料的相对磁导率能够是至少30,000，且在一个示例性实施例中，能够位于100,000到200,000的范围中。

优选地，齿的第一材料的体积比例小于同一齿的第二材料的体积比例。

在一个示例性实施例中，第一齿段形成齿头部的至少一部分。在一个示例性实施例中，整个齿头部能够由第一齿段形成。在另一示例性实施例中，齿头部能够具有齿段，其具有在电机操作期间磁场线从其离开或进入其的齿头部表面的至少部分。

在围绕旋转轴线的圆周方向上观察或在转子的运动方向上观察，齿头部能够具有彼此相对安置的两个端部区段。这两个端部区段中的至少一个能够由第一齿段形成，且因此能够由第一材料构成。在这些端部区段的区域中，在转子相对于定子旋转期间能够形成在量方面大的磁流密度。因此有利的是在这些端部区段中的至少一个中提供第一齿段，该齿段由具有大的饱和磁化强度的材料构成。

如果电机应在运动或旋转两个方向上都具有同样大的驱动力矩或扭矩，那么在每个情况下，有利的是借助于第一齿段形成齿头部的两个端部区段。在仅或主要在一个驱动方向或旋转方向上操作的电机的情况下，借助于第一齿段仅形成齿头部的一个端部区段就足够了。

关于所使用的材料，能够将齿构造成相对于纵向中心平面不对称或关于纵向中心平面对称。纵向中心平面由延伸通过齿或齿条的中心的径向平面形成。如果例如，仅存在单个第一齿段，则齿能够相对于纵向中心平面不对称地构造，因为该第一齿段不相对于纵向中心平面对称设置。如果存在两个或更多个第一齿段，则齿能够相对于纵向中心平面对称地或也不对称地构造。例如，如果设置在纵向中心平面的相对侧上的两个第一齿段具有不同形状和/或大小，则实现带有两个第一齿段的不对称结构。

优选地，第二齿段形成齿条的至少一部分。尤其，在连接部分和齿条的齿头部之间的至少一个区段由第二齿段形成。

有利的是，连接部分和第二齿段和/或齿条由相同材料构成。以这种方式，可能能够在金属薄板部分或烧结部分的制造期间同时制造连接部分和齿的齿条，例如通过将它们从起始金属薄板移除。此外可能的是在围绕旋转轴线的圆周方向上或在转子的运动方向上观察时，齿头部的中心区段由与齿条和/或连接部分相同的材料构成。

在一个示例性实施例中，还可能的是连接部分由与第一和第二材料不同的可磁化第三材料构成。以这种方式，金属薄板部分或烧结部分能够关于其磁性和/或机械和/或物理性能进一步优化。

如果第二材料和/或第三材料表现出比第一材料更大的机械稳定性，则是有利的。就这一点而言，机械稳定性被理解为拉伸强度和/或弹性模量和/或硬度。

在优选示例性实施例中，穿过齿头部表面的凹槽能够存在于齿头部中。这样的凹槽用于在电机的操作期间减少径向力。

至少一个第一齿段和至少一个第二齿段在每个情况下利用形式配合连接和/或材料配合连接和/或压入配合连接与金属薄板部分或烧结部分的邻近部分连接。例如借助于粘附、焊接、冲压打包或激光焊接能够产生材料配合连接。额外地或替代地，能够在待连接的区域中形成底切轮廓，以便产生形式配合接合。

为了制造金属薄板部分或烧结部分，过程的方法能够如下：

首先，制造至少一个第一齿段和至少一个第二齿段。例如，能够借助于切割、冲压、激光切割、水射流切割等从相应的起始金属薄板移除齿段。随后，利用材料配合连接和/或形式配合连接和/或压入配合连接使已经制成的齿段彼此连接。

齿的第二齿段能够连同连接部分在没有接缝位置和接合位置的情况下一体地制造，例如与连接部分同时从起始金属薄板移除。如果金属薄板部分或烧结部分的连接部分和第二齿段由不同材料制造，则第二齿段在与相应的至少一个相关第一齿段的连接发生之前或之后与连接部分连接。

额外地或替代地，还可能根据冲压方法借助于冲压从起始金属薄板移除第一和/或第二齿段，其中，起始金属薄板借助于金属薄板保持设备被夹持在适当位置。金属薄板保持设备的夹持力能够根据承载冲压工具的冲压机的位置变化，以便改善冲压边缘的品质。在EP 1 602 419 A1中描述了这样的方法。关于从相应的起始金属薄板冲压金属薄板部分或烧结部分，即，齿段或连接部分，此处明确参考在EP 1 602 419 A1中描述的方法。

本发明的有利实施例从从属权利要求，以及说明书和附图中显而易见。在下文中，将使用附图详细地解释优选示例性实施例。附图示出：

图1是在侧视图中用于转子的金属薄板部分或烧结部分的局部示意性表示，

图2是在侧视图中用于定子的金属薄板部分或烧结部分的局部示意性表示，

图3到图6是具有多个齿段的齿在每个情况下的示例性实施例，该齿是根据图1或图2的金属薄板部分或烧结部分的部件，及

图7是在转子的齿和定子的齿之间的磁场的一部分的图解视图。

在图1中，以局部示意性表示图示了用于电动马达的转子的金属薄板部分10。用于转子的叠片芯由多个这样的金属薄板部分10制造。例如借助于粘附、冲压打包或其他方法使金属薄板部分10连接以制成叠片芯。

在图2中，示意性图示了金属薄板部分10的另外的示例性实施例：其在电动马达的定子中使用。如在转子的情况下那样，在定子的情况下，多个这样的金属薄板部分10也被层叠或堆叠并连接以制成叠片芯。

代替此处结合附图用作示例的金属薄板部分10，替代地还能使用由烧结材料组成的烧结部分。

根据图1和图2的金属薄板部分10具有用于制造外部转子马达的形式。就这一点而言，转子包围设置成在径向上进一步朝向内侧的定子。应当理解，还能创作其他实施例，其中，定子设置在径向外侧，且转子设置在径向内侧（内部转子马达）。

金属薄板部分10具有连接部分11，其围绕旋转轴线D在圆周方向U上以环形状闭合。多个齿12从连接部分11突伸远离。齿12的数目改变且依赖于定子或转子的设计。齿12的尺寸及其轮廓也能改变。齿12相对于旋转轴线D径向延伸。金属薄板部分10的齿12能够径向朝外延伸，如在图1中所示，从连接部分11开始径向朝内，或者如在图2中所示，从连接部分11开始径向朝外。在图1和图2中，在每个情况下，在圆周方向U上观察时，仅图示了金属薄板部分10的部分。金属薄板部分10在圆周方向U上完全地闭合，其中，齿12设置成在圆周方向U上以相等的间隔分布。

金属薄板部分或烧结部分10的该环形实施例被提供用于旋转工作的电机。在所示出的示例性实施例的修改中，连接部分11也能沿直线延伸，或者沿着平移工作的电机（线性驱动器或线性发电机）的转子的运动路径弯曲。就这一点而言，齿12从连接部分11以与转子的运动路径或运动方向成直角突伸远离。对于其余部分，金属薄板部分或烧结部分10能够被构造用于平移工作的电机的定子或转子，对应于结合附图解释的金属薄板部分或烧结部分10。就这一点而言，围绕旋转轴线的圆周方向必须用转子的线性运动方向替换。

在图3到图7中，在每个情况下，具有多个齿12的金属薄板部分10的细节以更大的比例示出。使用这些图，将解释齿12的结构。金属薄板部分10的所有齿12都具有相同的结构，所以解释单个齿12的结构就足够了。

每个齿12均具有与连接部分11连接的齿条13。齿条13相对于旋转轴线D径向延伸，从连接部分11开始。在齿条13的面向远离连接部分11的端部处，齿12具有齿头部14。在圆周方向U上，齿头部14能够在两侧上突伸超出齿条13，且使齿12沿其扩展方向朝其自由端15变宽。齿形状或齿轮廓能够相对于齿12的纵向中心平面L对称或不对称。在此处图示的示例性实施例中，齿形状，换言之齿12的外部轮廓，被构造成相对于纵向中心平面L对称。纵向中心平面L延伸通过齿条13的中心，且形成相对于旋转轴线D的径向平面。

在其自由端15处，齿12具有齿头部表面16。齿头部表面16具有在圆周方向U上的扩展部件和平行于旋转轴线D的扩展部件。优选地，如在图1和图2中示意性示出地，齿12的齿头部表面16沿着围绕旋转轴线D的共同的柱形罩表面延伸。

在一个示例性实施例中，齿头部表面16能够分成两个表面区段，其借助于凹槽17彼此分离（图3）。在自由端15的区域中，凹槽17平行于旋转轴线D延伸通过齿头部14。凹槽17是可选的且能够在已经描述的金属薄板部分10的所有实施例中存在于齿12中。

每个齿均具有至少一个第一齿段22和至少一个第二齿段23。第一齿段22由可磁化第一材料M1构成。第二齿段23由可磁化第二材料M2构成。在示例性实施例中，第一材料M1和第二材料M2各自是软磁材料。两种材料M1、M2彼此不同。

如在图3到图7中所示，电机的定子或转子的线圈18存在于两个邻近的齿12之间或两个邻近的齿条13之间的区域中。在每个情况下，以高度示意性的方式图示线圈18。代替这样的线圈18，永磁体19也能设置在定子或转子上，在邻近的齿12之间（图7）。

在此处描述的优选示例性实施例中，至少一个第一齿段22形成齿12的齿头部14的至少一部分。在根据图3的第一示例性实施例中，齿头部12整体由第一齿段22形成。此处，齿条13由第二齿段23形成。第一齿段22且因此齿头部14与齿条13或第二齿段23在第一连接位置25处连接。第二齿段23与连接部分12在第二连接位置26处连接。

根据示例，第一齿段22的第一材料M1具有第一饱和磁化强度B_S1，和第二材料具有第二饱和磁化强度B_S2。第一饱和磁化强度B_S1大于第二饱和磁化强度B_S2。第一饱和磁化强度B_S1优选地达到至少2.0 T或2.3 T或2.5 T。第二饱和磁化强度B_S2优选地达到最大1.0 T。

第一材料具有第一相对磁导率μ_r1，其小于第二材料M2的第二相对磁导率μ_r2。第二相对磁导率μ_r2优选地大于30,000或大于100,000，且能够位于从100,000到200,000的范围内。第一相对磁导率μ_r1优选地小于20,000。

第一材料M1能够是带有至少45%或至少50%比例的钴的铁合金。还能使用具有镍成分或钼成分或这些的组合的合金。优选地，所谓的高导磁合金用作第二材料。第二材料能够是带有镍成分或硅成分的铁合金。

能够用作第二材料M2的材料还能用于连接部分11，但是在连接部分11和第二齿段23之间不需要存在材料同一性，尽管在金属薄板部分10中可能使连接部分11和第二齿段23使用相同的材料，且能够有利于简化金属薄板部分10的结构的制造。

因为至少一个第一齿段22形成齿头部14的至少一部分和至少一个第二齿段23形成齿条13的至少一部分的事实，所以，关于磁性和/或机械和/或物理性能，最佳材料M1和M2在每个情况下能够用于两个齿段22、23。齿12或金属薄板部分10能够因此被优化，且可以将材料成本保持在较低水平。通常，具有大的饱和磁化强度的材料非常昂贵。借助于仅在齿头部14的区域中的至少一个第一齿段22处使用这样的材料，金属薄板部分10和由多个这样的金属薄板部分10组成的转子或定子的材料成本能够保持在较低水平。这样的材料仅用在齿12的磁性性能需要其的地方；根据示例，这是在齿头部14的区域中。齿12的其他区段借助于其他材料的使用优化。

在图4中图示的示例性实施例中，相比根据图3的第一示例性实施例，仅相应齿头部14的一部分由至少一个第一齿段22形成。根据示例，齿12的齿头部14具有在圆周方向U上设置在相对端部处的两个端部区段24。根据示例，两个端部区段24设置成在圆周方向U上彼此相距一定距离且不彼此接触。在此处描述的优选示例性实施例的修改中，在齿头部表面16上的两个端部区段24还能直接地彼此跟随。

在根据图4的示例性实施例中，就像在根据图3的第一示例性实施例中那样，齿12具有由第二材料M2组成的第二齿段23。与根据图3的第一示例性实施例相比，在根据图4的示例性实施例中的第二齿段23在纵向中心平面L的区域中延伸到齿头部14中。根据示例，在纵向中心平面的区域中，第二齿段23形成齿头部表面16的中心区段。

在圆周方向U上，在每个情况下，齿头部14具有两个端部区段24，其由第一齿段22形成。两个齿段22中的每一个或每个端部区段24均使齿头部表面16的区段可用，该区段跟随通过第二齿段23变得可用的中心区段。在每个情况下，两个第一段22因此与齿12的第二齿段23在第一连接位置25处连接。第二齿段23与连接部分12在第二连接位置26处连接，在根据图3的第一示例性实施例中同样存在这样的情况。相比根据图4的第二示例性实施例，在根据图3的第一示例性实施例中，仅存在第一连接位置25，因为齿头部14整体由单个第一齿段22形成。

在根据图3和图4的示例性实施例中，利用材料配合连接来实现在第一连接位置25处和/或在第二连接位置26处的连接。材料配合连接能够借助于焊接、激光焊接、粘附、烧结或连接的另一合适材料配合方法产生。在连接位置25、26处的材料配合连接能够在整个区域上或部分地，例如以点形状或线形状发生。

在图3和图4中，在每个情况下，在连接位置25、26处提供平面连接表面，如由直线连接位置25、26表示。应当理解，在其修改中，第一连接位置25和/或第二连接位置26的弯曲的和/或之字形的或任何其他期望的发展是可能的。尤其，在所讨论的连接位置25、26处，借助于连接位置25、26的波形的、之字形的或其他非直线发展能够增大连接表面的大小。除了连接的机械改进，磁阻也能够以这种方式受到影响。借助于改变的相对磁导率，连接位置25、26的发展还对在该边界表面处出现的磁场中的力具有影响，所述力垂直于边界表面作用在具有较低相对磁导率的材料上。

在图5中，示意性地图示在齿段22、23之间彼此连接或与金属薄板部分10的其他部分或与连接部分11的连接如何能够被实施的另外的可能性。替代地，但是优选地，除了材料配合连接之外，能够在第一连接位置25和/或第二连接位置26处提供形式配合连接。出于该目的，待连接的齿12的部分的轮廓以如下方式彼此适配，即使得突伸部和底切凹部彼此配合，以便发生形式配合连接，类似于接合到彼此中的拼图块或燕尾连接。齿12的部分的形式配合连接能够借助于平行于旋转轴线D插入到彼此中发生。防止横向于插入连接方向（平行于旋转轴线D）拉开以这种方式连接的部分。在图5和图6中图示的轮廓（其在连接部分11处和在第二齿段23处以及在相应第一齿段22处形成突伸部和/或凹部）仅仅作为示例示出。就这一点而言，第一和/或第二连接位置的任何其他发展也是可能的。

在形式配合连接的产生中，在第一连接位置25和/或第二连接位置26处的压入配合连接还能额外于或替代材料配合连接产生。

在根据图3到图5和图7的示例性实施例中，每个齿12均被构造成关于其纵向中心平面L对称。与此相对，参考所使用的材料，还可能将齿12构造成关于纵向中心平面L不对称。例如，齿12能够由第一齿段22（其由第一材料M1组成）构成，其仅在纵向中心平面L的一侧上，在两个端部区段24中的一个处，而相对于纵向中心平面L，相对的端部区段由不同的材料制造。在该不对称实施例中，齿12的外部轮廓能够继续相对于纵向中心平面L是对称的，而用于形成齿12的不同齿段22、23的置放不展示关于纵向中心平面L的任何对称性。

在根据图6的示例性实施例中，因此仅齿头部14的一个端部区段24通过第一齿段22且因此由第一材料M1制造。根据示例，第一材料M1具有第一饱和磁化强度B_S1，其大于第二材料M2的第二饱和磁化强度B_S2。这样的实施例还能够降低制造金属薄板部分10的成本，且尤其适用于围绕旋转轴线D仅沿或主要沿一个旋转方向运动的电机。例如，诸如客车、摩托车或自行车的车辆的电动马达几乎仅仅沿一个旋转方向驱动。诸如水力发电厂、风力发电厂的发电厂的发电机仅在一个方向上操作。这能够借助于根据图6的不对称构造来考虑。

在所有示例性实施例中，至少一个第一齿段22的第一材料M1的总体积小于至少一个第二齿段23的第二材料M2的总体积。

在图示的示例性实施例的修改中，还可能的是存在多于一个的第二齿段23。此外，在图示的示例性实施例的修改中，能够消除在齿条13和连接部分11之间的第二连接位置26。能够在没有任何接缝位置和接合位置的情况下由相同材料一体地制造连接部分11和齿条13或连接部分11和至少一个第二齿段23。

在根据图7的示例性实施例中示出的转子的齿12具有修改的轮廓。齿头部14不沿圆周方向U突伸超出齿条13。根据示例，该齿12朝其自由端15变窄。

本发明的另外的方面涉及设有永磁体19的电机的转子或定子的齿12，该转子或定子形成流动引导件27（图7）。这样的流动引导件27能够用于限制永磁体19中的磁流密度B。如果流动引导件27相对于旋转轴线D在径向方向上突伸超出邻近的永磁体19且相对于相关定子或转子的相关齿12形成气隙（在其中形成磁场H），则是实用的。以这种方式，能够保护永磁体19免受过度大的流动密度并因此免受退磁影响。

在图7中，以非常示意的方式示出根据本发明的所有示例性实施例的金属薄板部分10的齿12的根据本发明的构造的作用的基本方法。在图的顶部处，以非常简化的形式图示转子的齿12，该齿此处表示在两个永磁体19之间的流动引导件27。然而，转子还可具有金属薄板部分10，其具有一个或多个线圈18。作为示例，假定机器是电动马达。

在转子的齿12和定子的齿12之间图示磁场H的一些磁场线。示意性示出转子围绕旋转轴线D的旋转方向R。如上所述的构造转子或定子的金属薄板部分10的齿12。

当转子沿旋转方向R旋转时，转子的齿12接近所考虑过的齿12（在图7中的中心齿）。当其接近时，在转子的齿12和所考虑的定子的齿12之间产生磁场H。在图7中，示意性示出其中在相对于旋转轴线径向地观察时，所考虑的两个齿12部分叠置的状况。大的磁流密度出现在彼此相距最小距离的所考虑的齿12的两个端部区段24中。如果磁流密度超过在齿头部14的相应端部区段24的区域中的饱和磁化强度，则借助于在定子的线圈18中的电流的进一步增大，使扭矩的进一步增大不能发生。电流的进一步增大将仅仅导致热量的产生。出于这种原因，每个齿12的至少一个端部区段24通过第一齿段22形成，其展示了大的第一饱和磁化强度B_S1。以这种方式，能够形成可用于电动马达的大的扭矩。

如果在转子沿旋转方向R的进一步旋转期间，所考虑的两个齿12的叠置增大，则在齿中的磁流密度B减少。因此，不需要整个齿都由具有大的第一饱和磁化强度B_S1的第一材料M1制造。由第一材料M1制造暴露于大的磁流密度B的那些齿段和根据示例齿12的第一齿段22就足够了。

能够关于饱和磁化强度之外的磁性和/或机械和/或物理性能优化连接部分11和/或齿条13或第二齿段23。尤其，第二齿段23且因此根据示例，齿条13和/或连接部分11具有大的相对磁导率，其大于第一材料M1的相对磁导率，或者具有比第一材料M1更大的机械稳定性。机械稳定性能够通过材料的拉伸强度和/或弹性模量和/或硬度表征。

在图示的所有示例性实施例中，连接部分11能够由可磁化第三材料M3构成，第三材料M3不同于第一材料M1和第二材料M2。尤其，相比第一材料M1和/或第二材料M2，第三材料M3能够展示更大的机械稳定性。第三材料M3还能就磁性和/或物理性能方面也不同于两种其他材料M1、M2。

在金属薄板部分10的制造中，过程的方法如下：

齿12 12的第一齿段22从由第一材料M1构成的第一起始金属薄板移除，从由第一材料M1构成的起始金属薄板移除。以同样的方式，齿12的第二齿段23从由第二材料M2构成的起始金属薄板移除。如果可适用的话，从由第三材料M3构成的起始金属薄板移除连接部分11。如果第二齿段23和连接部分11由相同材料（根据示例，第二材料M2）构成，则连接部分11能够从起始金属薄板连同齿12的第二齿段23一起在一个操作中移除。

从起始金属薄板移除能够借助于切割、冲压、激光切割、水射流切割等进行。

优选地，第一齿段22从起始金属薄板借助于特殊移除方法移除，以便在移除期间，不会由于引入热或材料流动在移除位置处消极地损害磁性性能。可能例如使用如在EP 1602 419 A1中描述的有利切割方法进行移除过程。该文献中所描述的方法通过对其引用并入到本申请中。

在移除各个部件之后，这些在连接位置25、26处彼此连接。如已经解释的，在连接部分11和第二齿段23或齿条13之间的第二连接位置26在这两个部件由相同材料且从起始金属薄板一起移除而一体地形成的情况下能够被消除。

在存在的连接位置25或26处的连接能够利用材料配合连接和/或形式配合连接和/或压入配合连接发生。优选地，材料配合连接存在于每个连接位置25、26处，如果必要的话，该连接能够用形式配合连接和/或压入配合连接补充。

转子或定子的金属薄板部分以类似方式制造，且堆叠并连接以形成叠片芯。该叠片芯能够然后以通常的方式集成到电机的转子或定子中。

本发明涉及用于电机（例如电动马达）的定子或转子的金属薄板部分10，以及涉及用于制造这样的金属薄板部分10的方法。金属薄板部分10具有连接部分11，其例如与旋转轴线D同轴延伸。以有规律的间隔间隔开的多个齿12从连接部分11横向突伸。在自由端处，每个齿12均具有齿头部14，其借助于齿条13与连接部分11连接。每个齿均具有至少一个第一齿段22以及至少一个第二齿段23。齿段由不同的可磁化材料M1、M2制造。以这种方式，材料M1、M2能够关于其磁性和/或机械性能在齿12的区域中以针对性方式使用，其中，其能够优化齿12的磁性和/或机械行为，且因此优化金属薄板部分10的磁性和/或机械行为。尤其，至少一个第一齿段22存在于齿头部14上，该齿段的饱和磁化强度B_S1大于其余金属薄板部分10的饱和磁化强度。

附图标记列表：

10 金属薄板部分

11 连接部分

12 齿

13 齿条

14 齿头部

15 齿头部的自由端

16 齿头部表面

17 凹槽

18 线圈

19 永磁体

22 第一齿段

23 第二齿段

24 端部区段

25 第一连接位置

26 第二连接位置

27 流动引导件

D 旋转轴线

L 纵向中心平面

M1 第一材料

M2 第二材料

M3 第三材料

R 旋转方向

U 圆周方向。

Claims

1.一种用于电机的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分（10），

具有连接部分（11），

具有从所述连接部分（11）突伸远离的多个齿（12），所述多个齿在其自由端处具有齿头部（14），在每个情况下，所述头部借助于齿条（13）与所述连接部分（11）连接，

其中，每个齿（12）均具有由可磁化第一材料（M1）组成的至少一个第一齿段（22）和由可磁化第二材料（M2）组成的至少一个第二齿段（23），其中，所述可磁化第一材料（M1）和所述可磁化第二材料（M2）不同。

2.根据权利要求1所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，相比所述可磁化第二材料（M2），所述可磁化第一材料（M1）具有更大的饱和磁化强度（B_S）。

3.根据权利要求1或2所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，相比所述可磁化第二材料（M2），所述可磁化第一材料（M1）展示出更小的相对磁导率（µ_r）。

4.根据前述权利要求中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述可磁化第一材料（M1）的体积比例小于所述可磁化第二材料（M2）的体积比例。

5.根据前述权利要求中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述第一齿段（22）形成所述齿头部（14）的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述齿头部（14）具有两个第一齿段（22）。

7.根据权利要求6所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述两个第一齿段（22）在围绕旋转轴线（D）的圆周方向（U）上彼此间隔开设置。

8.根据权利要求6或7所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述两个第一齿段（22）相对于通过所述齿（12）的纵向中心平面（L）对称设置。

9.根据权利要求1到6中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述至少一个第一齿段（22）相对于通过所述齿（12）的纵向中心平面（L）不对称地设置。

10.根据前述权利要求中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述第二齿段（23）形成所述齿条（13）的至少一部分。

11.根据前述权利要求中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述连接部分（11）和所述第二齿段（23）由相同材料（M2）构成。

12.根据权利要求1到10中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述连接部分（11）由可磁化第三材料（M3）构成，其中，所述可磁化第三材料（M3）不同于所述可磁化第一材料（M1）且也不同于所述可磁化第二材料（M2）。

13.根据权利要求12所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述第三材料（M3）和/或所述第二材料（M2）的拉伸强度和/或弹性模量和/或硬度大于所述第一材料（M1）的拉伸强度和/或弹性模量和/或硬度。

14.根据前述权利要求中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分，

其特征在于，所述第一齿段（22）和/或所述第二齿段（23）利用形式配合连接和/或材料配合连接和/或压入配合连接与所述金属薄板部分或烧结部分（23或11）的相应邻近部分连接。

15.根据前述权利要求中的一项所述的金属薄板部分或烧结部分（10），

其特征在于，所述连接部分（11）在围绕旋转轴线（D）的圆周方向（U）上以环形状闭合，并且所述多个齿（12）相对于所述旋转轴线（D）径向远离所述连接部分（11）突伸，或所述连接部分（11）沿着所述转子的运动路径弯曲地或以直线延伸，并且所述齿（12）以倾斜角或直角从所述连接部分（11）突伸远离。

16.一种制造用于电机的定子或转子的金属薄板部分或烧结部分（10）的方法，其中，所述金属薄板部分或烧结部分（10）具有连接部分（11）和从所述连接部分（11）延伸远离的多个齿（12），所述多个齿在其自由端处具有齿头部（14），在每个情况下，所述头部借助于齿条（13）与所述连接部分（11）连接，所述方法具有如下步骤：

- 制造用于每个齿（12）的至少一个第一齿段（22），其由可磁化第一材料（M1）组成，

- 制造用于每个齿（12）的至少一个第二齿段（23），其由可磁化第二材料（M2）组成，其中，所述可磁化第一材料（M1）和所述可磁化第二材料（M2）不同，

- 将所述至少一个第一齿段（22）和所述至少一个第二齿段（23）彼此连接或与所述金属薄板部分或烧结部分（10）的至少一个另外的部件连接，以形成所述金属薄板部分或烧结部分（10）的所述齿（12）。

17.根据权利要求15所述的方法，

其特征在于，所述齿（12）的所述第二齿段（23）在其与所述至少一个相关第一齿段（22）连接之前或之后与所述连接部分（11）连接。