CN108574362A - 用于电机的壳体单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机(1)、特别是用于永磁式伺服马达的壳体单元(5)，其具有第一端盖(10)、中间法兰(12)和第一定子叠片组(3)。电机的薄壁不锈钢壳体可以通过成本低廉且简单的方式如下获得，即，第一端盖(10)、第一定子叠片组(3)和中间法兰(12)具有共同的不锈钢涂层(16)，不锈钢涂层借助创成式制造方法生成，其中，壳体单元(5)由第一端盖(10)、定子叠片组(3)、中间法兰(12)以及共同的不锈钢涂层(16)形成。

Description

用于电机的壳体单元
技术领域
本发明涉及一种用于电机、特别是用于永磁式伺服马达的壳体单元，其具有第一端盖、中间法兰和第一定子叠片组。本发明还涉及一种具有这样的壳体单元的电机以及一种用于制造这样的壳体单元的方法。
背景技术
这样的壳体单元例如被使用于永磁式伺服马达(PM-Servomotor)。在特别的使用情形下需要使电机的壳体应该或者必须由不锈钢构成。这样的不锈钢壳体具有不利的特点，即，它们具有较差的散热，从而与类似的没有不锈钢壳体的马达相比，电机的、大多数为马达的允许功率必须被相应地降低或者必须将马达制造得相应地更大。
发明内容
本发明的目的在于，以成本低廉且简单的方式制造用于电机的薄壁的不锈钢壳体。
该目的在开头所述类型的壳体单元的情况下可以通过以下方式实现，即，第一端盖、定子叠片组和中间法兰具有共同的不锈钢涂层，不锈钢涂层借助于创成式制造方法生成，其中，壳体单元由第一端盖、定子叠片组、中间法兰和共同的不锈钢涂层形成。
该目的另外通过具有这种壳体单元的电机实现。
本发明的目的在于，用于电机的壳体或壳体单元不完全由不锈钢制成，而仅仅是用不锈钢涂覆外部的壳体层。该不锈钢涂层借助创成式制造方法(generativenFertigungsverfahren)生成，例如利用MPA(Metal Powder Application Technic金属粉末施加技术)。为此，不锈钢颗粒以金属材料连接的方式与壳体单元连接，也就是类似焊接。作为对于壳体的最小单元，在此为第一端盖、定子叠片组和中间法兰配有共同的不锈钢涂层。因此不仅以原材料制成的第一端盖、通常为驱动侧(AS)端盖可以由铝或者由铁金属构成，中间法兰同样如此。定子叠片(其通常也称为轭组)在制造时在第一步骤中与端盖和中间法兰组合并且接着薄薄地涂覆不锈钢涂层，例如大概1至3mm。由此得到不锈钢层厚度更低的金属材料连接部，然而该不锈钢层厚度与完全不锈钢壳体部件具有相同的优点，同时保证了对散热的明显改善。通过不锈钢涂层可以省去密封元件和用于材质连接的螺栓，同样地在薄壁地涂覆不锈钢的情况下，相应地节省使用成本相对高的不锈钢材料，并由此节约成本。
以创成式制造方法实现的涂覆不仅保证了金属材料连接，还保证了处于最大键合力的金属材料连接。另外，通过创成式制造方法在壳体单元的或电机的结构长度和直径方面获得了很高的灵活性。
一种适用于壳体单元的不锈钢涂层的方法是创成式制造方法、例如所谓的MPA方法(MPA＝Metall Power Application Technique)。在此，壳体单元的不锈钢涂层简单地如下生成，即，不锈钢颗粒以金属材料连接的方式与第一端盖、中间法兰和第一定子叠片组连接。
以如下方式可以保证简单地将壳体单元装配成完整的电机，即，壳体单元构造用于容纳具有磁体和轴承的转子叠片组，其中，转子叠片组构造用于与特别是由不锈钢制成的转子一起作用。
由不锈钢涂覆的电机的完整壳体简单地如下产生，即，壳体单元设置用于与第二端盖耦合，该第二端盖涂覆有第二不锈钢涂层。
借助于创成式制造方法，壳体单元可以有针对性地如下配置有特别是薄壁和精细的冷却通道，即，第一不锈钢涂层和/或第二不锈钢涂层具有用于进一步改善散热的冷却通道，其中，冷却通道借助创成式制造方法生成。
完整的电机可以简单地如下实现，即，电机具有由转子、转子叠片组、磁体和轴承组成的转子单元。
用于电机的完整的不锈钢壳体通过以下方式得到保证，即，电机具有由壳体单元和由第二端盖形成的不锈钢壳体。
所述目的另外通过一种用于制造电机的方法实现。在根据本发明的用于制造电机的方法中，在第一制造步骤中将第一端盖、外叠片组以及中间法兰组合，在第二制造步骤中用不锈钢涂层涂覆第一端盖、外叠片组以及中间法兰，在该方法中，借助于创成式制造方法通过不锈钢颗粒将第一端盖、外叠片组以及中间法兰相互连接成壳体单元。
电机的制造过程另外提出，在第三制造步骤中将绕线的定子叠片组装入到在第二制造步骤中生成的壳体单元中。
然后在第四制造步骤中将由转子、轴承、转子叠片组和磁体组成的转子单元装入到在第三制造步骤中生成的马达单元中。
在电机的制造方法的最后，在第五制造步骤中将第二端盖固定在马达单元上。
通过以下方式优化所制成的电机，即，通过切削加工和/或通过电抛光方法使壳体单元和/或马达单元平整。
附图说明
下面依据附图中示出的实施例具体地描述和阐释本发明。
附图示出：
图1示出贯穿具有带有不锈钢涂层的壳体的电机的剖面图；
图2示出由端盖、中间法兰和定子叠片组形成的基本组件的剖面图，该基本组件作为电机的待涂覆的壳体单元的预备件；
图3示出具有不锈钢涂层的壳体单元和绕线的星形叠片组的剖面图；
图4示出作为定子单元的装配好的壳体单元以及所属的转子单元。
具体实施方式
图1以剖面图示出电机1，其具有配有不锈钢涂层16、17的壳体。电机1基本上由两个壳体单元组成。主壳体单元基本上由第一端盖10、定子叠片组3以及中间法兰12构成，该主壳体单元的制造方法在图2至4中详细阐述。壳体单元由此形成定子单元，其具有第一不锈钢涂层16形式的共同的不锈钢涂层。第二壳体单元基本上由第二端盖11构成，第二壳体单元同样具有第二不锈钢涂层17。在图1中示出的壳体或者说电机1的特点是，整个壳体具有不锈钢涂层16、17，不锈钢涂层借助于创成式制造方法生成。可以薄薄地涂覆该不锈钢涂层16、17，例如以1至3mm的厚度。通过在不锈钢涂层与位于其下的铝金属或铁金属或者定子叠片组3的电工钢片之间的金属材料连接部，相较于完全由不锈钢制成的壳体，壳体和电机1获得了明显改善的散热。另外，通过薄壁式涂覆可以节省不锈钢材料。以创成式制造方法实现的涂覆保证了具有最大键合力的金属材料连接。
在图1中示出的电机1的其他组件基本上是常规类型的。所以电机1具有绕线的星形叠片组4(Sternpaket)。另外，设置有轴承6，轴承用于支撑由轴8、转子叠片组以及磁体7组成的、对应的转子单元15。
图2示出了在图1中所示的电机1的基本组件的剖面图。基本组件由端盖10、中间法兰12以及定子叠片组3和端盖构成。在第一制造步骤20中按照图2中所示的方式和方法将这些组件组合。在此，通常第一端盖以及中间法兰12由铝或者铁金属构成，而定子叠片组由电工钢片构成。
图3示出了贯穿具有不锈钢涂层16的壳体单元5以及星形叠片组4的剖面图，在第三制造步骤22的范围内将该星形叠片组装入到星形叠片组的壳体单元5中。在根据本发明的方法中第二制造步骤是，在第一制造步骤中组合的由第一端盖、中间法兰以及定子叠片组(轭组)构成的基本组件配有共同的不锈钢涂层。
图4在左侧示出了在第三制造步骤22中产生的定子单元，定子单元不仅具有不锈钢涂层16也具有绕线的星形叠片组4。图4在右侧示出了转子单元15，其基本上由轴承6、轴8、磁体7以及转子叠片组9构成。
另外，图4示出了第二端盖11，其具有不锈钢涂层17，这与已经联系图1示出的一样。
图4形象地说明了在第四制造步骤23中将转子单元装入到定子单元中并且通过装上第二端盖11相应地使马达或者电机1完整。
图1至4中所示马达的优点在于，特别是避免了轴向连接位，否则必须在其中装入密封件。由此也附加地改善了轴向热传导。总之，可以使用标准构件，其仅被不锈钢涂覆，从而避免了附加构件和附加费用，通过用于不锈钢涂层的创成式过程制造了力配合的连接，从而例如可以放弃附加的螺栓连接。除此之外，创成式制造实现了在结构长度和直径方面的灵活性，而不会产生其他的工具费用。所以也取消了用于不同壳体尺寸的库存成本。另外，通过改变不锈钢能够对客户要求和不同的环境条件做出非常灵活的反应。
综上，本发明因此涉及一种用于电机1、特别是用于永磁式伺服马达的壳体单元5，其具有第一端盖10、中间法兰12和第一定子叠片组3。电机的薄壁不锈钢壳体可以通过成本低廉且简单的方式如下获得，即，第一端盖10、第一定子叠片组3和中间法兰12具有共同的不锈钢涂层16，该不锈钢涂层借助创成式制造方法生成，其中，壳体单元5由第一端盖10、定子叠片组3、中间法兰12和共同的不锈钢涂层16构成。

Claims (18)

1.一种用于电机(1)的壳体单元(5)，所述壳体单元具有第一端盖(10)、中间法兰(12)和第一定子叠片组(3)，其特征在于，所述第一端盖(10)、所述第一定子叠片组(3)和所述中间法兰(12)具有共同的不锈钢涂层(16)，所述不锈钢涂层利用创成式制造方法生成，其中，所述壳体单元(5)由所述第一端盖(10)、所述第一定子叠片组(3)、所述中间法兰(12)和共同的所述不锈钢涂层(16)形成。
2.根据权利要求1所述的壳体单元，其中，通过使不锈钢颗粒以金属材料连接的方式与所述第一端盖(10)、所述中间法兰(12)和所述第一定子叠片组(3)连接，产生所述壳体单元(5)的所述不锈钢涂层(16)。
3.根据权利要求1或2所述的壳体单元，其中，所述壳体单元(5)构造用于容纳具有磁体(7)和轴承(6)的转子叠片组(9)，其中，所述转子叠片组(9)构造用于与轴(8)一起作用。
4.根据权利要求3所述的壳体单元，其中，所述轴由不锈钢制成。
5.根据权利要求1或2所述的壳体单元，其中，所述壳体单元(5)构造用于容纳转子单元(15)，所述转子单元具有由不锈钢制成的轴(8)、带有磁体(7)和轴承(6)的叠片组(9)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的壳体单元，其中，所述壳体单元设置用于与第二端盖(11)耦合，所述第二端盖涂覆有第二不锈钢涂层(17)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的壳体单元，其中，所述壳体单元在第一不锈钢涂层(16)和/或所述第二不锈钢涂层(17)的区域中具有用于进一步改善散热的冷却通道，其中，所述冷却通道利用创成式制造方法生成。
8.根据权利要求1所述的壳体单元，其中，所述电机是永磁式伺服马达。
9.一种电机(1)，具有根据权利要求1至8中任一项所述的壳体单元(5)。
10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述电机(1)具有由轴(8)、转子叠片组(9)、磁体(7)和轴承(6)组成的转子单元(15)。
11.根据权利要求9或10所述的电机，其中，所述电机(1)具有由根据权利要求1至3中任一项所述的壳体单元(5)和第二端盖(10)形成的不锈钢壳体。
12.一种用于制造电机(1)的方法，其中，在第一制造步骤(20)中将第一端盖(10)、外叠片组(3)以及中间法兰(12)组合，其中，
在第二制造步骤(21)中以不锈钢涂层(16)涂覆所述第一端盖(10)、所述外叠片组(3)以及所述中间法兰(12)，其中，借助于创成式制造方法通过不锈钢颗粒将所述第一端盖(10)、所述外叠片组(3)以及所述中间法兰(12)相互连接成壳体单元(5)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述电机是根据权利要求9至11中任一项所述的电机。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在第三制造步骤(22)中将绕线的定子叠片组(4)装入到在所述第二制造步骤(21)中生成的所述壳体单元(5)中。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，在第四制造步骤(23)中将由轴(8)、轴承(6)、转子叠片组(9)和磁体(7)组成的转子单元(15)装入到在所述第三制造步骤(22)中生成的马达单元(13)中。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，在第五制造步骤(23)中将第二端盖(11)固定在所述马达单元(13)上。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，通过切削加工和/或通过电抛光方法使所述壳体单元(5)和/或所述马达单元(13)平整。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，在第一不锈钢涂层(16)和/或第二不锈钢涂层(17)的区域中借助创成式制造方法将用于进一步改善散热的冷却通道生成到所述壳体单元(5)中。
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