CN1096738C - 电动机转子的绕线覆盖层装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动机转子的绕线覆盖层装置，上述转子包括铁心(20)、包围上述铁心的磁体(30)和覆盖层(10)，该覆盖层围绕铁心绕制，以使上述磁体(30)固定在上述铁心上。上述覆盖层装置包括一对成型端部元件(40)，各个元件装在转子铁心(20)的端面部分上和由覆盖层(10)及磁体(30)形成的部件中的至少一个部件的相邻端面上，并具有周边部分(41)，该部分具有至少一个伸向转子轴线的凹部(43)，上述转子和上述凹部(43)的底部之间的距离确定该覆盖层的最小绕线端部半径。

Description

电动机转子的绕线覆盖层装置
发明领域
本发明涉及包含永磁体的这种电动机转子的绕线覆盖层装置。
发明背景
永磁体转子具有通常为铁的圆筒心，该心是叠层的或整块的，围绕该心配置许多通常为拱形板状的磁体，该转子还具有位于上述磁体外侧的转子覆盖层，以便固定磁体，使其紧接上述铁心，从而避免在马达操作期间该磁体受到离心力、动量和热应力作用时在上述铁心和上述磁体之间产生相对的径向和沿圆周的位移，该离心力倾向于使磁体脱离铁心、而该动量使上述磁体绕转子心进行圆形运动。另外，用来将磁体固定在转子上的结构形式是很重要的，这种形式决定马达的电效率。
覆盖层除保持磁体紧接铁心的作用外，还可以避免因受上述力作用形成的磁体碎片散开和松开。在正审查专利申请PI 9601676中讨论的电动机转子覆盖层的已知解决方案中，围绕固定在铁心四周的磁体的绕线覆盖层优于其它已知覆盖层的结构性优点是，它能够适应上述磁体制造工艺产生的磁体尺寸变化，该绕线覆盖层是通过缠绕一束纤维而形成的。
按照已知技术，绕制电动机转子绕线覆盖层的方法是将通常用树脂浸渍的纤维材料条或束缠绕在定子铁心-磁体组件上，然后经过一定时间在一定温度下使其固化，以获得转子覆盖层所需要的刚性。
然而在大规模生产的绕线作业期间，绕线通常是按装有相应磁体的铁心依次进行的，由此绕制覆盖层的不便之处在于不能适当地完成覆盖层的端部分。在生产线上，在前一个转子绕线结束后，当绕制部件从一个转子进到另一个转子时便会发生此问题。在此时，绕线装置使形成覆盖层的预张力纤维突然移向下一个转子，在已知方法中要求在上述覆盖层被切开之后进行随后的刮削、喷砂或机加工转子上绕线覆盖层的各个端表面，以进行端表面的精加工。不进行这种精加工，则进行这种切开操作所形成的毛刺将造成组装和耐用性问题，至少会危及转子和定子之间的间隙。
除上述问题而外，在预张力纤维从一个转子移到另一转子期间，可能产生成型端部元件的塑性形变，从而可能损害上述转子的尺寸特性和上述成型端部元件的功能特性，该成型端部元件靠近各个转子的各个端部配置。克服这种形变的一种方法是增加成型端部元件的厚度，以获得较高的机械刚性。然而这种方法增加了材料和加工二者的成本，还增加了马达的重量。
发明概要
本发明的目的是提供一种电动机转子的绕线覆盖层装置，这种覆盖层装置是用纤维束绕制的，使得转子两端部可以获得更好的精制面，另外还尽量减小了在制造上述覆盖层的任一步骤中或马达操作期间因纤维条端部松开而造成的问题。
本发明的再一个目的是提供一种电动机转子的如上所述的绕线覆盖层装置，这种装置可以形成转子而不要求在生产上述转子的大批量生产的绕线作业之后进行另外的操作步骤。
利用一种电动机转子的覆盖层装置可以达到本发明的这些和其它目的，该转子包括铁心、围绕上述铁心的磁体和围绕铁心形成的以使磁体固定在上述铁心上的绕线覆盖层，上述绕线覆盖层装置包括一对成型端部元件，各个元件装在转子铁心的端面部分及覆盖层和磁体形成的部件中的至少一个部件的相邻端表面上，各个端部元件具有圆的边缘部分，该边缘部分具有至少一个伸向转子轴线的凹部，上述转子和上述凹部的底部之间的距离确定覆盖层的最小的端部绕线半径。
附图的简要说明
下面参照附图说明本发明，这些附图是：
图1是示意截面图，示出由马达的转子铁心、磁体和转子覆盖层构成的组件；
图2是示意纵截面图，示出电动机转子的实施例；
图3是示意局部平面图，示出按本发明结构形式制作的转子的成型端部元件；
图4和4a是示意的局部的放大的上部平面图，示出本发明成型端部元件的圆形边缘的两个不同实施例。
实施本发明的最好模式
本发明涉及一种电动机转子的覆盖层10，该转子具有铁心20，该铁心围绕至少部分转子轴固定，围绕该铁心配置若干磁体30，该磁体通常为拱形的板状磁体，该磁体形成两个准直的纵向凸出部固定于转子铁心20的外部圆柱表面21上，以便接触上述外部圆柱表面，上述铁心沿环形周面彼此间隔开，上述磁体30由于覆盖层10的作用而固定在铁心20上。用间隔装置使磁体30之间间隔开，该间隔装置例如为凸出部22，该凸出部凸出于铁心外圆柱表面21。
按照本发明，形成覆盖层10，形成的方法是，将一束纤维连续地螺旋形地绕在磁体30的外侧圆柱表面31上，该纤维束由绝缘材料例如由树脂浸渍的纤维B、碳纤维或玻璃纤维构成，使得该覆盖层在经过固化期之后可以硬化。
应当明白，可以用具有绝缘材料的纤维束(在装置中或在绕制作业期间用树脂预先浸渍该纤维)进行绕制，或用干法进行绕制，随后用树脂浸渍纤维束。
本发明可以使包围磁体30的覆盖层10的侧壁包含最小层数的绝缘材料纤维束，上述侧壁最好由一层绝缘材料纤维束构成，以使由上述层形成的间隙基本上不影响电动机的效率。
为减小本发明覆盖层10的侧向厚度而又不造成其端部松开或裂开，使绝缘材料纤维束的各个上述端部系在覆盖层10的相应端部外围部分11上。
按照正审查的专利申请PI 9601676中说明的覆盖层，将纤维束绕在磁体30上便可获得覆盖层10的各个端部外围部分11，方法是将此纤维束固定在一个环形支承面上，该支承面相对于磁体30的外侧圆柱表面31在径向反向留出空间，并覆盖例如从磁体30的相邻端表面32的外侧到里侧的整个径向延伸部分。
覆盖层10的端部外围部分11可以设计成只部分覆盖从磁体30的相邻端表面32的外侧到里侧的径向延伸部分。
在这种技术方案中，各个端部外围部分11具有一方面由磁体30的相邻端表面32的轮廓和另一方面由成型端部元件40的轮廓确定的轮廓，在优选结构中，该成型端部元件由抛光的端盖形成。
各个成型端部元件40装在转子铁心20的相邻端面上，从而还可以覆盖由磁体30的相邻端表面和覆盖层10形成的部件中的至少一个部件，上述成型端部元件可以固定于转子，方法是采用例如固定装置50将其连接于转子。
成型端部元件40可以装在转子上，也可以装在绕线装置上，以保证获得绕线覆盖层的要求形状和尺寸，在整个绕制作业期间保持这些形状和尺寸不发生变化，直至覆盖层凝固(固化)。
按照本发明，各个成型端部元件40具有周边部分41，该部分例如与上述成型端部元件40的中央部分42共平面，或从该中央部分凸出，逐渐地沿轴向与转子铁心20的邻接端部表面间隔开，如正审查的专利申请PI 9601676所述，上述成型端部元件40在其周边部分41上具有至少一个伸向转子轴线的凹槽43，转子和上述凹槽43底部之间的距离确定覆盖层10的最小绕线端部半径，而最大的绕线半径为转子轴线和覆盖层10的外侧表面之间的距离。
用个别绕制法或用大批量生产的绕制法制造各个转子时，在各个成型端部元件40的周边部分41上形成的一个或多个凹部43在开始绕制覆盖层时形成一个引导器，引导覆盖层10的绝缘材料纤维束层的第一圈，而在上述覆盖层绕制操作结束时，则形成一个中止装置，中止形成覆盖层10的纤维束层。
在个别绕制转子的情况下，围绕转子绕制的覆盖层10的一个端部应当固定绕线轴线上或固定在适合的固定装置上(该固定可以装在转子上，例如装在其成型端部元件上，或者也可装在所用的绕线/固化装置上)，并保持到绕线结束，其时如有过长的材料，可以除去。
各个成型端部元件40的周边部分41上形成的一个或多个凹部43在大批量生产的绕制期间确定由转子铁心和磁体形成的各个组件的覆盖层的绕线结束点和生产线上下一个转子覆盖层的绕制开始点，并且和先有技术不一样，其结尾操作不需要对转子端表面作另外的加工处理。
按照实施本发明的一种结构性选择，各个成型端部元件40包括至少一组凹部43，该组凹部43占据至少一部分上述成型端部元件40的周边部分41的外周延伸部分。当上述凹部43占据一部分周边部分41的外周延伸部分时(见图3)，对于大量生产的绕制，需要在绕制装置中连续配置的两个模制端部元件40的凹部43之间进行预先准直，以避免材料损耗在两个转子的绕制之间，该两个转子顺序放置在此装置中以便形成覆盖层10。
按照例示的实施例，各个凹槽43具有大体“U”形的倒圆的轮廓，与周边部分41形成例如正弦形轮廓(图3)。示于图4的另一实施例中，周边部分41具有许多凹槽43，该凹槽彼此沿角度均匀间隔开。
在图4a所示的实施例中，凹槽43形为小厚度的槽口，该厚度确定为形成覆盖层10的材料厚度的函数。
虽然未示出，但是各个成型端部元件40的周边部分41的圆形延伸部分可以局部地或整个地形成至少一组具有同样轮廓的或不同轮廓的凹槽。

Claims (6)

1.一种电动机转子的绕线覆盖层装置，上述转子包括铁心(20)、包围上述铁心的磁体(30)和覆盖层(10)，该覆盖层围绕铁心绕制，以使上述磁体(30)固定在上述铁心上，其特征在于，它包括一对成型端部元件(40)，各个元件装在转子铁心(20)的端面上和由覆盖层(10)和磁体(30)形成的部件中的至少一个部件的相邻端面上，并具有周边部分(41)，该周边部分具有至少一个伸向转子轴线的凹槽(43)，上述转子和上述凹槽(43)底部之间的距离确定覆盖层的最小绕线端部半径。
2.如权利要求1所述的绕线覆盖层装置，其特征在于，各个凹槽(43)与相应成型端部元件(40)的周边部分(41)共平面。
3.如权利要求2所述的绕线覆盖层装置，其特征在于，各个凹槽(43)具有大体圆拱状的“U”形轮廓。
4.如权利要求3所述的绕线覆盖层装置，其特征在于，各个成型端部元件(40)的周边部分(41)具有至少许多凹部(43)，该凹部彼此沿角度均匀间隔开。
5.如权利要求4所述的绕线覆盖层装置，其特征在于，凹部(43)与成型端部元件(40)的周边部分(41)一起形成正弦形轮廓。
6.如权利要求2所述的绕线覆盖层装置，其特征在于，凹部(43)形为槽口，具有小厚度，占据至少一部分相应成型端部元件(40)的周边部分(41)。
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