CN110832757A - 用于制造用于电机、尤其是机动车的电机的转子的方法、以及转子和机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造具有至少一个叠片组(3)的用于电机的转子(1)的方法，在该方法中，通过注射成型使所述转子(1)的至少一个子区域(5)设有塑料(6)，所述方法具有如下步骤：提供至少一个沿所述转子(1)的轴向方向跟随着所述叠片组(3)的盘(4)，借助所述盘沿所述转子(1)的轴向方向至少大部分地限制所述子区域(5)；并且借助注射成型：将所述塑料(6)通过所述盘(4)的至少一个通入所述子区域(5)中的贯通开口(10)注入所述子区域(5)中。

Description

用于制造用于电机、尤其是机动车的电机的转子的方法、以及 转子和机动车

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造用于电机、尤其是机动车的电机的转子的方法。此外，本发明涉及一种根据权利要求9的前序部分所述的用于电机、尤其是机动车的电机的转子。此外，本发明涉及一种机动车。

背景技术

例如，文件DE102007060011A1公开了一种用于电机的转子以及一种用于制造这种转子的方法。在此，转子具有至少一个叠片组。在该方法中，通过注射成型使转子的至少一个子区域设有塑料。换言之，转子具有至少一个子区域，在该子区域中转子通过注射成型而设有塑料。

此外，由文件DE10219190A1得知一种用于电机的永磁转子。此外，文件WO99/05023A1公开了一种电动马达。

发明内容

本发明的目的在于提供开头所提及类型的方法和转子以及机动车，从而转子能以特别简单的方式设有塑料。

按照本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的方法、通过一种具有权利要求9的特征的转子以及通过一种具有权利要求10的特征的机动车来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求的技术方案。

本发明的第一方面涉及一种用于制造具有至少一个叠片组的用于电机、尤其是机动车的电机的转子的方法。在该方法中，通过注射成型使转子的至少一个子区域设有塑料。在此，例如将塑料、尤其呈液态形式的塑料注入子区域中并且由此引入子区域中，从而至少子区域用塑料在侧旁注塑或包围注塑。

现在，为了以特别有利且成本有利的方式使子区域可设有塑料，按照本发明规定，所述方法包括第一步骤，在该第一步骤中，提供至少一个沿转子的轴向方向跟随着叠片组的盘。该盘例如是端部盘或支撑盘，所述端部盘或支撑盘沿轴向方向跟随着叠片组地设置或沿轴向方向设置在叠片组之后或之前。借助所述盘、尤其是借助所述盘的端面，沿转子的轴向方向至少大部分地限制子区域。这尤其应理解为，子区域的超过一半沿轴向方向通过盘来覆盖并且由此受到限制、尤其在子区域的对应端侧上通过盘来覆盖并且由此受到限制。在此，盘优选直接限制子区域，从而当将塑料引入或注入子区域中时，例如塑料与盘接触并且因此直接触碰该盘。

在所述方法的优选在时间上跟随着第一步骤的第二步骤中，将塑料借助注射成型通过所述盘的至少一个通入子区域中的贯通开口注入子区域中。塑料例如从盘的沿转子的轴向方向背离子区域的第一侧注射穿过贯通开口并且在此被注入子区域中，从而塑料由此到达盘的沿轴向方向背离第一侧的第二侧上。因此，例如盘的第二侧沿转子的轴向方向面向子区域，而盘的之前提及的第一侧沿转子的轴向方向背离子区域。尤其，子区域至少大部分直接被盘的所提及的第二侧限制。在此，将塑料例如通过贯通开口从外部注入子区域中。这尤其应理解为，将塑料从第一侧注射穿过贯通开口并且由此置于第二侧上并且引入子区域中。因为此时所述盘或所述盘的第二侧优选直接限制子区域，所以可以说用塑料来在背后注射(hinterspritzen)所述盘，从而例如相反于第二侧注射塑料。由此，子区域能特别简单地并且因此以时间和成本有利的方式设有塑料。

将塑料注入或引入子区域中，也被称为对转子进行包围注射或浸渍。对转子进行浸渍被用来实现转子的特别高的牢度，从而总体上可实现例如构造为电流激励的同步电机的电机的特别有利的性能。

通常，对转子进行浸渍需要耗费的且高成本的模具、尤其铸造模具和工具、尤其注射成型工具，以实施注射成型。之所以尤其是需要这种耗费的且高成本的模具和工具，是因为如果不采取防范措施，通常可能发生过度泄漏。在此，通常将塑料在液态的状态下引入子区域中，从而塑料是非常液态的或非常低粘度的。因此，在对应的泄漏处上，塑料能不期望地从子区域中排出并且能到达与该子区域不同的区域中。

为了避免这个，按传统需要耗费的且高成本的密封措施，这导致耗费的且高成本的模具和工具。然而，现在这可通过按照本发明的方法来避免。为此，要进行浸渍的转子设计为，使得可能用于实施注射成型的模具和工具仅给定轮廓(konturgebend)。在此，所述盘用作结构上的元件，该元件至少部分地形成或限制子区域的外轮廓并且允许用塑料填充转子的子区域和因此转子的内部空腔，而不会发生过度的泄漏并且无需耗费的且高成本的密封措施或工具和模具。

通过按照本发明的方法，用于实施注射成型的注射成型工具可设计得特别简单且因此成本有利，从而能以特别成本有利的方式制造转子。此外，在相同的初始情形下可以加工出种类繁多的变型。换言之，例如通过按照本发明的方法可实现：转子的多个彼此不同的结构变型借助相同的注射成型工具通过注射成型而设有相应的塑料。因为例如所述盘至少部分地预定了子区域的外轮廓，所以可使耗时且高成本的后处理保持得特别少，从而可特别成本有利地制造转子。

通过使用所述盘可实现：提供一种至少几乎完全闭合的轮廓，该轮廓限制子区域，从而注射成型工具可设计得特别简单且因此成本有利。此外，可实现：借助同一个工具可对不同的转子型式、也就是说之前提及的不同的结构变型进行浸渍。在此，至少几乎完全闭合的轮廓通过如下盘来实现，该盘例如与传统的转子相比可简单且成本有利地适配。

为了可特别简单且成本有利地对转子进行浸渍，在本发明的有利的设计方案中规定，沿转子的轴向方向在所述盘与所述叠片组之间设置有用于密封子区域的至少一个密封元件。该密封元件例如在一侧支撑在盘上、尤其是直接支撑在盘上，其中，该密封元件在另一侧例如支撑在叠片组上、尤其是直接支撑在叠片组上。由此，例如借助密封元件使盘相对于叠片组密封，其中，例如子区域的至少一个纵向区域沿径向方向向外被密封元件限制。如果例如将塑料注入子区域中，则塑料例如与密封元件的内圆周侧的周面的至少一部分到达接触中，其中，密封元件防止过量的塑料从转子中不期望地排出、尤其是沿纵向方向从转子中不期望地排出。

在此，为了可特别有利地密封子区域，在本发明的另一种设计方案中规定，当将塑料注入子区域中时，借助由塑料释放出的热来加热密封元件。换言之，将塑料在液态的状态下注入子区域中。为了引起塑料的液态状态，将塑料加热并且由此例如使其熔化，从而将塑料在液态且经加热的状态下注入子区域中。在将塑料注入子区域中期间，塑料因此含有热并且释放出所述热的至少一部分到密封元件上。因此，密封元件被加热，从而可特别有利地密封子区域。附加地，可根据塑料来预热转子或至少叠片组。例如，将转子或至少叠片组在塑料构造为热塑性塑料时预热到约80摄氏度并且在塑料构造为热固性塑料时预热到约150摄氏度。

为了实现子区域的特别高的密封性，在本发明的另一种实施方式中规定，所述密封元件由于热而被至少部分地变形。

另一种实施方式的特征在于，将所述密封元件借助实施注射成型所用的注射成型工具至少部分地变形、尤其是挤压。通过使密封元件变形可将该密封元件安置在一定部位上、例如安置在接缝和/或间隙或同类物中，其中，在这种部位上通常可能发生泄漏。这现在可以被阻止，从而可特别好地密封子区域。

在注射成型的范围中，例如在大于500巴的压力的情况下将塑料注入子区域中。因为压力很高并且塑料非常液态，所以充分密封子区域是有利的，以便可以有利地对转子进行浸渍并且因此可实现转子的有利的性能。通过对转子进行浸渍可使该转子设计有特别高的牢度，从而该转子也可以例如无损地承受高的转速。按传统，设有多个接合部位，塑料可在所述接合部位上从转子中排出。这些接合部位按传统必须被以耗费的且高成本的方式密封，而这现在可通过按照本发明的方法来避免。

例如将热固性塑料、尤其是环氧树脂用作所述塑料，从而可实现转子的特别高的牢度。与弹性体相反，完全交联后的热固性塑料不能被重新再激活，从而在塑料已经被注入子区域中并且已经固化之后，不能或者只能很受限制地改变并且影响或加工塑料。因此，应已经精确并限定地将塑料注入子区域中，这现在可借助按照本发明的方法来实现。

优选地，将塑料密封元件用作密封元件，从而该密封元件优选由塑料、尤其是由弹性体、由热塑性塑料或由硅酮形成。借助密封元件可平衡公差，从而例如在大量或批量生产用于电机的转子的范围中，可借助同一个注射成型工具通过注射成型以所描述的方式对这些转子(所述转子例如由公差决定地在其外尺寸方面可能是彼此不同的)进行浸渍。由此，可特别简单且成本有利地制造转子。

此外，优选地规定，在一定温度的情况下将塑料注入子区域中，该温度例如为160摄氏度或更高。在此，例如可特别有利地加热密封元件并且使密封元件因此改形，以便可实现子区域的特别高的密封性。视材料而定，也可在例如约150摄氏度的温度的情况下将塑料注入子区域中。

尤其，优选地规定，通过所述盘、尤其是通过所提及的所述盘的端面，沿转子的轴向方向覆盖并且因此限制子区域的超过75％，从而可特别有利地对转子进行浸渍。例如，通过所述盘、尤其是通过所述盘的端面，可沿转子的轴向方向覆盖并且因此限制子区域的超过90％。

此外，优选设有至少一个另外的工具，所述另外的工具将转子在外圆周侧至少部分地包围、尤其是至少在将塑料注入子区域中期间包围。所述另外的工具例如被用于支撑转子或调节转子的温度、尤其是加热和/或冷却转子。

另一种实施方式的特征在于，将塑料借助注射成型通过所述盘的多个通入子区域中的贯通开口注入子区域中。由此，例如可在短时间内将特别大量的塑料注入子区域中，从而可特别时间有利并且因此成本有利地实施所述方法。

可设想的是，所述盘是在将塑料注入子区域中之后从转子移除并且因此不属于转子的工具元件。然而，表明为特别有利的是，将所述盘用作完全制成的转子的结构元件，从而可特别成本有利地实施所述方法。

本发明的第二方面涉及一种用于电机、尤其是机动车的电机的转子。该转子具有至少一个叠片组和至少一个子区域，转子在子区域中通过注射成型而设有塑料。

为了现在可特别时间和成本有利地使转子设有塑料，所述转子具有至少一个沿转子的轴向方向跟随着叠片组的且沿转子的轴向方向至少大部分地限制子区域的盘，所述盘具有至少一个通入子区域中的贯通开口，塑料借助注射成型通过该贯通开口注入子区域中。本发明的第一方面的优点和有利的设计方案可被视为本发明的第二方面的优点和有利的设计方案，并且反之亦然。

所述盘例如由与所述塑料不同的材料形成，其中，该材料可以是第二塑料或金属材料。这意味着，优选地，所述盘不是由引入子区域中的塑料形成的。

本发明的第三方面涉及一种机动车、尤其是汽车、例如乘用车。所述机动车包括至少一个电机，该电机具有至少一个按照本发明的转子。本发明的第一方面和第二方面的优点和有利的设计方案可被视为本发明的第三方面的优点和有利的设计方案，并且反之亦然。

所述电机例如构造为牵引用机器，借助该牵引用机器总体上可以电驱动机动车的至少一个车轮或机动车。为此，所述电机例如能在马达运转中运行并且因此能作为电动马达运行。

附图说明

本发明的其他细节由下面借助有关附图对优选的实施例的描述得出。附图中：

图1局部地示出按照本发明的转子的示意性透视图，该转子借助按照本发明的方法制成；

图2示出转子的另一示意性透视图；以及

图3示出转子的示意性侧视图。

在附图中，相同或功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方案

图1和2分别局部地以示意性透视图示出用于电机、尤其是机动车的电机的转子1。此外，下面根据附图描述一种用于制造转子1的方法。所述电机优选是牵引用机器并且在此是机动车的动力传动系的组成部分，该机动车能借助动力传动系来驱动。在此，例如电机构造用于总体上电驱动机动车的至少一个车轮或机动车，从而该机动车例如构造为混合动力车辆或电动车辆。为此，所述电机例如包括定子和转子1，该转子能围绕转动轴线相对于定子转动。尤其，转子1能由定子驱动并且由此能围绕转动轴线相对于定子转动。

转子1包括转子轴2，通过该转子轴，电机可提供例如转矩以用于驱动车轮或机动车。为了驱动机动车，电机在马达运行中运作并且因此作为电动马达运作。为此，例如给电机供应电能或电流，该电能或电流储存在蓄能器中、例如蓄电池、尤其是高压蓄电池中。此外可设想的是，电机能在发电机运行中运作并且因此能作为发电机运作。

此外，转子1具有叠片组3，该叠片组设置在转子轴2上并且与转子轴2无相对转动地连接。此外，转子1包括相应的沿转子1的轴向方向在两侧连接到叠片组3上的盘4，所述盘例如构造为支撑盘或端部盘。换言之，在转子1的情况下规定，相应的盘4沿转子1的轴向方向跟随着叠片组3地设置或(视目视方向而定)设置在叠片组3之后或之前。

此外，转子1具有例如由图2可见的子区域5，该子区域通过注射成型而设有塑料6。因此，在之前提及的方法的范围中规定，通过注射成型使转子1的至少子区域5设有塑料6。注射成型也被称为注塑成型方法或注射成型方法并且借助构造为注射成型工具的工具来实施，借助该工具将塑料6至少注入并且由此引入子区域5中。使子区域5设有塑料6也被称为对转子1进行浸渍，其中，塑料6优选为热固性塑料。通过对转子1进行这种浸渍可实现转子1的特别高的牢度。

现在，为了可特别简单并且因此成本有利地对转子1进行浸渍并且因而制成该转子，在本方法的范围中，提供相应的沿转子1的轴向方向跟随着叠片组3的盘4，借助该盘沿转子1的轴向方向至少大部分地直接限制子区域5。为此，相应的盘4例如具有尤其是构造为支撑环的环7和盘元件8，该盘元件与环7相连接。例如，盘元件8与环7一件式地构造。在此，子区域5沿转子1的轴向方向在相应的端侧9上至少大部分被相应的盘4覆盖，其中，相应的盘4、尤其相应的盘元件8或内侧沿轴向方向覆盖并且因此限制子区域5的优选超过90％。

相应的盘4、尤其相应的盘元件8具有多个贯通开口10，所述多个贯通开口通入子区域5中。在本方法的范围中，将塑料6通过贯通开口10注入并且由此引入子区域5中，其方式为，将塑料6注射穿过贯通开口10。

在图1中，可见盘4、尤其盘元件8的沿转子1的轴向方向背离子区域5的第一侧11，其中，塑料6例如从也被称为外侧的这侧11注射穿过贯通开口10并且被注入子区域5中。相应的盘4、尤其盘元件8具有沿轴向方向背离第一侧11的且面向子区域5或塑料6的第二侧、尤其是内侧，其中，子区域5通过该内侧至少大部分地沿轴向方向直接受到限制。通过如下方式，即，盘4、尤其盘元件8和在此所述内侧将子区域5至少大部分地、尤其超过90％地直接限制，塑料6与内侧并且因此与盘4直接接触，从而可以说用塑料6在背后注射内侧或盘4。

通过使用相应的盘4能以简单的方式避免过度泄漏，从而可避免耗费的且高成本的密封措施。此外发现，在图3中示出的各区域B中按传统可能发生泄漏，因为在各区域B中，转子1的多个构件可彼此邻接、尤其是彼此相碰。这些构件例如是相应的盘4、叠片组3和相应的覆盖元件12，借助所述覆盖元件例如覆盖并且因此封闭叠片组3的相应的槽。

为了在此可避免塑料6沿转子1的径向方向不期望地从子区域5中排出，在将处于液态且经加热的状态下的塑料6注入子区域5中期间尤其如此，优选沿转子1的轴向方向在叠片组3与相应的盘4之间设置有相应的密封元件13，借助该密封元件，子区域5被密封、尤其是沿转子1的径向方向被向外密封。尤其，相应的盘4借助密封元件13相对于叠片组3得到密封，从而例如塑料6不能在盘4与叠片组3之间流动穿过并且因此不能沿径向方向从转子1中排出。

塑料6例如可以在至少160度、尤其是超过160度的温度的情况下注入子区域5中。在此，例如使塑料6的热传递到相应的密封元件13上，从而该密封元件被加热。因此，可使密封元件13特别有利地变形、尤其是挤压，尤其是可借助注射成型工具来实现，从而尤其是区域B可有利地被密封。通过使用盘4和密封元件13可以提供一种至少几乎完全闭合的轮廓，借助该轮廓可特别有利地限制子区域5。由此，能以成本有利的方式避免泄漏，从而可总体上简单且成本有利地制造转子1。在制成转子1之后，盘4保留在转子1上。这意味着，盘4是制造完成的或完全制成的转子1的结构元件或构件，从而可特别简单且成本有利地制造转子1。

优选地，相应的密封元件13由塑料、尤其是由弹性体、由热塑性塑料或由硅酮形成。塑料6可与密封元件13接触、尤其是与密封元件13的内圆周侧的面向子区域5的周面接触，从而例如密封元件13至少部分地用塑料6在侧旁注塑或包围注塑。优选地，将塑料6在特别液态的状态下注入子区域5中，从而塑料6也可流动到小的或狭窄的结构空间或间隙中。在此，通过盘4和密封元件13可避免液态的塑料过度地从转子1中排出。

附图标记列表

1 转子

2 转子轴

3 叠片组

4 盘

5 子区域

6 塑料

7 环

8 盘元件

9 端侧

10 贯通开口

11 第一侧

12 覆盖元件

13 密封元件

B 区域

Claims (10)

1.用于制造具有至少一个叠片组(3)的用于电机的转子(1)的方法，在该方法中，通过注射成型使所述转子(1)的至少一个子区域(5)设有塑料(6)，其特征在于如下步骤：

-提供至少一个沿所述转子(1)的轴向方向跟随着所述叠片组(3)的盘(4)，借助所述盘沿所述转子(1)的轴向方向至少大部分地限制所述子区域(5)；并且

-借助注射成型：将所述塑料(6)通过所述盘(4)的至少一个通入所述子区域(5)中的贯通开口(10)注入所述子区域(5)中。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

沿所述转子(1)的轴向方向在所述盘(4)与所述叠片组(3)之间设置有用于密封所述子区域(5)的至少一个密封元件(13)。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，

当将所述塑料(6)注入所述子区域(5)中时，借助由所述塑料(6)释放出的热来加热所述密封元件(13)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

将所述密封元件(13)由于热而至少部分地变形。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，

其特征在于，

将所述密封元件(13)借助实施注射成型所用的注射成型工具至少部分地变形、尤其是挤压。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

将所述塑料(6)借助注射成型通过所述盘(4)的多个通入所述子区域(5)中的贯通开口(10)注入所述子区域(5)中。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

所述盘(4)沿所述转子(1)的轴向方向限制所述子区域(5)的超过75％。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

将所述盘(4)用作完全制成的转子(1)的结构元件。

9.用于电机的转子(1)，该转子具有至少一个叠片组(3)并且具有至少一个子区域(5)，在该子区域中，所述转子(1)通过注射成型而设有塑料(6)，

其特征在于，

设有至少一个沿所述转子(1)的轴向方向跟随着所述叠片组(3)的且沿所述转子(1)的轴向方向至少大部分地限制所述子区域(5)的盘(4)，所述盘具有至少一个通入所述子区域(5)中的贯通开口(10)，所述塑料(6)借助注射成型通过所述贯通开口注入所述子区域(5)中。

10.机动车，其具有至少一个电机，该电机具有至少一个根据权利要求9所述的转子(1)。

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