CN111213301A - 具有固定磁体的薄片组的电机以及使用在电机中的薄片组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带有用于固定磁体的薄片组的驱动电机以及用于使用在该电机中的薄片组。所述驱动电机具有由多个层式叠置的薄片(2)组成的薄片组(1)和多个凹处(3)，在凹处中分别固定有磁体(4)。各磁体(4)形状配合并且摩擦配合地固定在所配属的凹处(3)中，为此各个层式叠置的薄片(2)配有相应的凸起，凸起具有能弹性变形的、由弯曲部构成的固持区段。固持区段(5)限定可供使用的横截面，使磁体(4)能克服固持区段(5)的弹性复位力装入凹处(3)中。为在此防止磁体(4)可能的损坏，固持区段(5)具有朝凹处(3)的方向突出的由压印轮廓形成的成型部。由此，固持区段(5)与磁体(4)之间的接触面相对于由固持区段(5)的边缘区域定义的平面间隔距离，所述距离大于冲压毛刺的典型延伸尺寸。

Description

具有固定磁体的薄片组的电机以及使用在电机中的薄片组
本发明涉及一种电机、尤其是机动车的驱动电机，其具有由多个层式叠置的、设计为板坯件的薄片构成的薄片组，该薄片组尤其用于电机的转子，其中，薄片组具有至少一个用于固定至少一个磁体的凹处，其中，多个层式叠置的薄片配有相应的凸起，所述凸起具有能弹性变形的、通过弯曲部和/或转弯部构成的固持区段，所述固持区段达到凹处的区域中并且限定其外周轮廓或者横截面，从而使磁体摩擦配合和/或形状配合地固定在凹处中。此外，本发明涉及一种由多个层式叠置的薄片构成的用于使用在这种电机中的薄片组。
具有这种薄片组的电机作为电动机通常使用在机动车领域、例如被用作转向电机，或者使用在伺服驱动装置中。
永磁激励式电机基本上具有通过空气缝隙彼此间隔的初级部分和次级部分。初级部分是具有能够通电的单相或者多相绕组的部件。次级部分具有永磁体，所述永磁体具有用于形成励磁场的励磁极。
在可旋转地设计的机器中，初级部分设计为具有绕组的定子并且次级部分设计为具有永磁体的转子。定子和转子通常为了降低涡流损耗借助叠片组构成，所述叠片组由多个单独的电钢板组成。转子例如压装在钢轴上。
转子具有永磁体，所述永磁体布置在转子内部或者布置在转子的朝向定子的表面上并且被持久地固定，以便控制电机运行中的动态和静态负荷中的机械力并且保护永磁体以防损坏。磁体例如可以通过夹紧或者粘接固持在转子的薄片组上。
由DE 100 09 151 C2已知，在同步电机中，在端侧设置有安装在转子上的夹紧元件，所述夹紧元件首先沿径向从叠片组伸出并且在装入磁体之后沿轴向定向弯折，以便以这个轴向弯折的端部啮合到磁体的凹处中。
由DE 10 2007 015 249 A1已知借助附加的、可安装在相互对置的端侧上的固持元件固定磁体。为此，轴平行的夹紧元件分别啮合到槽中。
由DE 103 57 502 A1已知一种转子，其沿轴向由叠片组组成，所述叠片组由相同地成型的单独叠片构成，其中，装入转子的容纳槽中的磁体借助设置在容纳槽的窄侧上的凸起固持。
在由DE 10 2007 029 719 A1已知的叠片组中，单独叠片在两个窄侧上具有槽开口。
在按照EP 2 436 100 B1的叠片组中，通过以下方式确保磁体的可靠固定，即在多个上下堆叠的单独叠片中，一些槽开口具有用于夹紧固定磁体的成型的夹紧接片，各个单独的夹紧接片设置在相互对置的开口侧上。
由US 5,581,140已知具有用于夹紧固定磁体的夹紧接片的容纳槽，其中，只在每三个或者每四个叠片层中设置夹紧接片。
由于永磁体在叠片组中的机械固定，由于在将冲压轮廓置入单独叠片时不可避免的冲压毛刺通常导致磁体表面损坏。
也已知借助适当的附着连接、例如粘接剂或者通过绷带材料将永磁体固定在叠片组中。槽与永磁体之间的缝隙或者说空腔通过浸渍树脂浇注。
然而，所述的方式不能确保永磁体在槽中处于定义的状态或者位置，由此可能出现电气参数或者磁性参数、例如永磁体的磁场走向中的不对称性。永磁体在槽中的不合定义的状态也可能不利地影响转子的平衡性能。
此外，可以通过适当的塑料材料对磁体进行注塑包封，以保护其表面。
在此背景下，本发明所要解决的技术问题在于，在本文开头所述类型的电机中显著改善磁体在薄片组中的固定。此外，应该提供一种确定用于使用在电机中的薄片组，其具有对磁体的改善的固定。
首先提到的技术问题通过按照权利要求1的特征的电机解决。从属权利要求涉及本发明的特别适宜的扩展设计。
按照本发明，固持区段具有相对于弯折的和/或弯曲的固持区段的主延伸平面朝凹处的方向相对于固持区段的外周侧的边缘区域突出的成型部，所述成型部限定外周轮廓或者横截面。本发明由这种认知出发，即如果固持区段的接触区域与其边缘区域、即尤其与其冲压毛刺保持距离，并且同时相对于通过固持区段的外周轮廓确定的平面突出、即朝待固定的磁体的方向突出，则可以在没有磁体表面损坏风险的情况下实现磁体的机械固定。因此以令人惊讶地简单的方式不需要去除固持区段的冲压毛刺，去除冲压毛刺在实践中可能导致显著的额外制造耗费。成型部用于将接触面与冲压毛刺的平面在空间上分隔开，以便由此可靠地防止与磁体表面的不期望的接触。由此可以取消对磁体表面的涂层以及取消凹处与磁体之间的需要通过粘附剂填充的缝隙并且改善其定位精度。由此，所述距离至少相当于在实践中最大出现的毛刺的高度、例如至少0.2mm、优选大于0.5mm。
成型部可以通过不同的材料厚度或者通过涂覆材料层或者涂层实现。而特别有利的是本发明的一种设计方案，其中固持区段具有至少基本上恒定的材料厚度并且所述成型部朝所述凹处或者说磁体表面的方向至少区段性地凸形地成型。由此以特别简单的方式实现了与磁体的接触面，所述接触面与边缘区域相间隔，所述接触面还由于凸形的、例如区段性地球形的弯曲而显著简化了磁体的安装，所述磁体的安装优选通过固持区段的弹性变形实现。由此，固持区段例如可以具有勺的形状。
本发明的一种特别优选的设计方案通过以下方式实现，即所述成型部通过固持区段的至少一个由边缘区域包围的部分区域的变形、例如通过3D弯曲、挤压或者深冲构成。由此能够以较小的耗费通过冲压和接下来的或者集成的变形工艺制造配有固持区段的薄片。由此尤其只在较小的范围内提高了制造耗费。在此，在实践中所述成型部优选通过压力成型、尤其是挤压或者压印形成。
成型部可以涉及固持区段的整个面，因此冲压毛刺也能够以有利的方式朝之后与磁体的接触区域相反的方向变形。所述成型部优选具有基本上呈多边形、例如呈矩形的外周轮廓，以便由此实现与磁体的足够大的接触面。在此，固持区段优选设计为具有恒定宽度的矩形凸起。
成型部可以具有只呈拱形的表面轮廓，以便由此也简化磁体的安装。特别优选地，所述成型部具有能够贴在磁体上的平坦的接触面。由此在磁体上实现了足够大的接触面并且由此实现了可靠和位置准确的固定。此外，通过相应增大的面积可以减小作用在磁体上的压力。
此外业已证明在实践中特别重要的是，所述成型部相对于边缘区域具有恒定的距离，从而尤其与安装方向无关地针对冲压毛刺确保对磁体表面的期望的保护。
薄片组可以由多个薄片构成，所述薄片分别具有按照本发明的固持区段。然而业已证明特别实用的是，所述薄片组具有分别配有固持区段的薄片和分别未配有固持区段的薄片的尤其是规则的次序，所述薄片在准备用于安装磁体的位置中彼此间隔地布置。由此可靠地避免了不同薄片的固持区段不期望地重叠，其中，相应的固持区段的接触面布置在共同的平面中。通过由具有和不具有固持区段的薄片的相应模块化的结构，薄片组可以毫无问题地与不同的磁体和对所需固持力的要求进行适配。
此外，按照本发明的技术问题还通过由多个层式叠置的薄片构成的薄片组由此解决，即固持区段具有相对于弯折的和/或弯曲的固持区段的主延伸平面朝凹处的方向相对于固持区段的外周侧的边缘区域突出的成型部。由此已经在结构上确保了在固持区段的由于制造而具有冲压毛刺的边缘区域的平面与用于磁体的固持或者接触面的平面之间的足够距离，方式为所述固持或者接触面布置在朝磁体的方向突出的成型部上。
因此避免了冲压毛刺接触磁体表面，从而能够可靠地避免在其它情况下时常出现的损坏。
本发明可以具有大量的实施方式。为了进一步说明本发明的基本原理，在附图中示出并且在以下描述实施方式之一。在附图中：
图1示出薄片组和装入其中的磁体的局部的立体图；
图2示出在图1中所示的薄片组不具有磁体的情形；
图3示出在图1和图2中所示的薄片组的固持区段的放大的侧视图；
图4示出固持区段的放大的俯视图；
图5示出在图1和图2中所示的薄片组的薄片的正面的立体图；
图6示出在图5中所示的薄片的背面的立体图。
以下根据图1至图6详细说明确定用于电机、尤其是机动车的驱动电机的薄片组1。薄片组1由多个层式叠置的、设计为板坯件的薄片2组成并且例如形成电机的转子。薄片组1具有多个同中心地布置的凹处3，在所述凹处中分别将磁体4固定在可投入运行的位置中。每个磁体4形状配合并且摩擦配合地固定在配属于磁体的凹处3中，方式为各个单独的层式叠置的薄片2配有相应的凸起，所述凸起具有可弹性变形的、通过弯曲部形成的固持区段5。所述固持区段5这样限定可供使用的横截面，使得磁体4能够克服所述固持区段5的弹性复位力装入凹处3中。固持区段5以此方式限定外周轮廓。薄片2以本身已知的方式通过冲压制造并且沿着冲压轮廓具有未示出的冲压毛刺，所述冲压毛刺在直接与磁体4的表面接触时可能导致损坏。为了防止这种损坏，在本实施例中的四个固持区段5中的每个固持区段具有朝凹处3的方向突出的成型部6，所述成型部由压印轮廓形成。如尤其在图1至图4中可以看出的那样，由此形成了相应的固持区段5的凸形的上侧7以及凹形的下侧8，从而使固持区段5与磁体4之间的接触面9相对于通过固持区段5的边缘区域10定义的平面具有距离a，所述距离大于冲压毛刺的典型延伸尺寸。因此以简单的方式有效地避免了固持区段5的边缘区域10与磁体4的不期望的接触，而为此不需要对冲压毛刺进行再处理。
附图标记清单
1 薄片组
2 薄片
3 凹处
4 磁体
5 固持区段
6 成型部
7 上侧
8 下侧
9 接触面
10 边缘区域
a 距离

Claims (10)

1.一种电机、尤其是驱动电机，具有由多个层式叠置的、设计为板坯件的薄片(2)构成的薄片组(1)，所述薄片组尤其用于电机的转子，其中，薄片组(1)具有至少一个用于固定至少一个磁体(4)的凹处(3)，其中，多个层式叠置的薄片(2)配有相应的凸起，所述凸起具有达到凹处(3)的区域中的固持区段(5)，从而使磁体(4)摩擦配合和/或形状配合地固定在凹处(3)中，其特征在于，固持区段(5)具有相对于固持区段(5)的外周侧的边缘区域(10)突出的成型部(6)。
2.按权利要求1所述的电机，其特征在于，所述成型部(6)朝所述凹处(3)的方向至少区段性地凸形地成型。
3.按权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述成型部(6)通过固持区段(5)的至少一个由边缘区域(10)包围的部分区域的变形构成。
4.按前述权利要求中的至少一项所述的电机，其特征在于，所述成型部(6)通过压力成型、尤其是挤压或者压印形成。
5.按前述权利要求中的至少一项所述的电机，其特征在于，所述成型部(6)具有基本上呈多边形、例如呈矩形的外周轮廓。
6.按前述权利要求中的至少一项所述的电机，其特征在于，所述成型部(6)具有能够贴在磁体(4)上的平坦的接触面(9)。
7.按前述权利要求中的至少一项所述的电机，其特征在于，所述成型部(6)相对于固持区段(5)的边缘区域(10)沿着边缘区域(10)具有恒定的距离(a)。
8.按前述权利要求中的至少一项所述的电机，其特征在于，所述薄片组(1)具有分别配有固持区段(5)的薄片(2)和分别未配有固持区段的薄片(2)的尤其是规则的次序。
9.按前述权利要求中的至少一项所述的电机，其特征在于，相邻的固持区段(5)彼此间隔地布置。
10.一种由多个层式叠置的薄片(2)构成的薄片组(1)，用于使用在按前述权利要求中的至少一项所述的电机中，其特征在于，所述固持区段(5)具有相对于固持区段(5)的外周侧的边缘区域(10)突出的成型部(6)。
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