CN111587521A - 将至少一个磁体紧固在电动机的转子的叠片组上的方法，转子和具有该转子的电动机 - Google Patents

Abstract

将至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)紧固在电动机的转子(1)的叠片组(6)上的方法，其中至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)用胶带(5)缠绕，从而形成至少一个能粘合的磁体(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g)，并且其中胶带(5)包括载带和至少一种粘合剂，其中载带由开孔的无纺布材料形成，开孔的无纺布材料在室温下仅单侧地涂覆有至少一种粘合剂，并且其中，在相对应室温温度升高至少20℃时，至少一种粘合剂穿透开孔的无纺布材料并与转子(1)的叠片组(6)连接。

Description

将至少一个磁体紧固在电动机的转子的叠片组上的方法，转 子和具有该转子的电动机

技术领域

一种用于将至少一个磁体紧固在用于电动机的转子的叠片组上的方法，其中，该至少一个磁体用胶带缠绕，从而形成至少一个能粘合的磁体，其中，该胶带包括载带和至少一种粘合剂。本发明还涉及一种转子和具有该转子的电动机。

背景技术

从现有技术中已经知道将磁体紧固在叠片组上以形成转子的方法。除了将磁体压入相应的空腔中或填塞到其中的可行性之外，还已知利用液体粘合剂将磁体粘合在转子上或转子的空腔中。

例如，文献DE 10 2011 117 946 A1描述了一种将磁极施加到转子上的方法，该方法具有以下步骤：在施加工具的平面上粘贴例如呈双面胶带形式的临时粘合剂上，在临时粘合剂上的施加工具配备至少一个磁体，并借助按压单元将至少一个磁体施加到设置有施加粘合剂的转子上。

文献DE 10 2006 049 866 A1公开了一种电机，该电机具有定子，该定子具有布置在槽中的绕组系统，并且电机具有转子，在该转子的表面上布置有永磁体，其中，该永磁体通过至少两个不同的紧固器件固定并定位在转子的表面上。至少两个紧固器件是双面胶带和液体粘合剂。

US 3 727 302 A和JP 9 163 649 A2描述了借助双面胶带对磁体的紧固。这里存在的问题是，由于胶带的面朝转子的粘性的表面，难以将与双面胶带连接的磁体手动操作且引入到转子的开口中。

发明内容

本发明的任务是提供一种简单且低成本的方法，利用该方法可以将至少一个磁体紧固在叠片组上以形成电动机的转子。该任务通过一种用于将至少一个磁体固定到叠片组上以形成电动机的转子的具有权利要求1的特征的方法，具有权利要求9的特征的具有至少一个磁体的转子以及具有权利要求10的特征的具有转子的电动机的方法来实现。

本发明的优选的或有利的实施形式由从属权利要求、以下说明书和/或附图得出。

提出了一种用于将至少一个磁体、尤其是至少一个恒磁体紧固在电动机的转子的叠片组上的方法。电动机构造用于驱动车辆，特别是用于载人运输的电动车辆，并且为此可以整合在车辆中。转子尤其是电动机的旋转的磁作用的元件。通常，电动机还包括定子，即缠绕有铜线线圈的固定元件。优选地，转子(例如也可以是定子)由许多冲压并堆叠成的电气用钢板件形成。特别地，钢板件中的每个都相对于另一个钢板件设置有绝缘层。电动机可选地从车辆中的牵引电池汲取电能。当电流流过定子的铜线线圈时，这会产生磁场，转子以其恒磁体跟随该磁场，从而转子旋转。转子的旋转优选地通过变速器传递至用于驱动车辆车轮的驱动轴上。

根据本发明，至少一个磁体用胶带缠绕。磁体优选地被胶带完全缠绕。由此形成至少一个能粘合的磁体。特别地，能粘合的磁体可以通过粘合连接紧固在转子的相应空腔中。

胶带包括载带和至少一种粘合剂，其中，根据本发明载带由开孔的无纺布材料形成，该无纺布材料在室温下仅在一侧上涂覆有至少一种粘合剂，其中，在相对于室温温度升高20℃时，该至少一种粘合剂穿透无纺布材料并与转子的叠片组连接。

胶带的室温下粘性的侧在此面朝磁体地安放。这是特别有利的，因为面朝转子的侧上的无纺布材料没有粘性，并且因此可以实现能粘合的磁体在转子的空腔中的精确定位。因此，大大简化了能粘合的磁体在转子的空腔中的引入和在空腔内的定位。在空腔中的固定通过简单地加热由叠片组和能粘合的磁体形成的系统而实现，其中，至少一种粘合剂的粘度降低，并且在这种状态下能够穿透无纺布材料并到达叠片组，并在该处进行与叠片组的粘合。当该系统冷却时，至少一种粘合剂硬化，并且在磁体与叠片组或磁体与转子之间形成永久且牢固的连接。

根据已知的现有技术，除了具有两个粘性的且因此难以操作的侧的双面胶带以外，还使用另外的粘合剂，例如液体粘合剂，以便将磁体紧固在转子上。由于复杂的计量技术、过程监控和过程设计，这既费时又昂贵。特别地，必须确保另外的粘合剂渗透到空腔的所有区域并润湿侧壁，以便可靠地隔离且固定磁体。

通过根据本发明的方法和根据本发明的转子可以以有利的方式在胶带的一侧上省去粘合剂并且避免使用液体粘合剂，这进一步促进节省成本。

无纺布材料优选是纺织材料，其尤其是具有在50至150μm范围中的厚度。

在本发明的优选实施例中，叠片组具有至少一个用于至少一个能粘合的磁体的空腔。优选的方法步骤规定，将至少一个能粘合的磁体插入和/或接合到至少一个空腔中。

替代的方法步骤规定，可以将多个能粘合的磁体相连成列和/或相互堆叠。优选地，在磁体中的每个之间以及在磁体的外侧上布置至少一层胶带。由此特别地，由至少两个、三个、四个或更多个能粘合的磁体形成能粘合的磁体组。特别地，能粘合的磁体组被插入到转子的相应空腔中。因此，根据本发明的方法具有以下优点：每个空腔室不是仅可以接合有一个磁体，而且可以同时接合有多个磁体，特别是以磁体组的构造形式。特别有利的是，磁体组的形成可以容易且低成本地进行。由于磁体组作为整体插入和/或接合到空腔中，因此可以省去用于单个磁体的精确安装的复杂模板或辅助装置。

由于能粘合的磁体或磁体组完全被胶带缠绕，所以尤其是可以防止磁体或磁体组与相应空腔内侧之间出现无粘合剂部位的风险。由此确保了在空腔中的可靠固定。可以以有利的方式避免磁体或磁体组从空腔中意外松动以及由此产生的干扰噪声或转子损坏。此外，通过用胶带完全缠绕，可以将能粘合的磁体或磁体组与周围环境可靠地电隔离。由此确保了磁体或磁体组的性能，并防止了转子的功能故障。

特别优选地，将能粘合的磁体或磁体组无应力地或基本上无应力地插入到空腔中。为此，空腔优选地具有在很大程度上对应于磁体或磁体组的尺寸，尤其是相同的尺寸。特别是可以以过渡配合或间隙配合的方式将能粘合的磁体或磁体组接合在空腔中。

在另一优选的方法步骤中，用插入到相应的空腔中的至少一个能粘合的磁体或用插入到相应的空腔中的磁体组来加热叠片组。叠片组和能粘合的磁体或磁体组优选被感应加热。至少一种粘合剂液化并穿透无纺布材料，以构造出磁体/磁体组和叠片组之间的连接。

本发明的一个优选的实施方式规定，胶带包括至少一个呈反应性树脂形式的粘合剂，例如酚醛树脂和/或环氧树脂。胶带尤其包括至少两种粘合剂的组合。特别优选的是，胶带的尤其是指向一个/多个磁体和/或接触一个/多个磁体的第一侧被涂覆。至少一种粘合剂在感应加热期间至少部分地液化，特别是其熔化。由此，空腔中的磁体或磁体组特别是在空腔中被与叠片组粘合。

为了产生能粘合的磁体或磁体组与叠片组的限定的贴合压力，优选在粘合期间使转子旋转。旋转速度的选择直接影响贴合压力的大小，即，旋转速度越大，贴合压力就越大。这显著改善了均质且均匀的粘合部的构造。

其他的处理步骤包括冷却叠片组，该叠片组事先与布置在必要时存在的相应空腔中的至少一个能粘合的磁体或磁体组一起被加热。由于叠片组被冷却和/或在叠片组冷却期间在磁体或磁体组和叠片组之间的至少一个由粘合剂产生的粘合连接被硬化，从而将磁体/磁体组可靠地紧固在叠片组上，特别是在叠片组的空腔中。

在这一点上应该提及的是，在本发明的意义上“磁体”可以是由具有磁性的磁体材料构成的已经磁化的构件。然而，替选地，磁体也可以以由尚未被磁化的磁体材料形成的构件的形式粘合。然后，仅在与叠片组粘合之后才对磁体材料进行磁化，其中构造出磁性。因此，至少一个磁体或至少一个磁体组可以仅在与叠片组粘合之后才被磁化并且获得磁性。

在叠片组和接合的磁体或磁体组冷却之后，转子制作完成。可以将转子整合到电动机中以驱动车辆。

本发明的另一主题是一种具有至少一个磁体的转子，其中，该至少一个磁体根据本发明的方法被紧固到叠片组上以形成转子。

用于车辆的、例如用于乘用车辆、特别是用于电动汽车的具有根据本发明的转子的电动机形成本发明的另一主题。电动机可选地包括定子，该定子在施加电流时产生磁场，该磁场促成转子旋转。

在本发明的优选实施例中，用于驱动车辆的电动机可以被整合到车辆中。特别地，电动机被构造成用于产生车辆车轮的牵引力矩或牵引转矩的至少一部分。特别地，电动机可以例如经由减速器和驱动轴或者也经由换挡变速器机械地与车轮联接。替选地，电动机可以整合在相应的车轮中并且因此可以构造为轮边电机。

附图说明

本发明的其他特征、优点和效果由对本发明的优选实施例的以下描述得出。其中：

图1示出具有大量磁体组的转子的立体侧视图，和转子的端侧的区段的俯视图；

图2a示出用于将至少一个磁体紧固在图1的转子上的方法的方法步骤，其中磁体被胶带缠绕；

图2b示出该方法的另一方法步骤，其中，将多个被胶带缠绕的磁体彼此堆叠以形成磁体组；

图2c示出附加的方法步骤，在该方法步骤中，磁体组被接合在转子的空腔中；

图2d示出另一方法步骤，其中，转子和接合的磁体组被加热；

图2e示出附加的方法步骤，在该方法步骤中，进行对具有接合的磁体组的转子的冷却；

图2f示出制作完成的转子，可以将其整合到电动机中。

在附图中，对应的或相同的部分具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了具有多个磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k的转子1的立体侧视图。图1还示出了转子1的端侧的放大区段，第一磁体组3a从转子1的端侧起整合在转子1中的相应空腔4(图2)中。

转子1包括叠片组6，该叠片组由大量的电气用钢板件形成。电气用钢板件构造用于整合在电动机中。电动机构造用于整合到电动车辆中，特别是在电驱动的乘用车中。此处旨在产生用于驱动车辆的车轮的牵引力矩。

在转子1的叠片组6中引入许多空腔4。空腔例如冲入叠片组6。在每个空腔4中，无应力或基本上无应力地引入和/或接合并粘合了磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k。

每个磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k包括多个，例如七个磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g。磁体是永磁体。磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g中的每一个都被胶带5完全围绕，从而形成了能由此粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g。每个磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k通过将能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g相连成列和/或相互堆叠而形成。胶带5因此完全围绕相应的磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k的外侧，由此可以将其粘合。胶带5的至少一层在各个能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g之间连续地布置。

胶带5包括由无纺布材料制成的载带，该载带涂覆有至少一种粘合剂，优选地涂覆有两种不同的粘合剂。因此在此，酚醛树脂和环氧树脂施加在载体材料的一侧上。将施加了至少一种粘合剂的一侧指向相应的磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g，并与其接触。载带的未涂覆侧形成相应的能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g的外侧。

图2a至图2f示出了方法的各个方法步骤的示图，利用该方法，磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g被组合成第一磁体组3a。此外，在方法的相应方法步骤中示出了第一磁体组3a在叠片组6上的紧固。

在图2a中示出了能粘合的第一磁体20a。能粘合的第一磁体20a由第一磁体2a和胶带5形成。将其绕着第一磁体2a裹绕以形成能粘合的磁体20a，从而胶带5完全且连续地围绕磁体2a。

图2b示出了第一磁体组3a。通过分别用胶带5缠绕磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g中的每一个并且然后将能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g相连成列或相互堆叠来形成能粘合的第一磁体组3a。其他所有能粘合的磁体组3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k都以相同的方式和方法形成。

因此，可以以有利的方式将多个能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g，特别是不限数量的磁体容易地并且节省生产时间地组成磁体组3a，3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k，然后可以将其作为单元接合到转子1的叠片组6的相应空腔4中并粘合在其中。另外，可以省去使用辅助工具和模板来将各个能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g接入到空腔4中。此外，有利的是，与现有技术中已知的液体粘合剂的使用相反地，不需要显著的计量技术、过程监控和过程设计，这是因为各个磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g被胶带5的完整缠绕确保了与空腔4的内侧的完整粘合，从而防止了非粘合部位的风险。特别是这可以节省制造时间和成本。使用胶带5的另一个优点是，其成本低于通常使用的液体粘合剂。

图2c中示出沿旋转轴线7穿过转子1的叠片组6的剖面图，后面的转子1可以绕该旋转轴线旋转。示出了两个空腔4，其中，另外的磁体组3k已经接入两个空腔4之一中。第一磁体组3a插入仍然闲置的空腔4中。像所有其他磁体组3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k接入到空腔4中一样，这形成过渡配合。叠片组6与磁体组3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k之间的间隙尺寸中的波动可以通过柔性胶带5及其有针对性的安装来补偿。因此，可以很大程度上避免转子1的叠片组6与相应的磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k之间的应力。尤其是，可以有利地避免在将磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g压入到空腔4中时由于压缩应力而导致的损坏风险、技术特性的变化以及磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g的相关功率损耗。

根据图2d，第一磁体组3a、另外的磁体组3k和所有其他磁体组3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j(图1)接合到叠片组6的相应空腔4中。现在通过输入感应热量8来加热叠片组6连同接合的磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k。至少一种粘合剂由于热量8而在胶带5上至少部分地液化和/或熔化。由此，各个磁体组3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k的能粘合的磁体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g彼此粘合。它们再次在相应的空腔4中与叠片组6的侧壁粘合，从而通过牢固的粘合连接进行紧固。特别是通过简单且易于施加的胶带5确保在感应加热之后磁体2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g被粘合剂完全包围。这可以防止现已粘合的磁体21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g或磁体组30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j、30k在相应空腔4中的、与噪声和/或对制作完成的转子1的损坏有关的意外脱落。

胶带5的至少一种粘合剂，特别是两种不同的粘合剂，将相应的已粘合的磁体组30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j，30k与叠片组6电隔离，从而可以确保了后面的转子1在电动机中的功能和性能不受限制。此外，至少一种粘合剂的电绝缘效果有利地实现了已粘合的磁体组30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j，30k被保护以免遭受周围的介质，例如盐水和/或变速器油。

图2e示出了另一方法步骤，在该方法步骤中，叠片组6被冷却设备9冷却。通过冷却，各个已粘合的磁体21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g、已粘合的磁体组30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j，30k和在相应空腔4中的叠片组6的侧壁之间的粘合连接被硬化。

如果磁体2a-g或磁体组3a-k由尚不具有磁性的磁体材料形成，则优选在冷却过程之后对磁体2a-g或磁体组3a-k进行磁化，这赋予了它们所需的磁性。

图2f示出了由叠片组6和磁体组30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j，30k制作完成的转子1，转子可以整合到电动机中。转子1在电动机中形成旋转的磁性起作用的元件，其与电动机的定子处于磁作用连接。定子由电气叠片组形成，该电气叠片组被铜线线圈缠绕。当定子供应电能时(例如来自车辆中的牵引电池)，转子由于电流流过铜线线圈和由此产生的磁场而旋转。转子的转矩通过车辆的变速器被转换并且被传递到车辆的驱动轴，从而驱动车辆的车轮。

附图标记列表

1 转子

2a-g 磁体

3a-k 磁体组

4 空腔

5 胶带

6 叠片组

7 旋转轴线

8 感应热量输入

9 冷却单元

20a-g 能粘合的磁体

21a-g 已粘合的磁体

30a-k 已粘合的磁体组

Claims (10)

1.一种用于将至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)紧固在电动机的转子(1)的叠片组(6)上的方法，其中，所述至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)用胶带(5)缠绕，从而形成至少一个能粘合的磁体(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g)，其中，所述胶带(5)包括载带和至少一种粘合剂，其特征在于，所述载带由开孔的无纺布材料形成，所述开孔的无纺布材料在室温下仅单侧地涂覆有所述至少一种粘合剂，并且其中，在相对应室温温度升高至少20℃时，所述至少一种粘合剂穿透开孔的无纺布材料并与转子(1)的叠片组(6)连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叠片组(6)具有用于所述至少一个能粘合的磁体的至少一个空腔(4)，其中，所述至少一个能粘合的磁体被插入和/或接合到所述至少一个空腔(4)中，或将多个能粘合的磁体(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g)相连成列和/或相互堆叠，以便形成至少一个能粘合的磁体组(3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k)，其中，将所述至少一个能粘合的磁体组(3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k)插入和/或接合到所述至少一个空腔(4)中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个能粘合的磁体(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g)或所述至少一个能粘合的磁体组(3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k)无应力或基本无应力插入和/或接合到所述至少一个空腔(4)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，具有至少一个插入到空腔(4)中的能粘合的磁体(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g)或具有插入到至少一个空腔(4)中的能粘合的磁体组(3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k)的叠片组(6)被感应加热。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少一种粘合剂在感应加热期间至少部分地液化和/或熔化，使得所述至少一个能粘合的磁体(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g)或至少一个能粘合的磁体组(3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k)在至少一个空腔(4)中与叠片组(6)粘合。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，冷却具有至少一个已粘合的磁体(21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g)或具有至少一个已粘合的磁体组(30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j、30k)的叠片组(6)，从而在至少一个已粘合的磁体(21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g)或至少一个已粘合的磁体组(30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j、30k)与叠片组(6)之间的通过至少一种粘合剂产生的连接被硬化。

7.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种粘合剂包括反应性树脂，特别是环氧树脂。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)或所述至少一个磁体组(3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k)仅在与叠片组(6)粘合后才被磁化并获得磁性。

9.具有至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)并且具有叠片组(6)的转子(1)，其中，所述至少一个磁体(2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g)根据权利要求1至8中任一项所述的方法紧固在叠片组(6)上。

10.一种用于车辆的电动机，所述电动机具有根据权利要求9所述的转子(1)。

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