CN112602253B - 单齿段 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单齿段(1)，包括齿头(2)，其中，齿头(2)设计为，其能与另外的单齿段的至少一个另外的齿头以形状配合的方式连接，其中，齿头(2)具有第一齿面(10)和第二齿面(11)，并且其中，齿头(2)的面重心是第二齿面(11)的圆弧的中点(KM)。本发明还公开了单齿、定子和旋转电机。
Description
技术领域
本发明公开了一种的单齿段、单齿、定子和旋转电机。
背景技术
旋转电机，特别是电动机能够具有定子，定子由单齿组合而成。
然而，由于制造公差，单齿在运行中可能倾斜，从而在定子轭中产生间隙，该间隙例如会损坏电机的转矩波动并且减小电机的功率。
制造公差的减小方案要么是昂贵的、要么不可行的。
在EP 0 969 581 A1中公开了一种铁芯布置，在该布置中，能够改进铁芯布置的磁性能、刚性和机械精确度。对此，依次布置多个盘状的芯区段，以便形成多个第一和第二芯元件。第一和第二芯元件的相邻芯区段的边缘部段相互耦连。第一和第二芯元件交替地上下层叠，使得第一中间区段位置与第二中间区段位置错开且利用相应的第一和第二芯元件的边缘部段重叠，其中，在第一芯元件的相邻第一芯区段之间相应限定第一中间区段位置，在第一和第二芯元件的纵向方向上在第二芯元件的相邻两个第二芯区段之间相应地限定第二中间区段位置，边缘部段在第一和第二芯元件的层压方向上彼此相邻。
第一和第二芯元件的芯区段通过联接件相对彼此转动，以便形成封闭的或环形的造型。
从DE102016218822A1中已知用于电机的定子，该定子包括在环周方向上闭合的载体元件，其中，载体元件在其内侧具有沿环周方向布置的多个槽，其中，在构造成定子的齿的插塞元件能够插入相应的槽中。
US2015/091409A1涉及一种电枢，其具有：多个芯配置元件；多个集成到芯配置元件中的多个绝缘体；以及耦连该对绝缘体部段的耦合部段；绕组线，其包括缠绕在相应的芯配置元件上的一对缠绕的部段；将该对缠绕的部段相互连接的交叉线，其中，通过将一对芯配置元件与每个绝缘体集成并且将绕组线缠绕到该对芯配置元件上，来相互独立地配置多个电枢配置单元。
发明内容
本发明的目的在于，改进具有单齿的旋转式电机。
该目的通过本发明实现，即一种单齿段，包括齿头，其中，齿头设计为，其能与另外的单齿段的至少一个另外的齿头以形状配合的方式连接。
单齿段适用于电动电机的定子的单齿。
该目的还通过本发明实现，即一种单齿，具有多个这样的单齿段。
该目的还通过本发明实现，即一种用于旋转电机的定子，具有多个径向布置的单齿。
该目的还通过本发明实现，即一种旋转电机，具有这样的定子。
有利地，单齿段具有恰好一个齿头、恰好一个齿杆和恰好一个齿脚。单齿段优选地是一件式的。
齿头也能够被称为轭。
在此，形状配合意味着，通过结构细节阻挡两个结构部件的相对运动。形状配合能够阻止在一个或更多方向上的运动。
单齿段优选地是金属板。单齿段优选地从特别是轧制的大金属板切出来或者压出来。
单齿段优选地具有能够用于引导磁通量的材料。该材料例如是软磁的。
有利地，齿头与另外的齿头恰好适配，至少基本上在考虑公差、特别是制造公差的条件下能连接。
根据本发明，齿头具有第一齿面和第二齿面。
在本发明的另一个有利的实施方式中，在径向方向上看第一齿面设计在齿头的左端部处，其中，在径向方向上看第二齿面设计在齿头的右端部处。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一齿面设计为具有第一曲率的凹形。
这意味着，第一齿面以第一曲率向内拱曲。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第二齿面设计为具有第二曲率的凸形。
这意味着，第二齿面以第二曲率向外拱曲。
在此，曲率是与相应的齿面的直线的延伸的偏差、特别是拱形的偏差。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一齿面的第一曲率的值对应第二齿面的第二曲率的值。
这意味着：第二曲率对于第一曲率来说是标准的。
所描述的设计方案的优点在于，齿头在其左端部和右端部处能够以形状配合的方式与每个另外的相同设计的齿头连接。所描述的单齿段能够批量生产。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一齿面构造为圆弧，其中，第一曲率是固定的。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第二齿面构造为圆弧，其中，第二曲率是固定的。
优选地，第二以及第一曲率能借助于具有中点和半径的圆来限定。
根据本发明，齿头的面重心是第二齿面的圆弧的中点。
其优点在于，单齿的移动不影响旋转电机的性能和功率。在移动时，在单齿之间不产生间隙。而移动和/或变形在机器运行时几乎是不可避免的
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一齿面具有凹口。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第二齿面具有凸起。所描述的实施方式的优点在于，几乎阻止了单齿的移动以及单齿之间间隙。
在本发明的另一个有利的实施方式中，凹口的第三曲率的值对应凸起的第四曲率的值。通过该实施方式，能理想地以形状配合的方式连接凹口和凸起。
此外能够实现的是，单齿段具有凹形设计的齿面和凹口或凸起。也能够实现的是，单齿段具有凸形设计的齿面和凹口或凸起。
本发明的优点在于，能够规划齿面的轮廓并且由此在没有增加成本的条件下改进旋转电机的性能。
至少两个、优选多于两个的单齿段有利地组合成单齿。在一个有利的设计方案中，单齿具有大约50至100个这样的单齿段。
优选结构相同的单齿段优选地全等地依次布置。
如果组合成单齿的单齿段分别具有凹口，那么整个单齿就具有凹槽。
如果组合成单齿的单齿段分别具有凸起，那么整个单齿就具有榫。
如果组合成单齿的单齿段分别具有凹形设计的第一齿面，那么整个单齿就具有凹形设计的第一齿面。
如果组合成单齿的单齿段分别具有凸形设计的第二齿面，那么整个单齿就具有凸形设计的第二齿面。
优选地，单齿实施为电绝缘的。电绝缘材料例如是漆、特别是黑漆。
优选地，每个单齿段具有绝缘材料。
在本发明的一个有利的实施方式中，单齿具有绕组。优选地，至少在单齿段的一侧上涂覆绝缘材料。优选地，在两侧涂覆绝缘材料。
优选地，绕组材料、特别是绕组线具有铜。然而也能考虑其它专业人员已知的导电绕组材料。
优选地，绕组材料是线圈线。有利地，绕组材料绕着齿杆缠绕。
优选地，单齿首先绝缘并且随后缠绕。
优选地，为了形成定子径向地布置多个单齿。优选地，单齿的数量是3的倍数。优选地径向布置9或12个单齿。
定子的一个优选的实施方案是：每个单齿都进行绝缘并且被利用绕组线缠绕。多个单齿径向地布置并且固定。借助于至少一个扁条和/或借助于焊接接通绕组线的端部。优选地，焊接单齿并且插入到壳体(优选具有铝)中。
本发明的优点在于，能够基本上忽略单齿段的制造公差。如果例如定子组件中的单齿特别地在运行中在径向方向上向外旋转，或单齿变形，但是由于所描述的齿面的实施方案仍然保持两个相邻的单齿之间的连接。单齿能够不倾斜，在定子轭中也没有间隙。这带来的优点是，能够减少转矩波动并且保证高功率。
优选地，形状配合的连接导致的是，当一个单齿或多个单齿被移动时，集合组件保持稳定。
优选地，借助于所描述的定子和转子形成旋转电机。
在一个有利的实施方式中，旋转电机实施为齿圈电机。
优选地，旋转电机是永磁体激励的同步电机。
根据本发明的旋转电机特别适用于机床。其特别适用于要求高动态的所有的应用。例如，根据本发明的旋转电机能够快速加速。
根据本发明的旋转电机与适合的探测器一起用于定位驱动器以及用于拾取和放置应用、例如电路板的装配。
在一个替代的实施方式中，单齿段被制造为材料层，其中，该制造方法在申请编号EP18183457的专利文件中公开。
在替代的实施例中，优选地利用烤漆涂覆的单齿段有利地重叠地布置并且硬化为单齿段。
附图说明
下面根据附图中示出的实施例详细描述和阐述本发明。在此示出：
图1是单齿段的实施方案，
图2是多个径向布置的单齿段的实施方案，
图3是用于确定圆弧的半径的示图，
图4是单齿的实施方案，
图5是旋转电机的实施方案。
具体实施方式
图1示出了单齿段1的实施方案。单齿段1具有齿头2、齿杆3和齿脚4。齿头2在其左端部(在旋转方向R上看)具有第一齿面10并且在其右端部具有第二齿面11。
此外，齿头2具有凹口12和凸起13。凹口12具有第三曲率14。凸起13具有第四曲率15。曲率14和15设计为，能够在径向方向R上分别左右布置结构相同的单齿段1并且将它们以形状配合的方式与附图所示的单齿段1连接。
此外，附图示出了凹槽20、21和22，其例如设置用于之后焊接单齿段1的焊接材料。特别地，凹槽21也能够用于铸造借助于单齿段1形成的定子。
图2示出了多个径向布置的单齿段1的实施方案。
附图示出了九个单齿段1，其径向地绕着中点M布置。齿头2的左端部处的第一齿面10设计为凹形并且具有第一曲率8。右端部上的第二齿面11设计为凸形并且具有第二曲率9。
附图示出的，九个单齿段1是结构相同的并且每个单齿段1在其左端部和右端部在径向方向上看以形状配合的方式分别与另外的单齿段连接。以该方式形成环形的定子。
图3示出了用于确定圆弧的半径的示图。
曲率9以及曲率8是常数。第二齿面11在附图中实施为圆弧形的。圆弧的中点在附图中是齿头2的面重心KM。曲率9通过面重心KM和齿头2的右端部处的齿头的径向外端部PR来描述。
如上所述，齿头2的左端部处的第一齿面设计为凹形的并且因此对应凸形设计的曲面的反面。
图4示出了单齿16的实施方案。
在附图中，多个单齿段1依次布置(换句话说：堆叠)以形成单齿16。
附图还示出了具有凸形设计的齿面和凹形设计的齿面的单齿16的实施方案。
图5示出了旋转电机30的实施方案。
旋转电机30具有定子5以及转子31，转子与轴32连接。
转子31在附图中设计为，使得转子在定子之中旋转。然而也能考虑外转子。
如图所示，优选地，单齿段1沿着转子轴A布置。
附图示出单齿段1和由此形成的单齿16是如何布置的。
Claims (15)
1.一种单齿段(1)，包括齿头(2)，其中，所述齿头(2)设计为，所述齿头能与另外的单齿段(1)的至少一个另外的齿头(2)以形状配合的方式连接，其中，所述齿头(2)具有第一齿面(10)和第二齿面(11)，其特征在于，
在径向方向上观察，所述第一齿面(10)构造在所述齿头(2)的左端部处，所述第二齿面(11)构造在所述齿头(2)的右端部处，所述第一齿面(10)设计为是具有第一曲率(8)的凹形，其中，所述第二齿面(11)设计为是具有第二曲率(9)的凸形，并且所述齿头(2)的面重心是所述第二齿面(11)的具有所述第二曲率(9)的圆弧的中点(KM)。
2.根据权利要求1所述的单齿段(1)，其中，所述单齿段(1)具有所述齿头(2)、齿杆(3)和齿脚(4)。
3.根据权利要求2所述的单齿段(1)，其中，所述齿脚(4)设置用于径向靠近转子(31)布置，并且所述齿头(2)设置用于径向远离所述转子(31)布置。
4.根据权利要求1或2所述的单齿段(1)，其中，所述第一齿面(10)的所述第一曲率(8)的值对应所述第二齿面(11)的所述第二曲率(9)的值。
5.根据权利要求1或2所述的单齿段(1)，其中，所述第一齿面(10)构造为圆弧，其中，所述第一曲率(8)是固定的。
6.根据权利要求1或2所述的单齿段(1)，其中，所述第二齿面(11)构造为圆弧，其中，所述第二曲率(9)是固定的。
7.根据权利要求1或2所述的单齿段(1)，其中，所述单齿段(1)设置用于径向绕着中点(M)布置，其中，每个单齿段(1)具有齿头(2)、齿杆(3)和齿脚(4)，其中，所述齿脚(4)设置用于径向靠近所述中点(M)布置，并且所述齿头(2)设置用于径向远离所述中点(M)布置。
8.根据权利要求1或2所述的单齿段(1)，其中，所述第一齿面(10)具有凹口(12)。
9.根据权利要求8所述的单齿段(1)，其中，所述第二齿面(11)具有凸起。
10.根据权利要求9所述的单齿段(1)，其中，所述凹口(12)的第三曲率(14)的值对应所述凸起(13)的第四曲率(15)的值。
11.一种单齿(16)，具有多个根据权利要求1至10中任一项所述的单齿段(1)。
12.根据权利要求11所述的单齿(16)，具有绕组。
13.一种用于旋转电机(30)的定子(5)，具有多个径向布置的根据权利要求11或12所述的单齿(16)。
14.一种旋转电机(30)，具有根据权利要求13所述的定子(5)。
15.根据权利要求14所述的旋转电机(30)，实施为齿圈电机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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