CN114258625A - 用于制造电机的转子的方法以及相应的转子和相应的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造用于电机的转子(10)的方法、更特别地是用于制造用于永磁同步电机的转子的方法，其中，转子(10)包括以下部件：轴向延伸的转子轴(14)，安装在转子轴(14)上的铁磁主体(20)或轴向依次安装在转子轴(14)上的一排铁磁主体(20)，安装在转子轴(14)上的盘式元件(16)，该元件轴向连接至主体(20)或主体(20)中的一个主体，以及至少一个永磁体(26)，其中，至少一个腔(24)形成在至少一个主体(20)中，并且其中，至少一个永磁体(26)布置在至少一个腔(24)中并胶合至至少一个腔中。根据本发明，盘式元件(16)通过接合过程安装在转子轴(14)上，并且在依次存在多个主体(20)的情况下——每个主体(20)通过接合过程安装在转子轴(14)上，并且仅在相应的主体(20)安装之后，至少一个相关联的永磁体(26)才布置在所述经安装的主体(20)的至少一个腔(24)中并胶合至所述经安装的主体的至少一个腔中。本发明还涉及相应的转子(10)和相应的电机。

Description

用于制造电机的转子的方法以及相应的转子和相应的电机
技术领域
本发明涉及用于制造用于电机的转子的方法、特别是用于制造用于永磁同步电机的转子的方法，其中，该转子包括以下部件：(i)轴向延伸的转子轴，(ii)安装在转子轴上的铁磁主体或轴向依次安装在转子轴上的一系列铁磁基体，(iii)安装在转子轴上的盘式元件，该盘式元件轴向连接至主体或主体中的一个主体，以及(iv)至少一个永磁体，其中，至少一个腔形成在至少一个主体中，并且其中，至少一个永磁体布置在至少一个腔中并胶合至至少一个腔中。
本发明还涉及相应的转子和相应的电机。
背景技术
永磁同步电机(PSM)被用于许多工业应用中，并且也越来越多地用于汽车应用中。内置的叠片式转子芯通常是预组装的。磁体接合并胶合至叠片式转子芯中。作为准备安装的部件，叠片式转子芯最终被按压至转子轴上。
由于高速/高性能需求，永磁体或永磁体的粘合剂在其寿命期间承受高负载。为了满足这些需求，粘合剂必须均匀地施用至叠片式转子芯与磁体之间的粘合表面，以在磁体的使用寿命期间固定磁体。在组装期间，可能发生以下情况：粘合剂不会完全渗透至粘合剂间隙中，或者相反，粘合剂再次出现在叠片式转子芯的相对侧部上。必须不惜一切代价避免粘合剂的不必要的泄漏。
文件DE 10 2008 027 758 A1描述了一种用于制造用于电动发电机的转子的方法，其中，该转子包括以下部件：(i)轴向延伸的转子轴，(ii)以叠片铁芯的形式安装在转子轴上的铁磁主体，(iii)安装在转子轴上的两个盘式元件，这些元件各自在一个侧部轴向连接至主体，以及(iv)多个永磁体，其中，在主体中形成多个被命名为磁袋的腔，并且其中，永磁体布置在腔中并在腔中铸造。为此，盘式元件具有用于相应铸造化合物的分配通道，该分配通道具有通向外部的破出开口。在永磁体已经被放入磁袋后，永磁体被添加至盘式元件和叠片铁芯，并且盘式元件借助于螺栓被固定。
发明内容
本发明的目的是说明以下措施：通过这些措施，永磁体被/将被以简单的方式永久地固定在转子的主体中，并且不需要额外的部件/结构。
根据本发明，该目的通过独立权利要求的特征来实现。在从属权利要求中说明了本发明的优选设计，优选设计中的每个优选设计可以单独地或组合地表示本发明的一个方面。
在根据本发明的用于制造用于电机的转子的方法、特别是用于制造用于永磁同步电机的转子的方法中，其中，该转子包括以下部件：
(i)轴向延伸的转子轴，
(ii)安装在转子轴上的铁磁主体或轴向依次安装在转子轴上的一排铁磁主体，
(iii)安装在转子轴上的盘式元件，该元件轴向连接至主体或主体中的一个主体，以及
(iv)至少一个永磁体，
其中，至少一个腔形成在至少一个主体中，并且其中，至少一个永磁体布置在至少一个腔中并胶合至至少一个腔中，规定了盘式元件通过接合过程安装在转子轴上，并且——在依次存在多个基体的情况下——每个主体通过接合过程安装在转子轴上，并且仅在相应的主体安装之后至少一个相关联的永磁体才布置在所述经安装的主体的至少一个腔中并胶合至所述经安装的主体的至少一个腔中。以这种方式，至少一个永磁体可以干净且永久地胶合。不需要用于填充粘合剂的附加部件或结构(比如，分配通道和/或破出开口)，特别是用于盘式元件/在盘式元件中。仅仅由于盘式元件的盘状基本形状，相对于所使用的粘合剂，盘式元件以流体密封的方式从外部对轴向相邻的主体的相应侧部进行密封。然后，轴向相邻的主体相对于所使用的粘合剂以流体密封的方式安装在转子轴上。
特别规定，主体中的至少一个主体的主体到转子轴上的接合是到转子轴上的按压和/或收缩配合。在转子轴与所提到的其他转子部件之间形成了按压连接。
在包括收缩配合的接合的情况下，优选规定的是，主体为了收缩配合被加热到高于至少一个永磁体的临界温度和/或用于胶合至少一个永磁体的粘合剂的临界温度的最高温度。这种收缩配合是唯一可能的，因为该收缩配合首先收缩配合到轴上，然后再进行胶合。产生了特别大的过量。
关于接合，这同样适用于盘式元件。因此，根据本发明的优选实施方式，盘式元件到转子轴上的接合是按压和/或收缩配合。
除了已经提到的盘式元件，当然也可以提供另一盘式元件。然后这些盘式元件可以以非常类似于DE 10 2008 027 758 A1中的方式布置在至少一个主体的两个端部处。
原则上，至少一个主体可以由固体材料形成。然而，根据本发明的又一优选实施方式，至少一个主体由具有多个叠片的叠片铁芯形成。
替代性地或另外地，盘式元件被设计为平衡盘。换言之，盘式元件具有至少一个用于平衡转子的平衡元件。
在根据本发明的用于电机的转子、特别是用于永磁同步电机(PSM)的转子中，该转子包括以下部件：
(i)轴向延伸的转子轴，
(ii)安装在转子轴上的铁磁主体或轴向依次安装在转子轴上的一排铁磁主体，
(iii)安装在转子轴上的盘式元件，该元件轴向连接至主体或主体中的一个主体，以及
(iv)至少一个永磁体，
其中，至少一个腔形成在至少一个主体中，并且至少一个永磁体布置在至少一个腔中并胶合至至少一个腔中，规定了盘式元件是通过接合过程安装在转子轴上的盘式元件，其中，至少一个主体是通过接合过程安装在转子轴上的主体，并且仅在相应的主体安装之后至少一个永磁体才胶合在经安装的主体的至少一个腔中。
盘式元件被设计为覆盖件，该覆盖件相对于所使用的粘合剂以流体密封的方式对轴向相邻的主体的相应侧部进行密封。与文件DE 10 2008 027 758 A1中描述的转子相反，盘式元件既没有分配通道也没有通向外部的破出开口。然后，轴向相邻的主体相对于所使用的粘合剂以流体密封的方式安装在转子轴上。
有利地规定，
a)盘式元件是被按压和/或收缩配合到转子轴上的盘式元件，以及/或者
b)主体中的至少一个主体是被按压和/或收缩配合到转子轴上的主体。
在主体收缩配合到转子轴上的情况下，优选地规定，该收缩配合的主体是用于收缩配合的暂时加热的主体，其中，最高温度高于至少一个永磁体的临界温度和/或用于胶合至少一个永磁体的粘合剂的临界温度。潜在的收缩配合是唯一可能的，因为主体首先收缩配合到轴上，然后再进行胶合。
原则上，至少一个主体可以由固体材料形成。然而，根据本发明的又一优选实施方式，至少一个主体由具有多个叠片的叠片铁芯形成。
替代性地或另外地，盘式元件被设计为平衡盘(或者更具体地，被设计为平衡板)。换言之，盘式元件具有至少一个用于平衡转子的平衡元件。
在根据本发明的具有转子和定子的电机中，规定了转子被设计为前述转子。电机(电动马达、发电机或马达发电机)优选地为永磁同步电机。
附图说明
在下文中，参照附图使用优选的示例性实施方式通过示例的方式对本发明进行说明，其中，下面示出的特征可以单独地和组合地表示本发明的一方面，在附图中：
图1：示出了根据本发明的优选实施方式设计的用于电机的转子。
具体实施方式
图1示出了用于电机的转子10。这种类型的转子10所用于的电机是永磁同步电机(PSM)。转子10包括以下部件：首先，作为转子10的基部，相对于转子10的纵向轴线12轴向延伸的转子轴14。然后是安装在转子轴14上的盘式元件16，在此处所示的示例中，该盘式元件是/形成平衡盘18。此外，一排铁磁主体20直接轴向依次安装在转子轴14上，其中，该排的第一主体直接轴向连接至盘式元件16。转子10的铁磁主体20中的每个铁磁主体被设计为具有多个一个接一个堆叠的叠片(未单独示出)的叠片铁芯22。盘式元件16和转子10的铁磁主体20中的每个铁磁主体两者都接合至转子轴14，更准确地说是通过过盈配合(按压配合)进行接合。通常，相应的零件16、20被按压和/或收缩配合到转子轴14上。
用于接纳永磁体26的周向分布的腔24形成在基体20中的每个基体中，永磁体26也经由粘合连接被附接、即被胶合在基体中的每个基体中。这些腔24也被称为磁袋或简称为袋。除了这些腔24之外，在主体20中还可以形成其它凹部或自由空间，这些凹部或自由空间不用于接纳永磁体26。
在转子10的制造过程中，盘式元件16首先借助于接合过程安装在转子轴14上，并且每个主体20借助于接合过程依次安装在转子轴14上。只有在安装相应的主体20之后，相关联的永磁体才被布置在并胶合至该经组装的主体20的腔24中。以这种方式，永磁体24可以干净且永久地胶合到位。不需要用于填充粘合剂的额外部件或结构。盘式元件16和主体20到转子轴14上的接合是到转子轴14上的按压和/或收缩配合。
换言之，整个转子结构的主要支承件是转子轴14。首先，设计为平衡盘18的盘式元件16接合到转子轴14上。盘式元件16必须完全覆盖永磁体26稍后将被定位在其中的区域。设计为叠片铁芯22的每个主体20现在单独接合，然后设置有永磁体26和粘合剂。如果为将叠片铁芯22定位至转子轴14提供了过量，则未胶合和未预组装的叠片铁芯22可以被更多地加热，因为最大可允许的转子温度通常受到永磁体26和粘合剂的限制。这允许实现和实施较大的过量。
该方法还防止了粘合剂从叠片铁芯22中不期望地逸出，因为该逸出被平衡盘18或盘式元件16阻挡。另一优点在于，由于处理原因，可以省略粘合剂的固化。因此，相应的工序是不必要的。转子10的制造也不需要工件承载件。相应的部件16、20直接安装在转子轴14上。
附图标记说明
10 转子 12 纵向轴线 14 转子轴 16 盘式元件 18 平衡盘 20 主体 22叠片铁芯 24 腔 26 永磁体。

Claims (10)

1.一种用于制造用于电机的转子(10)的方法、特别是用于制造用于永磁同步电机的转子的方法，其中，所述转子(10)包括以下部件：
-轴向延伸的转子轴(14)，
-安装在所述转子轴(14)上的铁磁主体(20)或轴向依次安装在所述转子轴(14)上的一排铁磁主体(20)，
-安装在所述转子轴(14)上的盘式元件(16)，所述盘式元件轴向连接至所述主体(20)或所述主体(20)中的一个主体，以及
-至少一个永磁体(26)，
至少一个腔(24)形成在所述至少一个主体(20)中，并且所述至少一个永磁体(26)布置在所述至少一个腔(24)中并胶合至所述至少一个腔中，
其特征在于，
所述盘式元件(16)通过接合过程安装在所述转子轴(14)上，并且——在依次存在多个基体(20)的情况下——每个主体(20)通过接合过程安装在所述转子轴(14)上，并且仅在相应的所述主体(20)安装之后所述至少一个相关联的永磁体(26)才布置在所述经安装的主体(20)的所述至少一个腔(24)中并胶合至所述经安装的主体的所述至少一个腔中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主体(20)中的至少一个主体的所述主体(20)到所述转子轴(14)上的接合是到所述转子轴(14)上的按压和/或收缩配合。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述主体(20)为了所述收缩配合被加热到高于所述至少一个永磁体(26)的临界温度和/或用于胶合所述至少一个永磁体(26)的粘合剂的临界温度的最高温度。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述盘式元件(16)到所述转子轴(14)上的接合是按压和/或收缩配合。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个主体(20)由具有多个叠片的叠片铁芯(22)形成，以及/或者所述盘式元件(16)被设计为平衡盘(18)。
6.一种用于电机的转子(10)、特别是用于永磁同步电机的转子，其中，所述转子(10)包括以下部件：
-轴向延伸的转子轴(14)，
-安装在所述转子轴(14)上的铁磁主体(20)或轴向依次安装在所述转子轴(14)上的一排铁磁主体(20)，
-安装在所述转子轴(14)上的盘式元件(16)，所述盘式元件轴向连接至所述主体(20)或所述主体(20)中的一个主体，以及
-至少一个永磁体(26)，
至少一个腔(24)形成在所述至少一个主体(20)中，并且所述至少一个永磁体(26)布置在所述至少一个腔(24)中并胶合至所述至少一个腔中，
其特征在于
所述盘式元件(16)是通过接合过程安装在所述转子轴(14)上的盘式元件(16)，其中，所述至少一个主体(20)是通过接合过程安装在所述转子轴(14)上的主体(20)，并且仅在相应的所述主体(20)安装之后所述至少一个相关联的永磁体(26)才布置在所述经安装的主体(20)的至少一个腔(24)中并胶合至所述经安装的主体的至少一个腔中。
7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，
-所述盘式元件(16)是被按压和/或收缩配合到所述转子轴(14)上的盘式元件(16)，以及/或者
-所述主体(20)中的至少一个主体是被按压和/或收缩配合到所述转子轴(14)上的主体(20)。
8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，收缩配合到所述转子轴(14)上的所述主体(20)是用于收缩配合的暂时加热的主体(20)，其中，最高温度高于所述至少一个永磁体(26)的临界温度和/或用于胶合所述至少一个永磁体(26)的粘合剂的临界温度。
9.根据权利要求7或8所述的转子，其特征在于，所述至少一个主体(20)由具有多个叠片的叠片铁芯(22)形成，以及/或者所述盘式元件(16)被设计为平衡盘(18)。
10.一种具有转子(10)和定子的电机，其特征在于，根据权利要求6至9中的一项设计所述转子(10)。
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