CN115066823A - 定子组件和用于固定叠片组的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种定子组件，所述定子组件具有多个叠片，所述叠片堆叠成叠片组作为定子芯，其中，在定子芯上构造有用于容纳定子绕组的线圈容纳部，并且定子芯布置在具有至少一个轴承座的马达支架上，其中，马达支架的轴承座相对于定子芯定心地定位，其中，定子芯具有相对于轴承座径向定向的突出部，所述突出部伸入到马达支架的轴向构造的凹部中，其中，定子芯的至少一个突出部能够通过至少一个冲压工具的至少一个压力加载在突出部的两个对置的侧向区段上与马达支架的至少一个凹部压紧。此外，公开了一种用于将叠片组、特别是定子芯固定在马达支架上的方法。

Description

定子组件和用于固定叠片组的方法

技术领域

本发明涉及一种定子组件，所述定子组件具有多个叠片，所述叠片堆叠成叠片组作为定子芯，其中，在定子芯上构造有用于容纳定子绕组的线圈容纳部，并且定子芯布置在具有至少一个轴承座的马达支架上。此外，本发明涉及一种用于固定叠片组的方法。此外，本发明涉及一种具有定子组件的电机、尤其是无刷电动机。

背景技术

已经已知不同结构类型的电动机。例如，电动机可以构造为内转子或外转子。在电动机作为外转子的结构类型中，转子径向地包围定子。通常，这种电动机设计为无刷马达。在此，定子具有多个定子绕组。在此，转子可以具有永磁体，所述永磁体可以通过电操控定子绕组来加载磁场以使转子转动。

定子绕组有规律地围绕定子芯布置，以便集束和增强可产生的磁场。在此，为了减少损耗，叠片组被堆叠成定子芯。随后将叠片组布置在马达支架上并且与马达支架压紧。在此，马达支架用于容纳滚珠轴承和转子的轴。通过将定子的叠片组压紧，可以使引入到马达支架中的轴承座变形。由于马达支架的这种变形，轴承座的尺寸不再处于期望的公差范围内。由此，移除已插入的滚珠轴承可能变得困难，或者需要对轴承座进行再加工以插入滚珠轴承。

发明内容

本发明所基于的目的可以在于，提出一种定子组件、一种电机和一种用于压紧定子芯的叠片组的方法，所述定子组件、电机和方法防止马达支架的轴承座的变形。

该目的借助于独立权利要求的相应主题来解决。本发明的有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。

根据本发明的一个方面，提供一种定子组件，所述定子组件具有多个叠片，所述叠片堆叠成叠片组作为定子芯。在定子芯上构造有用于容纳定子绕组的线圈容纳部。

定子芯布置在具有至少一个轴承座的马达支架上。优选地，马达支架的轴承座相对于定子芯定心地构造。

定子芯具有相对于轴承座径向定向的突出部，所述突出部伸入到马达支架的轴向构造的凹部中。定子芯的至少一个突出部能够通过至少一个冲压工具在两个对置的侧部区段上的至少一个压力加载与马达支架的至少一个凹部压紧。

轴向延伸的凹部形成用于在装配时容纳和引导突出部的引导槽。由此，所述定子芯的叠片或薄片单独地或作为叠片组定位在所述马达支架上。

突出部可以基本上是矩形的、倒圆的、梯形的或正方形的，并且径向地至少局部地伸入到凹部中。

优选地，可以在马达支架和突出部之间保持径向间距，以便避免在压紧到马达支架上期间的机械作用。

突出部通过一个或多个冲压工具这样压紧，使得突出部的侧向区段压靠到马达支架的凹部的侧壁上。

在此，当突出部的侧向区段通过冲压工具切向地或在周向方向上变形并且因此在凹部中侧向倾斜时，能够通过压紧避免径向地指向马达支架和在马达支架的轴承座上的机械应力。

突出部的侧向区段的倾斜可以特别精确地通过冲压工具的局部压入和/或通过定子芯的突出部与马达支架的面向轴承座的壁的充分的径向间隔来实现。

通过至少一个冲压工具或压紧工具轴向地穿入到定子芯的至少一个突出部中能够实现突出部的切向变形和定子芯在突出部的侧向区段上的楔入或倾斜。为此，侧向区段上的突出部可以接触马达支架的材料或与马达支架的材料一起塑性变形。

所述突出部与所述马达支架的凹部的侧壁的这种切向指向的压紧能够避免或防止所述马达支架的支承座的变形，因为径向地朝向马达支架的方向定向的机械负荷被最小化或被防止。

在一个实施例中，定子芯的突出部在定子芯的定位在马达支架上并且未压紧的状态下具有相对于马达支架的径向间距和相对于凹部的侧壁的侧向间距。优选地，径向间距构造成大于侧向间距。如果定子芯布置在马达支架上，则突出部至少局部地伸入到马达支架的凹部中。在此，在径向横截面中，朝马达支架的轴承座的方向设置突出部的间距、即径向间距。该径向间距防止：在冲压工具作用时，突出部的材料被挤压并且径向地压靠到马达支架的材料上。因此，径向间距用作安全间距并且可以在凹部的整个宽度上是恒定的或沿着宽度变化。

凹部的宽度可以优选地对应于突出部的宽度。可以在凹部的侧壁和突出部的侧向区段之间设置最小的侧向间距。

在马达支架上的突出部的定心功能可以在凹部的宽度上进行。

如果冲压工具被压入到突出部的材料中，则在突出部的侧向区段上的材料在挤压材料时首先与在凹部的侧壁上的马达支架的材料接触。在此，突出部可以切向地或侧向地固定在凹部中。

凹部的面向转子轴的轴承座的表面优选在压紧期间不被定子芯的材料接触。

根据另一实施方式，定子芯的突出部和马达支架的对应的凹部均匀地沿着马达支架的周向布置。优选地，突出部和马达支架的对应的凹部可以对称地设计，特别是沿着旋转轴线旋转对称地设计。

例如，突出部和凹部的数量可以是偶数的，使得分别两个突出部和凹部对置地布置。

通过定子芯的突出部和马达支架的凹部的均匀分布，可以确保定子组件的均匀的重量分布和最佳的机械稳定性。

根据另一实施例，马达支架的凹部具有在侧向区段的区域中构造的并且相对于轴承容纳部径向指向的补偿凹口。在此，可以在每个凹部中设置至少一个、优选两个补偿凹口。

在定子芯在突出部的侧向区段的区域中被压紧时，冲压工具放置在沿着相应的突出部的表面的两个点上并且被压入到定子芯的材料中。在此，在突出部的侧向区段上产生局部的材料增厚部，所述材料增厚部将侧向区段压靠到马达支架的材料上。

补偿凹口用于使朝向轴承座的压力分量最小化。在此，定子芯的材料可以在压紧期间膨胀到补偿凹口中，其中，使马达支架的径向向内相对于转子轴作用的负荷最小化。

根据另一实施方式，在马达支架的至少一个凹部中构造有用于定向定子芯的间隔元件。所述间隔元件例如可以将凹部的面向轴承座的表面或壁分成具有补偿凹口的两个区段。通过所述间隔元件能够由所述马达支架提供附加的定心功能，所述定心功能能够实现所述定子芯的精确的布置。

根据另一实施例，定子芯的叠片设计为薄片并且由钢构成。优选地，马达支架由金属或塑料制成。特别地，马达支架可以由铸造或注塑方法制造。为此，马达支架的材料也可以是铝或铝合金。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于将叠片组、特别是定子芯固定在马达支架上的方法。

在一个步骤中，由多个预冲压的叠片构成的叠片组相对于马达支架的轴承座定心地布置在马达支架上，其中，叠片组的沿轴承座的方向径向构造的突出部伸入到马达支架的对应的轴向延伸的凹部中。

所述叠片优选是预冲压的并且可以单独地或在组装成叠片组的状态下安置到马达支架上。在安置可以设计为定子芯的叠片组时，叠片相对于马达支架的轴承座定心。

在另一步骤中，将至少一个冲压工具放置在叠片组的至少一个突出部上。随后，冲压工具通过压力作用这样压入到突出部的材料中，使得突出部在侧向区段上与马达支架的凹部压紧。优选地，突出部的侧向区段与凹部的侧壁通过压紧摩擦锁合地和/或力锁合地连接。

通过该方法可以将定子芯与马达支架持久地连接。在此，也可以使用不同的材料，所述不同的材料尤其不能彼此钎焊或焊接。通过在至少一个突出部的侧向区段上的压紧，相应的突出部在切向上扩宽，从而在突出部和凹部之间产生连接。例如，可以在两个或更多个突出部和对应的凹部上进行压紧。优选地，在周向方向上实现与凹部的侧壁的连接。

可以避免径向地朝马达支架的方向指向的力作用，通过该力作用使马达支架变形并且防止转子轴和/或至少一个轴承的容纳。

根据一个实施例，冲压工具在侧向区段上定心或偏心地压入到突出部中。例如，冲压工具可以具有压入芯轴，该压入芯轴压入到定子芯的一个或多个突出部的材料中。在此，压入芯轴可以沿着突出部的表面定心地或偏心地压入。例如，压入芯轴可以放置在突出部的侧向区段的区域中。

冲压工具可以具有一个或多个压入芯轴。替选地，多个分别具有压入芯轴的冲压工具或一个具有压入芯轴的冲压工具可以多次放置，以便向定子芯的至少一个突出部的表面加载压力并且实现与马达支架的连接。尤其可以通过将一个或多个压入点引入到突出部的表面中来进行压紧。压入点通过至少一个冲压工具可以侧向或在所述突出部的侧向区段的区域中或者定心地压入到所述突出部的表面中。

替代地，可以使用具有两个或更多个压入芯轴的冲压工具，以便在一个工作过程中完成压紧。

此外，本发明涉及一种电机、尤其是无刷电动机、优选电换向的电动机。电机包括根据本发明的定子组件和相对于定子组件可转动地构造的转子。转子尤其构造为外转子。

转子尤其具有磁体、优选永磁体。对定子组件的定子绕组通电导致磁场的产生，磁场又引起转子的转动运动。

电机的定子组件具有多个叠片，所述叠片堆叠成叠片组作为定子芯。在定子芯上构造有用于容纳定子绕组的线圈容纳部。定子芯布置在具有至少一个轴承座的马达支架上，其中，定子芯相对于马达支架的轴承座定心地定位。有利的是，定子芯具有相对于轴承座径向定向的突出部，所述突出部伸入到马达支架的轴向构造的凹部中。有利地，定子芯的至少一个突出部能够通过尤其至少一个冲压工具的尤其至少一个压力加载在突出部的尤其两个对置的侧向区段上与马达支架的至少一个凹部压紧、优选被压紧。

根据一种有利的改进方案，定子组件是用于驱动泵或风扇的电机的一部分。特别地，电机是泵或风扇的一部分。优选地，定子组件是泵或风扇、特别是风扇驱动器的一部分。

电机的定子组件的改进方案由关于定子组件的实施方案得出。

下面借助高度简化的示意图更详细地阐述本发明的优选实施例。

附图说明

图1示出了根据一种实施方式的定子组件的示意性俯视图，以及

图2示出了用于说明用于固定叠片组的方法的示意性流程图。

具体实施方式

图1示出了根据一种实施方式的定子组件1的示意性俯视图。定子组件1例如是外转子结构形式的电动机的组成部分。为了清楚起见，未示出电动机的转子。电动机具有定子组件1。

定子组件1具有带有定子芯2的定子。定子芯2定心地布置在马达支架4上。定子芯2设计为由多个沿轴向方向A堆叠的叠片6构成的叠片组。

在此，定子芯2在周侧包围马达支架4的区段，在该区段中设置有用于容纳滚珠轴承的轴承座8。在此，未示出的转子轴能够沿轴向轴线A或轴向方向A可转动地被支承。

此外，在定子芯2上方构造有用于容纳定子绕组12的线圈容纳部10。线圈容纳部10在径向方向R上远离轴承座8地指向并且沿着定子芯2的周向分布。线圈容纳部10尤其形成定子齿。线圈容纳部包括定子齿杆，围绕定子齿杆缠绕有至少一个定子绕组。在线圈容纳部10的自由端部上构造有定子齿头，所述定子齿头尤其防止定子绕组12沿径向方向滑动。定子绕组12在此围绕线圈容纳部10缠绕。

定子芯2具有相对于轴承座8径向指向的突出部14。在所示出的实施例中构造有六个突出部14，所述突出部沿轴向轴线A的方向指向。突出部14基本上具有矩形的横截面并且至少局部地伸入到马达支架4的凹部16中。所述突出部尤其相对于彼此在周向方向上具有保持不变的间距。突出部14的数量例如可以增加或尤其减少到两个、优选三个。

马达支架4的凹部16沿轴向方向A延伸并且用于定子芯2的定向。优选地，凹部16沿轴向方向仅在定子芯2的部分延伸上延伸。凹部16在轴向方向上的延伸尤其等于或大于、尤其最小地大于尤其所属的突出部14的延伸。

优选地，一个突出部14、优选所有突出部沿轴向方向仅在定子芯2的延伸的一部分上延伸。

在马达支架4的凹部16中构造有用于定向定子芯2的间隔元件18。所述间隔元件18例如可以将凹部16的面向轴承座8的表面或壁20分成具有补偿凹口22的两个区段。补偿凹口22尤其半圆柱形地构造。它们具有半圆形的横截面。

根据一种改进方案，补偿凹口22可以具有三角形或矩形的横截面。

所述补偿凹口22构造在所述突出部14的侧向区段24的区域中并且相对于所述轴承容纳部或轴承座8径向地伸入到马达支架4的材料中。

优选地，凹部16和构造在其之间的间隔元件18形成UU形的横截面。

如果冲压工具26压入到突出部14的材料中，则突出部14的侧向区段24上的材料首先与凹部16的侧壁28上的马达支架4的材料接触。在此，突出部14可以在压紧时沿切线方向T或侧向地固定在凹部16中。

突出部14的材料尤其首先沿周向方向并且逆着周向方向与马达支架4接触。

冲压工具26例如可以在一个或多个压入点30处放置在至少一个突出部14上。在所示的实施例中示例性地示出压入点30，该压入点在突出部14的表面O上定心地布置在突出部14的两个侧向区段24之间。通过冲压工具26引入压入点30，突出部14的侧向区段24可以与凹部16的侧壁28连接。通过一个或多个这样的连接，定子芯2与马达支架4连接。

优选地，定子芯2的突出部14在定子芯2的定位在马达支架4上并且未压紧的状态下具有相对于马达支架4的或所述凹部16的面向轴承座8的壁20的径向间距AR和相对于凹部16的侧壁28的侧向间距S。优选地，径向间距AR构造成大于侧向间距S。

突出部14优选具有基本上矩形的横截面。其中，所述横截面垂直于所述纵向轴线A地构造。相应的构造示例性地在图1中在六个突出部14中的四个中示出。

在替代的或附加的构造方案中，突出部具有一个或两个半圆柱形的成型部，所述成型部尤其在装配状态下分别接合到补偿凹口22中。由此实现在周向方向上的改进的定位。优选地，在具有半圆柱形构造的突出部14的构造方案中间距AR大于侧向间距S。

与侧向间距S相比，较大的径向间距引起，在压紧时突出部的材料首先产生接触侧壁28或与侧壁建立连接。

图2中示出了用于说明用于固定叠片组2的方法32的示意性流程图。叠片组2例如设计为定子芯并且可以固定在马达支架4上。在此，马达支架4作为用于方法32的示例，该方法不限于电动机的技术领域。

在步骤34中，由多个预冲压的叠片6组成的叠片组2相对于马达支架4的轴承座8定心地布置在马达支架4上。在此，叠片组2的沿轴承座8的方向径向构造的突出部14伸入到马达支架4的对应的轴向延伸的凹部16中。

在另一步骤36中，将至少一个冲压工具26放置在叠片组2的至少一个突出部14上。

随后，在步骤38中，冲压工具26通过压力作用这样压入到突出部14的材料中，使得突出部14在侧向区段24上与马达支架4的凹部16压紧并且因此连接。在此，通过将冲压工具26压入到突出部14的表面O中，突出部14或定子芯2的材料的材料挤压从压入点或从压入部位进行至所述突出部14的侧向区段24。

通过材料的挤压，尤其导致突出部14沿在图1中示出的箭头P的方向加宽。优选地，突出部沿周向方向和逆着周向方向加宽。通过突出部14的加宽，在压紧的突出部14上形成定子芯2与马达支架4之间的不可松开的连接。优选地，突出部的侧向区段24与侧壁28连接。

压紧和与之相关联的材料挤压引起，突出部朝向凹部16的侧壁28的方向膨胀。有利地，没有或没有明显的沿中轴线的方向上或者朝向间隔元件18的膨胀。没有明显的膨胀被理解为，膨胀导致足以将定子支架抗相对转动地与马达支架连接起来的连接。有利地，通过压紧，没有力从定子芯2开始沿径向方式或者逆着径向方向作用到马达支架4上。仅有力沿切向方向、尤其沿/逆着周向方向在定子芯2和马达支架4之间作用。

冲压工具26可以被压入到定子芯2的一个或多个突出部14的材料中。在此，突出部14可以分别在一个或多个位置处通过冲压工具26的压力至少局部地塑性变形。

冲压工具26的力作用沿着轴向方向A进行。突出部14的材料的所产生的材料变形在图1中通过沿切向方向T定向的箭头P来说明。通过切向作用的变形能够避免径向地朝向马达支架4的方向定向的力作用，通过该力作用使马达支架4变形并且防止转子轴和/或至少一个轴承的容纳。

突出部14的侧向区段24优选地沿周向方向和逆着周向方向指向。所述侧向区段的表面沿切向方向T或逆着切向方向指向。侧向区段24的表面的法向量沿周向方向或逆着周向方向延伸。优选地，侧向区段24是突出部的不朝向中轴线、尤其不朝向转子轴的区段。

Claims (9)

1.定子组件（1），具有多个叠片（6），所述叠片堆叠成叠片组作为定子芯（2），其中，在所述定子芯（2）上构造有用于容纳定子绕组（12）的线圈容纳部（10），并且所述定子芯（2）布置在具有至少一个轴承座（8）的马达支架（4）上，其中，所述定子芯（2）相对于所述马达支架（4）的轴承座（8）定心地定位，其特征在于，所述定子芯（2）具有相对于所述轴承座（8）径向定向的突出部（14），所述突出部伸入到所述马达支架（4）的轴向构造的凹部（16）中，其中，所述定子芯（2）的至少一个突出部（14）能够通过尤其至少一个冲压工具（26）的至少一个压力加载在所述突出部（14）的两个对置的侧向区段（24）上与所述马达支架（4）的至少一个凹部（16）压紧。

2.根据权利要求1所述的定子组件（1），其中，所述定子芯（2）的突出部（14）在所述定子芯（2）的定位在所述马达支架（4）上并且未压紧的状态下具有相对于所述马达支架（2）的径向间距和相对于所述马达支架（4）的凹部（16）的侧壁（28）的侧向间距，其中，所述径向间距构造成大于所述侧向间距。

3.根据权利要求1或2所述的定子组件（1），其中，所述定子芯（2）的突出部（14）和所述马达支架（4）的对应的凹部（16）均匀地沿着所述马达支架（4）的周向布置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子组件（1），其中，所述马达支架（4）的凹部（16）具有在所述侧向区段（24）的区域中构造的并且相对于所述轴承座（8）径向指向的补偿凹口（22）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件（1），其中，所述定子芯（2）的叠片（6）设计为薄片并且由钢构成，其中，所述马达支架（4）由金属或塑料制成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定子组件（1），其中，在所述马达支架（4）的至少一个凹部（16）中构造有用于定向所述定子芯（2）的间隔元件（18）。

7.一种用于将叠片组（2）、特别是定子芯固定在马达支架（4）上的方法（32），其中，

-由多个预冲压的叠片（6）组成的叠片组（2）例如相对于所述马达支架（4）的轴承座（8）定心地布置在所述马达支架（4）上，其中，所述叠片组（2）的沿所述轴承座（8）的方向径向（R）构造的突出部（14）伸入到所述马达支架（4）的对应的轴向（A）延伸的凹部（16）中，

-将至少一个冲压工具（26）放置在所述叠片组（2）的至少一个突出部（14）上，

-所述冲压工具（26）通过压力作用这样压入到所述突出部（14）的材料中，使得所述突出部（14）在侧向区段（24）上与所述马达支架（4）的凹部（16）压紧。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述冲压工具（26）定心或偏心地在所述侧向区段（24）的区域中压入到所述突出部（14）中。

9.电机、尤其是无刷电动机，具有转子和定子组件（1），所述定子组件具有多个叠片（6），所述叠片堆叠成叠片组作为定子芯（2），其中，在所述定子芯（2）上构造有用于容纳定子绕组（12）的线圈容纳部（10），并且所述定子芯（2）布置在具有至少一个轴承座（8）的马达支架（4）上，其中，所述定子芯（2）相对于所述马达支架（4）的轴承座（8）定心地定位，尤其利用根据权利要求1至6中任一项所述的定子组件（1），其特征在于，所述定子芯（2）具有相对于所述轴承座（8）径向定向的突出部（14），所述突出部伸入到所述马达支架（4）的轴向构造的凹部（16）中，其中，所述定子芯（2）的至少一个突出部（14）能够通过尤其至少一个冲压工具（26）的至少一个压力加载在所述突出部（14）的两个对置的侧向区段（24）上与所述马达支架（4）的至少一个凹部（16）压紧。

Images