CN116235258A - 电机和设备 - Google Patents

Abstract

电机具有定子(80)和/或转子，所述定子和/或转子具有软磁叠片(20)的堆叠(10)，所述叠片在所述叠片(20)的平面(30，50)处彼此靠近，其中所述平面中的至少一个平面(50)利用烧结皮(55)形成，在所述至少一个平面处两个相邻的叠片彼此靠近。设备和车辆具有这种电机。

Description

电机和设备

技术领域

本发明涉及一种具有转子和/或定子的电机，所述转子和/或定子具有软磁叠片的堆叠，以及涉及一种具有电机的设备。

背景技术

已知的是，构成具有转子和/或定子的电机，所述转子和/或定子分别利用软磁叠片的堆叠形成。

软磁叠片的这种堆叠必须费力地被安装并且电绝缘，以便在电动机运行期间不出现涡流或电压击穿。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种具有转子和/或定子的改进的电机，所述转子和/或定子具有软磁叠片的堆叠，其中软磁叠片的安装和/或电绝缘可以成本低地并且不费力地实现。此外，根据本发明的电机优选地也应可以利用新颖的用于生产软磁叠片的制造方法来制造。此外，本发明的任务是提供一种具有电机的改进的设备。

本发明的该任务利用具有在权利要求1中所说明的特征的电机并且利用具有在权利要求10中所说明的特征的设备来解决。本发明的优选的改进方案在相关的从属权利要求、随后的描述和附图中说明。

根据本发明的电机具有定子和/或转子，所述定子和/或转子具有软磁叠片的堆叠。根据本发明的电机的软磁叠片在叠片的平面(Flachseiten)处彼此靠近，其中所述平面中的至少一个平面利用烧结皮形成，在所述至少一个平面处两个相邻的叠片彼此靠近。

在此，表述“平面利用烧结皮形成”表示：“烧结皮形成平面的至少一部分”。因此，本发明也可以如在随后的句子中所说明的那样来表达：根据本发明的电机具有定子和/或转子，所述定子和/或转子具有软磁叠片的堆叠，其中所述电机的软磁叠片在叠片的平面处彼此靠近，并且其中至少一个烧结皮形成所述平面中的至少一个平面的至少一部分，在所述至少一个平面处两个相邻的叠片彼此靠近。适宜地，烧结皮在此分别形成所述平面中的分别至少一个平面的至少一部分，在所述至少一个平面处两个相邻的叠片彼此靠近。特别优选地，烧结皮分别形成整个平面。

在根据本发明的电机的情况下存在的烧结皮有利地实现根据本发明的电机的叠片的烧结皮以及因此还有平面的均匀的和一致的润湿。因此，根据本发明的电机的堆叠的叠片可以特别容易地利用绝缘层和/或粘合层润湿。由于叠片的改进的润湿性，根据本发明的电机可以配备有均匀的和一致的绝缘层和/或粘合层，其中与现有技术相比，电机的电容量可以被设计为特别大。

易于理解的是，在本发明的意义上也可以用“叠片”意指印刷件和/或烧结件。在本发明的范围内，术语“叠片”也可以通过表述“材料层或材料层结构”代替，其中材料层或材料层结构优选地是平坦件。也就是说，术语“叠片”当前不一定意味“叠片”借助辗压的生产。优选地，这种“叠片”尤其在所述叠片具有利用烧结皮形成的平面时借助烧结、有利地借助印刷和随后的烧结来形成。

有利地，烧结皮可以容易地以各向同性地定向的、即没有纹理的、具有适宜地在10微米和500微米之间的直径的晶粒尺寸

构成，烧结皮优选地具有在0.2微米和5微米之间的平均粗糙度。恰好在利用烧结皮形成的表面的情况下，可以实现非常平坦的晶粒表面，所述晶粒表面没有从晶粒突出的特定尖峰以及在表面处被加深的具有倒圆的侧面的晶粒边界。适宜地、烧结皮可以在印刷期间朝向载体基板的表面的区域中与在印刷期间背离载体基板的平面或从载体基板继续延伸(fortstreckend)的边缘面不同地构成。因此，叠片可以有利地构成有具有不同颜色和/或反射和/或表面结构的平面。以这种方式，叠片的平面可以容易地在视觉上被区分，使得将叠片布置成堆叠可以特别简单地实现并且优选地可以被自动化。

在根据本发明的电机的一个优选的改进方案中，叠片是丝网印刷件和/或模板印刷件，或者具有丝网印刷件和/或模板印刷件。

有利地，叠片在本发明的该改进方案中优选地是这种丝网印刷件和/或模板印刷件，其中叠片借助利用金属粉末形成的印刷浆料被印刷并且紧接着被烧结。以这种方式，可以特别简单地借助模板印刷实现叠片的几何形状，使得可以舍弃用于制造根据本发明的电机的减材加工步骤。此外有利地，在本发明的该改进方案中，叠片没有由于成型工艺、如尤其辗压或冲压工艺而诱发的机械应力，因此软磁叠片的软磁特性可以不受影响地被保留。

优选地，在根据本发明的电机的情况下，烧结皮是烧成(As-Fired)烧结皮。

在根据本发明的电机的情况下，烧结皮优选地利用一种或多种金属氧化物和/或金属氮化物和/或金属碳化物和/或金属硅化物或上述材料中的一种或多种材料的组合形成。优选地并且有利地，烧结皮此外具有附加料，所述附加料例如是共晶体或液相形成的。以这种方式，在晶粒表面上的烧结皮可以利用混合晶体构成，使得叠片的特征表面能和/或润湿角在更均匀和更一致的润湿性方面受影响。

在根据本发明的电机的一个有利的改进方案中，该电机具有至少一个粘合层，所述粘合层将堆叠的彼此靠近的叠片互相连接，其中所述粘合层优选地分别布置在烧结皮上。在该改进方案中，堆叠的叠片有利地粘附地互相连接，其中由于软磁叠片利用粘合层的改进的润湿性，同时可以实现电机的特别高的电容量。

在本发明的一个替代的或附加的改进方案中，电机具有至少一个绝缘层，所述绝缘层将堆叠的彼此靠近的叠片彼此电绝缘，其中所述绝缘层分别布置在所述烧结皮或烧结皮上。在本发明的该改进方案中，堆叠的叠片有利地可靠地相对于彼此电绝缘，其中由于软磁叠片利用绝缘层的改进的润湿性，同时可以实现利用堆叠实现的电机的特别高的电容量。

在根据本发明的电机的情况下，叠片各具有第一平面和第二平面，其中叠片从第一平面到第二平面逐渐缩小，并且其中堆叠的叠片的第一平面指向相同的方向。以这种方式，叠片的平面可以彼此区分，使得尤其在如下叠片的情况下，利用金属氧化物形成的面可以容易地根据几何形状被识别，在所述叠片中两个平面中的恰好一个利用金属氧化物形成。

在根据本发明的电机的情况下，叠片优选地各具有第一平面和第二平面，其中至少第二平面分别利用烧结皮形成，并且叠片以其第二平面指向相同的方向。以这种方式，所有叠片或除了堆叠的一个或两个周边的叠片之外的所有叠片以相同的方式构成。因此，叠片几乎所有都可以以相同的方式来制造。因此，根据本发明的电机的制造可以在没有偏差或无需人工干预的情况下成本低地进行。

在根据本发明的电机的情况下，叠片分别在第一平面和第二平面处具有烧结皮。

根据本发明的设备和根据本发明的车辆具有如上面所描述的根据本发明的电机。

附图说明

随后根据在附图中所示出的实施例来更详细地解释本发明。

图1示意性地以横截面示出根据本发明的电机的定子的软磁叠片的堆叠，以及

图2示意性地以原理草图示出根据本发明的工业设备，该工业设备具有驱动器，该驱动器具有根据本发明的电机，该电机具有定子，该定子具有根据图1的软磁叠片的堆叠。

具体实施方式

在图1中所示出的堆叠10利用软磁叠片20形成并且形成电动机形式的根据本发明的电机的定子。

堆叠10的软磁叠片20借助软磁金属、例如纯铁的金属浆料的丝网和模板印刷来制造，并且分别在外表上具有带有圆形底面30的截锥的形式。附加地，在外表上截锥形的软磁叠片20配备有中央穿通部，根据本发明的电机的转子设置在所述中央穿通部中。软磁的和在外表上截锥形的叠片20分别在堆叠方向40上从底面30到端面50逐渐缩小，所述端面具有与底面30相比更小的外径并且与底面平行。软磁叠片20的端面50利用软磁叠片20的烧结皮55、这里烧成烧结皮形成。在所示出的实施例中，烧结皮55由制造工艺造成并且在制造之后不被移除，而是在将软磁叠片20接合成堆叠之前被留在软磁叠片20上。在所示出的实施方案中，烧结皮55利用金属氧化物、这里纯铁氧化物形成。在未特意示出的其他实施例中，烧结皮55可以替代地或附加地利用一种或多种金属氮化物和/或一种或多种金属碳化物和/或一种或多种金属硅化物形成。

软磁叠片20的截锥形的形式以及烧结皮55借助软磁叠片20通过丝网和模板印刷的制造来实现：软磁叠片20借助具有圆环形孔的模板作为具有内部圆柱形穿通部的圆柱形生坯件(Grünteil)被印刷到基板上。基板分别以高表面粗糙度形成，使得生坯件在其在基板上的支承面上不能跟随在生坯件的紧接着的烧结期间出现的烧结收缩，所述支承面形成后来的软磁叠片20的后来的底面30。生坯件随后被烧结。因此，生坯件远离支承面以比在支承面处更强的程度收缩，在所述支承面处，由于表面粗糙度，烧结收缩甚至完全消失。由于局部不同的烧结收缩，生坯件的形成软磁叠片20的后来的端面50的端面相对于支承面在其直径上被减小，使得在烧结期间生坯件获得外部截锥形形式(在内部，最初圆柱形的穿通部同样获得截锥形形式)。

在软磁叠片20的端面50处，烧结皮55在烧结期间作为烧成烧结皮构成。由于生坯件在基板上的烧结以及由于所选择的工艺条件，烧成烧结皮只在软磁叠片20的背离基板的表面上构成。以这种方式，软磁叠片20的端面50分别利用烧结皮55构成。相应地，在烧结之后，软磁叠片20可以被布置成以其端面50并且因此以其烧结皮55以相同的方式被定向，使得分别相邻的软磁叠片20在烧结皮55处彼此靠近。

在烧结之后，将烧结后的软磁叠片20从基板分离并与以相同方式所制造的其他软磁叠片20连接成堆叠10。在此，软磁叠片20如上面已经提及的那样互相连接，使得软磁叠片20的底面30分别指向相同的方向(这里与堆叠方向40相反)。堆叠10的软磁叠片20的端面50相应地指向堆叠方向40。在此，软磁叠片20利用中间的粘合层75彼此接合。粘合层75以液体状态被提供到叠片20的烧结皮55上，之后粘合层75以均匀的厚度一致地分布在烧结皮55上。在未特意示出的其他实施例中，替代或附加于粘合层75，在叠片20之间存在绝缘层，所述绝缘层同样可以以液体状态润湿烧结皮55。

在未明确示出的此外与所示出的实施例相对应的其他实施例中，软磁叠片20也可以构成有例如与具有圆环形底面的数学圆柱体不同的几何形状，其中或者一个端面或者两个彼此背离的端面以及外壳面利用烧结皮形成。端面和外壳面利用烧结皮的构成例如可以借助烧结工艺的参数的相应的适配以及借助合适的烧结底板来实现。

软磁叠片20的堆叠10被保持在堆叠座(未明确示出)中。堆叠座借助绝缘纸(未明确示出)形式的绝缘部与堆叠10电绝缘。替代地或附加地，在未特意示出的其他实施例中，在印刷软磁叠片20的生坯件期间已经可以设置截锥形形式，使得烧结如上面所描述的那样增强、但是并不单独地造成截锥形形式的构成。替代地或附加地，外部截锥形形式也可以仅仅通过生坯件的3D打印来预先给定，使得如上面所描述的那样可以舍弃基板的表面粗糙度。

该堆叠10与绝缘纸和堆叠座构成根据本发明的电机100的定子80。为此，叠片20的穿通部在堆叠10中构成中央的在堆叠方向40上引导的中央穿通部90。在所示出的实施例中，穿通部分别在印刷软磁叠片20期间被设置，其方式是：叠片20作为圆环被印刷。替代地，穿通部90也可以事后减材地、例如借助铣削来设置。

为了形成根据本发明的电机90，转子100被引入到定子80的穿通部中，该转子原则上除了对于转子100而言可以舍弃的穿通部90以及堆叠座和绝缘纸以外可以以与定子80相同的方式来制造。为了形成电机100，定子80以本身已知的方式(在附图中未明确示出)配备有线圈和线圈的馈电部。

在所示出的实施例中，电机110是工业设备130(这里传送带设备)的驱动器120的电动机、一部分。在未特意示出的其他实施例中，根据本发明的电机是自主仓库车辆的驱动器的电动机和一部分，或者能量生成设备、例如风轮的能量转换装置的发电机。

Claims (10)

1.一种电机，所述电机具有定子(80)和/或转子，所述定子和/或转子具有软磁叠片(20)的堆叠(10)，所述叠片在所述叠片(20)的平面(30，50)处彼此靠近，其中所述平面中的至少一个平面(50)利用烧结皮(55)形成，在所述至少一个平面处两个相邻的叠片彼此靠近。

2.根据上一权利要求所述的电机，其中所述叠片(20)是或具有丝网印刷件和/或模板印刷件。

3.根据上一权利要求所述的电机，其中所述烧结皮(55)是烧成烧结皮。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其中所述烧结皮(55)利用一种或多种金属氧化物和/或金属氮化物和/或金属碳化物和/或金属硅化物形成。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电机，所述电机具有至少一个粘合层，所述粘合层将所述堆叠的彼此靠近的叠片互相连接，其中所述粘合层分别布置在所述烧结皮上或在烧结皮上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的电机，所述电机具有至少一个绝缘层(75)，所述绝缘层将所述堆叠(10)的彼此靠近的叠片(20)彼此电绝缘，其中所述绝缘层(75)分别布置在所述烧结皮(55)上或在烧结皮(55)上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其中所述叠片(20)各具有第一平面(30)和第二平面(50)，其中所述叠片(20)从第一平面(30)到第二平面(50)逐渐缩小，并且其中所述堆叠(10)的叠片(20)的第一平面(30)指向相同的方向。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其中所述叠片(20)各具有第一平面(30)和第二平面(50)，其中至少所述第二平面(50)分别利用烧结皮(55)形成，并且所述叠片(20)以其第二平面(50)指向相同的方向。

9.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其中所述叠片(20)各在第一平面(30)和第二平面(50)处具有烧结皮(55)。

10.设备和/或车辆，具有根据上述权利要求中任一项所述的电机(110)。

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