CN116964904A - 用于借助柔性的线圈载体制造转子的方法、电机以及机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于至少部分圆周地制造用于电流激励的电机的转子(1)的方法，其包括如下步骤：提供转子轭(7)；提供与转子轭(7)分开构成的转子极(2)，这些转子极能与转子轭(7)机械连接；提供线圈载体(9)，该线圈载体具有多个线圈体(12)以及设置在线圈体(12)之间的柔性的连接区段(13)，经由所述连接区段能改变线圈体(12)彼此间的相对位置；借助柔性的连接区段(13)将线圈载体(9)置于制造位置(17)中；通过利用绕组区段绕制线圈体(12)来给线圈载体(9)装备能通电的绕组(10)；将转子极(2)和线圈体(12)接合在一起，从而在构成极线圈(14)的情况下由相应的绕组区段卷绕转子极(2)；借助柔性的连接区段(13)使线圈载体(9)从制造位置(17)向装配位置(18)转移；并且将与线圈载体(9)的线圈体(12)连接的转子极(2)与转子轭(7)连接。

Description

用于借助柔性的线圈载体制造转子的方法、电机以及机动车

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分圆周地制造用于电流激励的电机的转子的方法，其中，提供转子轭和与转子轭分开构成的转子极，这些转子极能与转子轭机械连接。本发明还涉及一种电流激励的电机以及一种机动车。

背景技术

当前，兴趣针对用于能电力驱动的机动车、例如电动车或混合动力车的电流激励的电机。电机具有位置固定的带有能通电的定子绕组的定子以及相对于定子可转动地支承的带有转子绕组的转子。转子具有转子芯，该转子芯支承着转子绕组。转子芯通常由一个环形的转子轭和多个转子极组成，这些转子极沿着转子圆周设置在转子轭上。转子极通常由各一个沿径向从转子轭伸出的转子齿或者说转子柄以及一个圆弧形的沿切向在转子齿上突出的极靴。极靴在此形成转子芯的基本上圆柱形的转子圆周。在转子齿之间形成有极间隙，转子绕组的绕组区段被引入这些极间隙中用以构成极线圈。

为了将极线圈引入极间隙或者说极槽中，两个相邻转子极的极靴彼此间隔开地设置，使得它们在转子圆周上释放到极间隙中的通道开口。为了构成极线圈，利用工具将电线形的绕组导体经由这些通道开口引入极间隙中。然后用绕组电线卷绕转子齿，其中，应实现高的填充系数。通过沿切向伸出的极靴，到极间隙中的通道开口小于极间隙直径，使得极间隙只能很难地用绕组电线填充。由此，常常得到非优化的绕组质量因而以及非优化的填充系数。

为此，DE 10 2018 213 567 A1公开了一种用于外部激励的内转子同步电机的转子，其中，转子极构成为多件式的。转子极分别具有一个转子齿和两个分开的极靴元件，其中，各转子齿与转子轭一体地构成并且极靴元件能在转子线圈设置在转子齿上之后与转子齿机械连接。两个极靴元件设置在转子齿的两个沿切向方向彼此相反的侧面上并且与转子齿，例如经由燕尾槽式连接，而形锁合地连接。这种转子在制造方面非常耗费。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能简单制造的用于电流激励的电机的转子。

按照本发明，所述目的通过一种具有按照各自独立权利要求的特征的用于制造转子的方法、电流激励的电机以及机动车实现。本发明的有利的实施方案是从属权利要求的、说明书的以及附图的技术方案。

按照本发明的方法用于至少部分圆周地制造用于电流激励的电机的转子。在此，提供转子轭和与转子轭分开构成的转子极，这些转子极能与转子轭机械连接。此外，提供线圈载体，该线圈载体具有多个线圈体以及设置在线圈体之间的柔性的连接区段，经由所述连接区段能改变线圈体彼此间的相对位置。借助柔性的连接区段将线圈载体置于制造位置中，并且通过利用绕组区段绕制线圈体来给线圈载体装备能通电的绕组。然后将转子极和线圈体接合在一起，从而在构成极线圈的情况下由相应的绕组区段卷绕转子极。借助柔性的连接区段使线圈载体从制造位置向装配位置转移，并且将与线圈载体的线圈体连接的转子极机械地与转子轭连接。

此外，本发明包括一种借助根据本发明所述的方法制成的转子以及一种具有定子和相对于定子可转动地支承的按照本发明的转子的电流激励的电机。电流激励的或者说外部激励的电机特别是内转子电机，在该内转子电机中转子在空心圆柱形的定子之内绕旋转轴线可转动地支承。转子具有转子芯以及产生磁场的带有(转子)绕组的部件用以产生转子磁场。转子芯可与机动车的用于传递转矩的驱动轴机械连接。转子芯可按实心材料结构方式、例如由铁形成，或者形成为由多个轴向堆叠的金属叠片构成的叠片组。转子芯构成为多件式的并且具有环形的转子轭以及转子极。在制造转子时将转子轭和转子极机械连接。

转子极分别具有一个转子齿或者说转子柄以及一个极靴。转子极用于保持转子绕组的极线圈，其中，极靴还设计成用于防止极线圈在转子转动期间由于沿径向向外起作用的离心力而从相应的转子极脱落。极靴例如具有圆环形的横截面，并且在此局部地沿侧向在转子齿上突出，使得转子极基本上构成为蘑菇形的。

在此将极线圈不是绕相应的转子齿卷绕，而是首先设置在一体的柔性的线圈载体上。线圈载体具有数量与转子极的数量相对应的线圈体，这些线圈体经由柔性的能可逆弯曲的连接区段相互机械连接。线圈载体例如可以是塑料注塑件。为了给线圈体装备绕组，将线圈载体置于制造位置或者说装备位置。在此，经由柔性的连接区段连接的线圈体在制造位置中特别是形成一个线圈体链。换言之，线圈体线形地、成一排彼此并排设置。在该制造位置中，转子绕组的绕组电线的区段可以特别简单地绕线圈体卷绕。每个绕线圈体卷绕的绕组区段构成一个极线圈。将绕组电线为了构成极线圈在此特别是无中断地绕所有线圈体卷绕。

现在将转子极设置在线圈载体上。线圈体在此是空心体，转子极能被推入所述空心体中。在此，空心体特别是具有与转子齿相对应的形状，例如长方体形，使得转子齿能设置在空心体中。然后将装备有转子线圈的线圈载体置于装配位置或者说装配几何中。对此替代地，也可以首先将线圈载体置于装配位置中并且然后给其装备转子极。在装配位置中，这些线圈体特别是形成一个线圈体环。线圈载体因此构成为环形的并且因此可以沿轴向与环形的转子轭推装在一起，使得线圈体在径向上包围转子轭。

当推装在一起时，在此将转子极与转子轭机械连接。优选地，在此在转子轭和转子极之间建立形锁合的槽-键连接。例如可以建立燕尾槽式的连接作为槽-键连接。为此，转子极例如可以分别具有燕尾槽形的或圆形的键，这些键被沿轴向推入到转子轭的燕尾槽形的或圆形的槽中。

这样的其中提供柔性的线圈载体的制造方法便利于在用转子绕组装备方面制造转子。此外能实现高的填充系数。

特别优选地，在将线圈载体与转子极连接之前，将一柔性的绝缘盖设置在装备有绕组的线圈载体上，使该绝缘盖连同线圈载体一起从制造位置转移到装配位置中。因此，绝缘盖同样构成为柔性的。为此，将绝缘盖构成为具有柔性的第一极绝缘区域，这些第一极绝缘区域设置在两个极线圈之间的极间隙中，并且将绝缘盖构成为具有第二极绝缘区域，这些第二极绝缘区域分别具有用于转子极的通孔并且在将转子轭与线圈载体接合在一起时设置在转子轭与极线圈之间。可以将第一极绝缘区域构成为折叠部、特别是三角形的或梯形的折叠部。在此可以规定，通过在电绝缘材料中冲压出通孔并且将电绝缘材料在构成第一极绝缘区域的情况下折叠起来来制造绝缘盖。对此替代地，可以在构成第一极绝缘区域和通孔的情况下浇注绝缘盖。

按照本发明的机动车包括按照本发明的电流激励的电机。机动车特别是构成为电动车或混合动力车并且具有电机作为驱动机。

参照按照本发明的方法提出的实施方式及其优点相应地适用于按照本发明的电流激励的电机以及适用于按照本发明的机动车。

本发明的进一步特征可以从权利要求书、附图和对附图的描述中得出。上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在对附图的描述中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合使用，而且可以以其他组合使用或者单独使用。

附图说明

现在依据优选的实施例以及参照附图更详细地阐述本发明。

图中：

图1示出转子的一种实施方式的示意图；

图2示出在制造转子期间转子的示意图；

图3示出转子的绝缘盖的示意图；

图4示出绕组的绕组示意图；

图5示出转子的线圈载体在制造位置中的示意图；和

图6示出线圈载体在装配位置中的示意图。

具体实施方式

在附图中，相同的以及功能相同的元件设有相同的附图标记。

图1示出用于电流激励的电机的转子1，该电机例如可用作用于电动化机动车的牵引机器。转子1具有带有转子齿3a和极靴3b的转子极2。转子齿3a和极靴3b尤其是构成为一体的。在这里，在转子齿3a上设置有键4。这些转子极2保持产生磁场的部件5用以产生转子磁场。由产生磁场的部件5和转子极2形成的复合体6和与转子极2分开构成的转子轭7通过键4接合在转子轭7的槽8中而连接。在一种有利的设置方案中，键4和槽8构造成燕尾槽的形式。

如在按照图2的制造复合体6的视图中所示，产生磁场的部件5具有线圈载体9、绕组10以及电绝缘的绝缘盖11。线圈载体9具有与转子极2相配的线圈体12以及设置在线圈体12之间的连接区段13。连接区段13设计成，使得这些连接区段保证线圈体12的持久连接以及承担覆盖槽的功能。同样，连接区段13是足够柔性的，以便能实现改变各个线圈体12相对彼此的相对位置，用以安装绕组10、引入转子极2和绝缘盖11以及制成转子1。例如，线圈载体9构造成注塑件并且包括夹紧接片用于相对于转子极2补偿公差。

绕组10包含极线圈14以及外部接头15，这些极线圈由绕组10的区段绕制而成并且这些极线圈与各个转子极2相配。在一种有利的实施方案中，绕组10正环式地构造成具有矩形的导体横截面并且如依据按照图4的绕组示意图所示地构成为一体的。绝缘盖11具有相对于转子轭7的电绝缘、位于相邻的极线圈14之间的极绝缘区域16以及相对于外部的导电构件的绝缘。在此，极绝缘区域16类似于线圈载体9那样构造成足够柔性的。通过柔性的连接区段13和柔性的极绝缘区域16，线圈载体9和绝缘盖11可以在制造位置17(见图5)或者说制造几何与装配位置18(见图6)或者说装配几何之间转移。在从制造几何17向由转子构造预定的装配几何18过渡时，柔性确保产生磁场的部件5的几何可变性。制造几何17确保线圈体12的优化的可及性，该可及性为了安装绕组10是具有向内指向的极靴的线圈载体9的转化的圆形。在制造位置17中，线圈载体12尤其是并排地成一排设置。在装配几何18中线圈载体12设置构成圆形。

在第一实施方案中，绝缘盖11如图3所示地由面状材料制成，该面状材料被冲压成有结构纹理的并且与装配相结合地折叠。在折叠起来的状态下，折叠起来的区域彼此重叠以确保足够的漏电路径。在这里未示出的第二实施方案中，绝缘盖11由与线圈几何相应地预成型的电绝缘材料、例如注塑件制成。在一种特别有利的实施方案中，绝缘盖11借助可通过的、例如穿孔的部分区域支持浸渍19产生磁场的部件5。浸渍19使电绝缘完备并且固化转子极2、线圈载体9、绕组10和绝缘盖11之间的连接。

Claims (10)

1.用于至少部分圆周地制造用于电流激励的电机的转子(1)的方法，包括如下步骤：

提供转子轭(7)；

提供与转子轭(7)分开构成的转子极(2)，这些转子极能与转子轭(7)机械连接；

其特征在于如下步骤：

提供线圈载体(9)，该线圈载体具有多个线圈体(12)以及设置在线圈体(12)之间的柔性的连接区段(13)，经由所述连接区段能改变线圈体(12)彼此间的相对位置；

借助柔性的连接区段(13)将线圈载体(9)置于制造位置(17)中；

通过利用绕组区段绕制线圈体(12)来给线圈载体(9)装备能通电的绕组(10)；

将转子极(2)和线圈体(12)接合在一起，从而在构成极线圈(14)的情况下由相应的绕组区段卷绕转子极(2)；

借助柔性的连接区段(13)使线圈载体(9)从制造位置(17)向装配位置(18)转移；并且

将与线圈载体(9)的线圈体(12)连接的转子极(2)与转子轭(7)机械连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经由连接区段(13)连接的线圈体(12)在制造位置(17)中形成线圈体链，而在装配位置(18)中形成线圈体环。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了将转子极(2)与转子轭(7)机械连接，使被置于装配位置(18)的线圈载体(9)沿轴向与转子轭(7)推装在一起并且在此在转子轭(7)与转子极(2)之间建立形锁合的槽-键连接。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将柔性的绝缘盖(11)设置在装备有绕组(10)的线圈载体(9)上，使该绝缘盖连同线圈载体(9)一起从制造位置(17)向装配位置(18)转移。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述绝缘盖(18)构成有柔性的第一极绝缘区域(16)，将这些第一极绝缘区域设置在两个极线圈(14)之间的极间隙中，并且将所述绝缘盖构成有第二极绝缘区域，这些第二极绝缘区域分别具有用于转子极(2)的通孔并且在将转子轭(7)与线圈载体(9)接合在一起时设置在转子轭(7)与极线圈(14)之间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述第一极绝缘区域(16)构成为折叠部、特别是三角形和/或梯形的折叠部。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过在电绝缘材料中冲压出通孔并且将电绝缘材料在构成第一极绝缘区域的情况下折叠起来，来制造绝缘盖。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在构成所述第一极绝缘区域(16)和通孔的情况下注塑所述绝缘盖(11)。

9.具有定子和相对于定子可转动地支承的转子(1)的电流激励的电机，所述转子借助根据上述权利要求之一所述的方法制成。

10.机动车，具有至少一个根据权利要求9所述的电流激励的电机。