CN117837068A - 具有带曲率的端板的转子 - Google Patents

Abstract

一种电机(22)的转子包括以下部件：叠片芯体(2)，该叠片芯体由堆叠的电工片形成、并且具有多个磁体凹穴(3)，每个磁体凹穴轴向地穿过叠片芯体(2)，多个磁体(6)，该多个磁体中的至少一个插入到磁体凹穴(3)中的每一个中，多个自由空间(8，9)，该多个自由空间各自由插入到磁体凹穴(3)之一中的磁体(6)并且由叠片芯体(2)界定，第一端片(10)，该第一端片布置在叠片芯体(2)的轴向侧上，以及第二端片(11)，该第二端片布置在叠片芯体(2)的相反的轴向侧上、并且具有轴向弯曲部分(12)，弯曲部分形成连接通道(7)，该连接通道将自由空间中的第一自由空间(8)连接到自由空间中的第二自由空间(9)。

Description

具有带曲率的端板的转子

技术领域

本发明涉及一种电机的转子，涉及一种具有转子的电机，涉及一种具有电机的车辆，并且涉及一种用于生产转子的方法。

背景技术

具有转子的电机越来越多地用在电力驱动车辆和混合动力车辆中，主要作为用于驱动这种车辆的车轮或车轴的电机。

这种电机主要机械地联接到变速箱以进行转速适应。电机另外通常电联接到逆变器，逆变器根据电池提供的DC电压生成AC电压、例如多相AC电压，以用于电机的操作。

还可以将具有这种转子的电机操作为用于回收车辆动能的发电机。为此，动能首先转化为电能，然后转化为车辆电池的化学能。

转子可以具有叠片芯体(转子芯体)，在该叠片芯体中布置有多个磁体凹穴，磁体(永磁体)分别位于这些磁体凹穴中。必须确保磁体在磁体凹穴中保持其位置，特别是在高旋转速度时。为此目的，通常用灌封化合物将磁体灌封在磁体凹穴中，使得磁体可靠地固定在叠片芯体中。

在灌封操作期间，灌封化合物可以沿轴向方向穿过第一自由空间流过叠片芯体、被偏转、并且沿相反的轴向方向穿过第二自由空间流过叠片芯体。为了使灌封化合物偏转，需要布置在叠片芯体的轴向侧上的端板，在该端板中形成有将第一自由空间连接到第二自由空间的连接通道。然而，设置具有连接通道的端板导致更大的材料支出和组装工作，并因此增大了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转子，该转子具有叠片芯体和灌封在其中的磁体，该转子可以以特别成本有效的方式生产。

该目的通过根据本发明的转子实现，该转子具有以下部件：

叠片芯体，该叠片芯体由堆叠的电工片形成、并且具有多个磁体凹穴，每个磁体凹穴轴向地穿过叠片芯体，

多个磁体，该多个磁体中的至少一个插入到磁体凹穴中的每一个中，

多个自由空间，该多个自由空间各自由插入到磁体凹穴之一中的磁体并且由叠片芯体界定，

第一端片，该第一端片布置在叠片芯体的轴向侧上，以及

第二端片，该第二短片布置在叠片芯体的相反的轴向侧上、并且具有轴向弯曲部分，弯曲部分形成连接通道，该连接通道将自由空间中的第一自由空间连接到自由空间中的第二自由空间。

可以用灌封化合物密封自由空间，由此将磁体固定在叠片芯体中，特别是粘合到叠片芯体上。灌封操作是一种相对简单且经济有效的固定磁体的方法。

通过由第二端片的弯曲部分形成连接通道，可以省去用于形成连接通道的端板。这减少了材料支出和组装工作，由此可以以特别成本有效的方式生产转子。

具体地，弯曲部分可以通过深拉第二端片以简单的方式产生。然而，弯曲部分也可以以不同的方式产生。此外，弯曲部分尤其可以具有矩形、椭圆形或圆形轮廓。

叠片芯体可以由电工片形成，其中这些电工片被焊接、粘合、冲压堆叠、或以不同的方式彼此固定。特别地，叠片芯体可以具有圆柱形形状。此外，每个电工片可以具有中心开口，在安装状态下，这些开口形成叠片芯体的轴向孔，转子的转子轴可以引导穿过该轴向孔。转子轴或转子的轴线对应于叠片芯体的轴向轴线。

第一端片和/或第二端片可以包括与电工片不同的材料，特别是非磁性材料。为此可以优选地考虑非磁性高级钢。此外，端片可以各自具有中心开口，转子的转子轴可以引导穿过该中心开口。

除了转子之外，电机还可以具有定子，转子可以相对于定子旋转。定子还可以具有由堆叠的电工片形成的叠片芯体(定子芯体)。另外，定子可以具有电导体的绕组，例如线圈绕组或扁线绕组。

磁体凹穴可以沿着叠片芯体的周边分布，例如以彼此相同的间距分布。磁体凹穴和布置在其中的磁体可以可选地具有彼此不同的尺寸。例如，布置在磁体凹穴之一中的磁体轴向排列。因此，在安装转子期间，磁体可被简单地一个接一个地插入或推入磁体凹穴中。

轴向排列的磁体被称为“磁体堆叠体”。转子可以具有多个这样的磁体堆叠体，这些磁体堆叠体各自布置在磁体凹穴中。或者，代替多个磁体，可以在一个或多个磁体凹穴中各自布置仅一个磁体。

在本发明的实施例中，第一端片具有填充开口和排气开口，第一自由空间通过填充开口暴露，第二自由空间通过排气开口暴露。因此可以在第一端片已经布置在叠片芯体上之后用灌封化合物填充叠片芯体。

在这种情况下，第一自由空间可以形成在磁体凹穴之一的侧向表面上，并且第二自由空间可以形成在磁体凹穴的相反的侧向表面上。因此，布置在两个自由空间之间的磁体可以在灌封操作期间被特别好地固定。

在本发明的另一实施例中，连接通道在插入到磁体凹穴中并且布置在端片上的磁体与端片之间延伸。因此，连接通道相对较短且节省空间。

在本发明的另一实施例中，弯曲部分向内突出并且磁体抵靠弯曲部分。这意味着弯曲部分轴向突出到叠片芯体中，使得磁体与第二端片的平面间隔开。特别地，弯曲部分可以被设计为比磁体稍窄。连接通道因此可以在磁体与端片之间在弯曲部分的一侧或两侧上延伸。

在本发明的另一实施例中，弯曲部分向外突出并且磁体抵靠弯曲部分的边缘。这意味着弯曲部分轴向突出到叠片芯体外，使得磁体布置在第二端片的平面上。因此，由于弯曲部分，连接通道可以在磁体与端片之间延伸。边缘位于弯曲部分过渡到端片的平面区域的点处。

在这种情况下，弯曲部分可以被设计为在连接通道的纵向方向上比磁体稍长，使得弯曲部分在相反两侧突出超过磁体。因此，第一自由空间和第二自由空间可以各自通向靠近磁体的连接通道。

特别地，磁体可以抵靠边缘的相互相对的两侧。因此，连接通道可以平行于相对的两侧延伸。另外，弯曲部分可以被设计为在横向于连接通道的方向上比磁体稍窄，使得磁体在相对两侧上突出超过弯曲部分。

在另一替代方案中，磁体可以仅以其一个角、仅以其两个角、或仅以其三个角抵靠边缘。因此，对于磁体与端片之间的连接通道的走向存在进一步的选择。

在本发明的另一实施例中，利用引入到自由空间中的灌封化合物来灌封磁体。通常，自由空间完全被灌封化合物填充。然而，也可以用灌封化合物仅部分地填充自由空间。所使用的灌封化合物尤其可以是环氧树脂、环氧树脂和固化剂的混合物、或者粘合剂。

在本发明的另一实施例中，叠片芯体具有多个叠片芯体部段。

在这种情况下，叠片芯体部段之一可以相对于叠片芯体部段中的另一个沿周向方向扭转。因此可以改善转子的旋转行为。

该目的还通过根据本发明的具有转子的电机来实现。此外，电机还可以具有定子，转子可以相对于定子旋转。定子还可以具有由堆叠的电工片形成的叠片芯体。另外，定子可以具有电导体的绕组，例如线圈绕组或扁线绕组。电机可以可选地配备有壳体，转子和定子容纳在该壳体中，其中转子轴可以从壳体突出。

此外，该目的通过具有这种电机的车辆来实现，该电机被设置用于驱动车辆。电机尤其可以驱动车辆的车轮或车轴。

该目的还通过根据本发明的用于制造转子的方法来实现。该方法包括以下方法步骤：

由堆叠的电工片形成叠片芯体，该叠片芯体具有多个磁体凹穴部，该多个磁体凹穴部各自轴向地穿过叠片芯体，

将至少一个磁体插入到磁体凹穴中的每一个中，其中，留有多个自由空间，该多个自由空间各自由插入到磁体凹穴之一中的磁体并且由叠片芯体界定，

将第一端片布置在叠片芯体的轴向侧上，

将具有轴向弯曲部分的第二端片布置在叠片芯体的相反的轴向侧上，该轴向弯曲部分形成连接通道，该连接通道将自由空间中的第一自由空间连接到自由空间中的第二自由空间，以及

用引入到自由空间中的灌封化合物灌封磁体。

附图说明

下面将参考附图基于示例性实施例来讨论本发明。这些附图是示意性图示，在附图中：

图1示出了根据本发明的转子的区域的截面视图，

图2示出了转子的第一实施例的区域的截面视图，

图3示出了转子的第二实施例的区域的截面视图，

图4示出了转子的第二实施例的区域的轴向视图，

图5示出了具有带有转子的电机的车辆。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的转子的区域的截面视图。转子属于电机，该电机被设置用于驱动车辆。

转子具有由堆叠的电工片形成的叠片芯体2，该叠片芯体由六个轴向排列的叠片芯体部段形成。然而，也可以省去叠片芯体的部段。多个磁体凹穴3位于叠片芯体2中，每个磁体凹穴轴向地穿过叠片芯体2，并且示出了其之一磁体凹穴。六个磁体6轴向排列在磁体凹穴3中，以便形成磁体堆叠体。

另外，在磁体凹穴3中还设有第一自由空间8和第二自由空间9，它们各自由磁体堆叠体和叠片芯体2界定。第一自由空间8形成在磁体凹穴3的侧向表面上，第二自由空间9形成在磁体凹穴3的相反的侧向表面上。

具有填充开口4和排气开口5的第一端片10布置在叠片芯体2的上轴向侧上。第一自由空间8由填充开口4暴露，第二自由空间9由排气开口5暴露。

此外，第二端片11布置在叠片芯体2的下轴向侧处，连接通道7沿着该端片延伸，该连接通道将第一自由空间8连接到第二自由空间9。连接通道7由叠片芯体2的轴向弯曲部分(图1中未示出)形成并在底部磁体6与第二端片11之间延伸。

图2示出了转子的第一实施例的区域的截面视图。该区域以左侧的第一视角和右侧的旋转90度的第二视角示出。

在本发明的该实施例中，弯曲部分12轴向向内突出，并且底部磁体6抵靠弯曲部分12。这意味着弯曲部分12突出到叠片芯体2中，使得磁体6与第二端片11的平面间隔开。

此外，弯曲部分12被设计为比磁体6稍窄，使得磁体6在相反两侧突出超过弯曲部分12。连接通道7因此可以在弯曲部分12的两侧上在磁体6与端片11之间延伸。

图3示出了转子的第二实施例的区域的截面视图。该区域以左侧的第一视角和右侧的旋转90度的第二视角示出。

在本发明的该实施例中，弯曲部分12轴向向外突出，并且底部磁体6抵靠弯曲部分12的边缘13。这意味着弯曲部分12突出到叠片芯体2外，使得磁体6布置在第二端片11的平面上。因此，由于弯曲部分12，连接通道7可以在磁体6与端片11之间延伸。

特别地，弯曲部分12被设计为在连接通道7的纵向方向上比磁体6稍长，使得弯曲部分12在相反两侧突出超过磁体6。因此，第一自由空间8和第二自由空间9可以各自通向靠近磁体6的连接通道7。

边缘13位于弯曲部分12过渡到端片11的平面区域的点处。具体地，磁体6抵靠边缘13的相对两侧，使得连接通道7平行于这些侧延伸。另外，弯曲部分12被设计成在横向于连接通道7的方向上比磁体6稍宽，使得磁体6在相对两侧上突出超过弯曲部分。

图4示出了根据转子的第二实施例的第二叠片芯体2的区域的从下方的轴向视图。第二端片11未示出，以便能够看到连接通道7。在图4中，可以特别清楚地看到，磁体6抵靠边缘13的相对两侧，其中连接通道7平行于这些侧延伸，并且自由空间8、9通向连接通道7。

图5示出了具有电机22的车辆21，该电机用于驱动车辆21。电机22具有壳体23和围绕转子1的定子24，在壳体中容纳根据本发明的转子1。

下面参考附图描述根据本发明的转子的制造方法。在该方法中，执行以下步骤：

在第一方法步骤中，由堆叠的电工片形成具有多个磁体凹穴3的叠片芯体2，每个磁体凹穴轴向地穿过叠片芯体2。

在第二方法步骤中，将多个磁体6插入每个磁体凹穴3中。具体地，磁体6轴向排列以便形成磁体堆叠体。在每个磁体堆叠体附近留有两个自由空间8、9，这两个自由空间各自由磁体堆叠体和叠片芯体2界定。

在第三方法步骤中，将第一端片10布置在叠片芯体2的轴向侧上。第一端片10具有填充开口4和排气开口5，自由空间8、9分别通过填充开口和排气开口之一暴露。

在第四方法步骤中，将第二端片11布置在叠片芯体2的相反的轴向侧上。第二端片11具有轴向弯曲部分12，在各自的情况下该轴向弯曲部分形成连接通道7，连接通道将第一自由空间8连接到第二自由空间9。弯曲部分12可以已经通过深拉第二端片11而产生。以这种方式完成的转子垂直定向，其中第一端片10位于顶部。

在第五方法步骤中，用灌封化合物灌封磁体6，该灌封化合物被引入到自由空间8、9中。为此目的，计量装置的喷嘴被放置在每个填充开口4上。然后在各自的情况下使用喷嘴在正压下将灌封化合物压入相关的自由空间8中。因此，磁体6被灌封在相关联的磁体凹穴3中。

具体地，灌封化合物首先轴向向下流过第一自由空间8直至第二端片11。然后灌封化合物通过连接通道7流到第二自由空间9。然后灌封化合物轴向向上流过第二自由空间9直至第一端片10。此处，存在于磁体凹穴3中的空气可以通过排气开口5逸出并且被灌封化合物替代。灌封化合物或空气的流动方向在图中由虚线箭头示出。

灌封操作后灌封化合物固化。另外，转子轴可被引导穿过叠片芯体2中的轴向延伸的中心通孔(以及端片10、11中的对应开口)，使得叠片芯体2包围转子轴或固定至转子轴。

附图标记清单

2 叠片芯体

3 磁体凹穴

4 填充开口

5 排气开口

6 磁体

7 连接通道

8 自由空间

9 自由空间

10 端片

11 端片

12 弯曲部分

13 边缘

21 车辆

22 电机

23 壳体

24 定子

Claims (15)

1.一种电机(22)的转子，所述转子包括：

叠片芯体(2)，所述叠片芯体由堆叠的电工片形成、并且包括多个磁体凹穴(3)，每个磁体凹穴轴向地穿过所述叠片芯体(2)，

多个磁体(6)，所述多个磁体中的至少一个插入到所述磁体凹穴(3)中的每一个中，多个自由空间(8，9)，所述多个自由空间各自由插入到所述磁体凹穴(3)之一中的所述磁体(6)并且由所述叠片芯体(2)界定，

第一端片(10)，所述第一端片布置在所述叠片芯体(2)的轴向侧上，以及

第二端片(11)，所述第二端片布置在所述叠片芯体(2)的相反的轴向侧上、并且具有轴向弯曲部分(12)，所述弯曲部分形成连接通道(7)，所述连接通道将所述自由空间中的第一自由空间(8)连接到所述自由空间中的第二自由空间(9)。

2.如权利要求1所述的转子，其中，所述第一端片(10)具有填充开口(4)和排气开口(5)，所述第一自由空间(8)通过所述填充开口暴露，所述第二自由空间(5)通过所述排气开口暴露。

3.如权利要求1或2所述的转子，其中，所述第一自由空间(8)形成在所述磁体凹穴(3)之一的侧向表面上，并且所述第二自由空间(9)形成在所述磁体凹穴(3)的相反的侧向表面上。

4.如权利要求3所述的转子，其中，所述连接通道(7)在插入到所述磁体凹穴(3)中并且布置在所述第二端片(11)上的磁体(6)与所述第二端片(11)之间延伸。

5.如权利要求4所述的转子，其中，所述弯曲部分(12)向内突出并且所述磁体(6)抵靠所述弯曲部分(12)。

6.如权利要求4所述的转子，其中，所述弯曲部分(12)向外突出并且所述磁体(6)抵靠所述弯曲部分(12)的边缘(13)。

7.如权利要求6所述的转子，其中，所述磁体(6)抵靠所述边缘(13)的相互相对的两侧。

8.如权利要求6所述的转子，其中，所述磁体(6)仅以一个角、仅以两个角、或仅以三个角抵靠所述边缘(13)。

9.如前述权利要求任一项所述的转子，其中，所述磁体(6)由引入到所述自由空间(8、9)中的灌封化合物进行灌封。

10.如前述权利要求任一项所述的转子，其中，所述叠片芯体(2)具有多个叠片芯体部段。

11.如权利要求10所述的转子，其中，所述叠片芯体部段之一相对于所述叠片芯体部段中的另一个沿周向方向扭转。

12.一种电机(22)，所述电机具有如前述权利要求任一项所述的转子。

13.一种车辆(21)，所述车辆具有如权利要求12所述的电机(22)，所述电机被设置用于驱动所述车辆(21)。

14.一种制造用于电机(22)的转子的方法，所述方法包括以下步骤：

由堆叠的电工片形成叠片芯体(2)，所述叠片芯体具有多个磁体凹穴(3)，所述多个磁体凹穴各自轴向地穿过所述叠片芯体(2)，

将至少一个磁体(6)插入到所述磁体凹穴(3)中的每一个中，其中，留有多个自由空间(8，9)，所述多个自由空间各自由插入到所述磁体凹穴(3)之一中的所述磁体(6)并且由所述叠片芯体(2)界定，

将第一端片(10)布置在所述叠片芯体(2)的轴向侧上，

将具有轴向弯曲部分(12)的第二端片(11)布置在所述叠片芯体(2)的相反的轴向侧上，所述轴向弯曲部分形成连接通道(7)，所述连接通道将所述自由空间中的第一自由空间(8)连接到所述自由空间中的第二自由空间(9)，以及

用引入到所述自由空间(8、9)中的灌封化合物灌封所述磁体(6)。

15.如权利要求14所述的方法，其中，在灌封操作期间，所述灌封化合物通过所述连接通道(7)从所述第一自由空间(8)流入所述第二自由空间(9)。