CN1856922A - 叠片元件的环形堆 - Google Patents
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Abstract
一种用于直线电机的定子的叠片元件环形堆,每个叠片元件(10)具有通过两个彼此固定在一起的叠片部分(13,14)限定出的两个外轴向延伸部(12)和一个内轴向延伸部(11),并且每个都具有相应的安装区域(15,16),它们的轮廓包括至少一个第一叠片边缘部分(20)和至少一个第二叠片边缘部分(30),其中第二叠片边缘部分(30)与第一叠片边缘部分(20)结合为一体,并且与第一叠片边缘部分(20)形成了一定的角度,一叠片部分(13,14)的第一叠片边缘部分(20)安装并固定在另一叠片部分(13,14)的第一叠片部分(20)上,并且一叠片部分(13,14)的第二叠片边缘部分(30)固定在另一叠片部分(13,14)的第二叠片边缘部分(30)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属叠片的构造,这种金属叠片形成内环形堆以支承着直线电机的线圈。
背景技术
在带有直线电机的致冷用封闭式压缩机的制造中,具有一些用来形成压缩机的元件,其中一种元件就是直线电机。这类电机由定子的金属叠片的环形堆构成,其中所述环形堆周围缠绕着铜线,以用来形成直线电机的感应线圈。
直线电机还可以表现为另一种金属叠片组件,这些金属叠片形成了被称作外部环形堆的径向堆,并且与定子一起限定出一环形空间,在该环形空间中移动磁性推进器,所述磁性推进器的功能是使压缩机的活塞产生线性运动,以便活塞能够在压缩机的气缸内执行压缩操作。
形成线性定子构造的工艺是众所周知的,在制造线性定子的过程中,采用整体叠片来制造具有轴对称布局的线性定子,其具有“C”或“U”形,或雏菊(daisies)形式的叠片,将磁铁支承在可动部分上(US4602174,US4346318,US4349757,US4454426,US4623808)。这些技术方案在制造方面都存在一些困难,如:把线圈固定在环形叠片结构中;根据国际电绝缘规则使线圈与叠片结构绝缘;线圈和/或线圈绕组的固定,其中由于动力系统的频率造成的往复运动导致的较高的加速度使得较大的力施加在线圈和/或线圈绕组上,因此必须将线圈和/或线圈绕组刚性地固定起来。
在同一申请人的巴西未审定的专利申请PI0203507.3中,直线电机的结构表现为两片叠片,它们的形状相同的叠片部分彼此横向地安装,从而形成将要相互固定在一起的相应的叠片堆部分,以形成定子。
在这种结构中,当把所述堆部分固定在一起以形成定子时,其中一个叠片在相应的安装区域内设置有一个凹槽,用以容纳在另一个叠片部分限定的互补的凸起。尽管这一技术方案克服了如上所述的现有技术中的困难,但是当通过在两个互补的叠片部件之间施加粘结剂的珠粒来形成固定时,形成各金属叠片的叠片部分的固定则会在所形成的叠片中产生一块极限阻力(marginal resistance)的区域,但却无法提供足够的克服牵引力和剪切力的强度,并在通过移动叠片部分来操作电机的过程中有可能产生故障。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种用于形成直线电机的定子的叠片堆,这种叠片堆便于定子尤其是其中的线圈的装配,从而能够在所述定子的内部获得最大的铜线圈绕组,还能够使形成叠片推的金属叠片的固定具有足够的强度,以便在操作直线电机的过程中能够抵抗施加在定子上的作用力。
本发明的另一个目的是提供一种如上所述的叠片堆,它能够补偿由于叠片10被分隔成两个部分和由于额外的间隙所产生的磁损耗,其中该间隙是由于采用粘结剂固定所述部分产生的。
本发明的这些目的和其他目的是通过一种用于形成直线电机的定子的叠片元件堆达到的,其中该直线电机带有被安装在叠片元件环形堆中的管形线圈,每个叠片元件都具有通过两个将彼此固定在一起的叠片部分限定出的两个外轴向延伸部和一个内轴向延伸部,从而可形成相应的叠片元件,每个叠片部分都具有相应的安装区域,该安装区域包括至少一个凹槽,用以安装和保持设置在另一个叠片部分安装区域中的相应凸起。
按照本发明,每个安装区域都有自己的轮廓,它包括至少一个第一叠片边缘部分和至少一个第二叠片边缘部分,其中第一叠片边缘部分是按照对准布置的,其至少基本平行于叠片部分的轴向对准,第二叠片边缘部分与第一叠片边缘部分结合为一体,并且与第一叠片边缘部分形成了一定的角度,在形成相应的叠片元件后,一叠片部分的第一叠片边缘部分安装并固定在另一叠片部分的第一叠片边缘部分上,在形成相应的叠片元件后,一叠片部分的第二叠片边缘部分固定在另一叠片部分的第二叠片边缘部分上。
本发明除了具有现有技术中已知构造的优点外,还具有如下的优点:能够在普通的机器中缠绕形成线圈的铜线;实现在线圈周围缠绕大量的铜线;根据国际电力安全规则遵循用于所述线圈的电绝缘的要求及通过传统工艺实现所述的绝缘;以及将铜线圈绕组作为一整体固定的可靠性,其额外的优点还包括:提供了用于抵抗牵引力和剪切力的更好的条件;补偿了在形成定子的两片叠片的环形堆后,由叠片部分之间的固定导致的磁损耗。
附图说明
下面将基于附图描述本发明,其中:
图1是直线电机的纵向截面图,示出了一种已知的定子结构,它具有按照本发明的由叠片部分形成的叠片环形堆;
图2是图1所示叠片环形堆中所采用的一单个叠片的侧视图;
图3是按照现有技术形成的环形叠片堆中一叠片两部分的侧视图;
图4是按照本发明形成的环形叠片堆中一叠片两部分的侧视图。
具体实施方式
本发明可应用于叠片堆的叠片结构中,所述叠片可形成通常用在致冷系统的封闭式压缩机中的线性电动马达的定子,该压缩机在壳体(未示出)内包括马达-压缩机单元,所述马达-压缩机单元包括由直线电机和气缸1形成的非共振组件;由活塞2形成的共振组件,活塞2在气缸1内往复运动;以及致动装置3,其中该致动装置3位于气缸1之外,并且在直线电机通电后承载着被轴向推进的磁铁4,所述致动装置3将活塞2与直线电机可操作地连接。
如图1所示,直线电机安装在气缸1和活塞2的周围,并包括内环形堆5和由多个外部的金属叠片构成的外环形堆7,其中该内环形堆5由多个彼此横向安置的金属叠片元件10形成,并且在其中安装管形线圈6。
每个内环形堆和外环形堆都是通过通常用钢制成的金属叠片彼此相互横向安装而形成的,它们都限定用于安装的圆柱形内表面,例如,位于气缸1周围的内环形堆5。
外环形堆7与定子一起形成环形空间,致动装置3可在该环形空间内移动,其功能是使活塞2在气缸1内产生线性运动。
该压缩机还包括通常的共振弹性装置8,它们被安装成对共振组件和非共振组件都能够产生恒定的压缩,并且能够在朝着活塞2的移动方向产生弹性的轴向变形。
如图所示,每个叠片元件10都具有一个内轴向延伸部11和两个外轴向延伸部12,它们限定叠片元件10的梯形剖面,其较小的底边与内轴向延伸部11一致。
正如未审定的巴西专利申请PI0203507.3所公开的,每个叠片元件10都由两个叠片部分13,14限定而成,其中至少一个叠片部分具有各自叠片元件10中的内轴向延伸部11的至少一部分,在形成定子的过程中,所述叠片部分13,14彼此固定在一起,从而完成各个叠片元件10。
每个叠片元件10都具有各自的叠片部分13,14,这些叠片部分13,14分别带有内轴向延伸部13a,14a,以用来支承相应的径向延伸部13b,14b。
当安装环形堆时,为了使用于形成各叠片元件10的叠片部分13,14相互固定在一起,需要穿过各自的安装区域15,16将它们彼此安装在一起,例如通过将所述的安装区域15,16相互装配,其中的一个安装区域带有至少一个凹槽17以便与设置在另一安装区域15,16上的相应凸起18配合。
每个叠片部分13,14都带有径向内边缘13c,14c从而与相邻叠片部分13,14的径向内边缘相互横向地并排安装在一起,从而形成了每个叠片部分13,14的直线对准。
在每个叠片部分13,14直线对准之后,通过在所述叠片部分13,14的安装区域15,16上施加诸如粘性珠粒形式的固定层而使这些叠片部分保持在一起。
按照本发明,每个安装区域15,16都具有其轮廓,它包括至少一个第一叠片边缘部分20和至少一个第二叠片边缘部分30,其中第一叠片边缘部分20按照至少基本平行于叠片部分13,14的轴向对准的对准布置,第二叠片边缘部分30与第一叠片边缘部分20结合为一体,并与第一叠片边缘部分形成了一定的角度,在形成各自的叠片元件10后,叠片部分13,14的第一叠片边缘部分20安装并固定在另一叠片部分13,14的第一叠片边缘部分20上,在形成各自的叠片元件10后,叠片部分13,14的第二叠片边缘部分30固定在另一叠片13,14的第二叠片边缘部分30上。
利用这一构造,每个叠片部分13,14的安装区域15,16的每一个都限定了至少一个平行于叠片部分13,14径向内边缘13c,14c的安装固定区域,在该安装固定区域中,相对于受到牵引力作用区域,剪切力使将叠片部分13,14固定在一起的粘合剂的阻力增加。
按照本发明的技术方案,每个安装区域15,16可具有凹槽18和凸起17中的至少一个部分,以及第一叠片边缘部分20和第二叠片边缘部分30中的至少一个,其中第一叠片边缘部分和第二叠片边缘部分限定了其中一个安装区域15,16中凹槽18的至少一部分以及另一安装区域15,16中凸起17的一部分。在对这一结构的改型中,至少一个第一叠片边缘部分20和一个第二叠片边缘部分30限定了至少一个凹槽18和至少一个凸起17。
由于使将要相互固定在一起的凹槽18和相应的凸起17的部分之间的剪切区域增加是第一叠片边缘部分20的一个功能,因此第二叠片边缘部分30可以不具有互补的轮廓,从而能够在没有相互安装的情形下彼此单独地连接在一起,在固定的第二叠片边缘部分30之间的间隔由粘合剂填充。
按照实施本发明的一种方式,安装区域16中的至少一个凹槽18具有至少一个第一叠片边缘部分20和至少一个第二叠片边缘部分30,这两个叠片边缘部分分别安装和固定在另一安装区域15中凸起17上的第一和第二叠片边缘部分20,30上。在这一技术方案中,凹槽18和凸起17的部分具有彼此互补的轮廓,因此能够减少使凹槽和凸起相互固定在一起的粘合剂的用量,而且也能够减少由粘合剂所形成的气隙作用导致的磁损耗。
在本发明的一特定形式中,安装区域16具有至少一个朝向叠片部分14外部开口的凹槽18以及一个朝向凹槽18内部开口的附加凹槽18a,另一安装区域15上设置有至少一个凸起17和一个附加凸起17a,它们被分别装配在位于另一安装区域16上的凹槽18和附加凹槽18a中,每个凹槽18和附加凹槽18a以及每个凸起17和附加凸起17a都具有各自的轴线,这些轴线例如按照同样的轴向对准布置以用来组装叠片部分13,14。
在这种结构的另一改型中,至少一个凹槽18和一个附加凹槽18a及其对应的凸起17和附加凸起17a共轴且例如与各自叠片部分13,14的轴线对齐。
按照图示,安装区域16具有相应的凹槽18和附加凹槽18a,用以将另一安装区域15上的凸起17和附加凸起17a安装并保持在其内,所述凹槽18和凸起17占据了相应叠片部分13,14的整个宽度。在这一结构中,附加凹槽18a和附加凸起17a只具有一个第二叠片边缘部分30,该第二叠片边缘部分30横向于各自的两个第一叠片边缘部分20。
在本发明的又一经过改变的结构中,附加凹槽18a具有两个第一叠片边缘部分20,它们通过至少一个第二叠片边缘部分30结合为一体,附加凸起17a带有两个第一叠片边缘部分20,这两个第一叠片边缘部分20通过至少一个第二叠片边缘部分30相互结合。
在另一具有建设性的选择中,每个安装区域15,16上的凹槽18和凸起17只占据了相应叠片部分13,14的部分宽度,例如只占据了相应叠片部分13,14宽度的中间区域。
当安装每个叠片元件10时,为了引导和限定叠片部分13,14的相互插入,其中一个叠片部分13的至少一个安装区域15上设有至少一个由止挡部分和邻接部分以及引导装置和引导跟随装置限定的部件,而其他所述部件则可以被设置在另外的安装区域15,16中。
按照本发明,当叠片部分13,14固定在一起后,安装区域15,16的其中之一的第二叠片边缘部分30限定止挡部分,另一叠片部分14安装区域16上的另一个第二叠片边缘部分30限定安装在所述止挡部分上的邻接部分。
在特定的结构中,所述止挡部分和邻接部分的叠片边缘部分30限定各自的凹槽18和凸起17的至少一部分。
同样的,在把叠片部分13,14固定在一起后,叠片部分13的其中之一的安装区域15上的第二叠片边缘部分30形成了引导装置,另一叠片部分14安装区域16上的另一个第二叠片边缘部分30限定了可装配在所述引导装置中的引导随动装置。在该技术方案的特定结构中,引导装置和引导随动装置的第二叠片边缘部分30形成了各自的凹槽18和凸起17的至少一部分。
在本发明的技术方案中,用于形成各叠片元件10的叠片部分13,14的相互固定产生了较大的阻力,这是因为具有带有剪切力的区域,而且叠片部分13,14之间每个安装区域15,16中的总粘结面积增加,叠片部分13,14之间的这一区域的增加减少了由于叠片10的分隔和气隙效应产生的磁损耗,其中所述气隙效应是由粘合剂的厚度产生的,安装区域中相互固定的面积越小,就会有更多的安装区域垂直于各自叠片部分13,14的轴线。通过增加有用的接触面积来补偿(例如接合区域中的较大延伸范围来促进,特别是通过图示叠片部分13,14的形状来提高有效的接触面积)由粘合剂厚度导致的间隙。
除了这些优点,由于在凹槽18和相应的凸起17中形成了引导装置和引导随动装置,因此本发明的技术方案使得叠片部分13,14更容易装配。
Claims (17)
1.一种用于形成直线电机的定子的叠片元件的环形堆,其中该直线电机具有安装在叠片元件(10)的环形堆中的管形线圈(6),每个叠片元件(10)都具有通过两个将彼此固定在一起的叠片部分(13,14)限定出的两个外轴向延伸部(12)和一个内轴向延伸部(11),从而可形成相应的叠片元件(10),每个叠片部分(13,14)都具有各自的安装区域(15,16),该安装区域具有至少一个凹槽(18),用来安装和保持设置在另一个叠片部分(13,14)安装区域(15,16)中的相应凸起(17),其特征在于,每个安装区域(15,16)都有其轮廓,它包括至少一个第一和至少一个第二叠片边缘部分(20,30),其中第一叠片边缘部分(20)是按照对准布置的,该对准至少基本平行于叠片部分(13,14)的轴向对准,第二叠片边缘部分(30)与第一叠片边缘部分(20)结合为一体,并且与第一叠片边缘部分(20)形成了一定的角度,在形成各自的叠片元件(10)时,叠片部分(13,14)的第一叠片边缘部分(20)安装并固定在另一叠片部分(13,14)的第一叠片边缘部分(20)上,在形成各自的叠片元件(10)时,叠片部分(13,14)的第二叠片边缘部分(30)固定在另一叠片部分(13,14)的第二叠片边缘部分(30)上。
2.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,至少一个第一和一个第二叠片边缘部分(20,30)限定安装区域(16)的其中之一中的至少部分凹槽(18)和另一安装区域(15)中的部分凸起(17)。
3.如权利要求2所述的环形堆,其特征在于,至少一个第一和一个第二叠片边缘部分(20,30)限定至少一个凹槽(18)和至少一个凸起(17)。
4.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,安装区域(16)的至少一个凹槽(18)具有至少一个第一和一个第二叠片边缘部分(20,30),所述第一叠片边缘部分和第二叠片边缘部分分别安装并固定在另一安装区域(15)中凸起(17)的第一和第二叠片边缘部分(20,30)上。
5.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,安装区域(16)具有至少一个通向叠片部分(14)的外部的凹槽(18)以及一个通向凹槽(18)内部的附加凹槽(18a),另一安装区域(15)上设有一个凸起(17)和一个附加凸起(17a),它们被分别装配在位于另一安装区域(16)上的凹槽(18)和附加凹槽(18a)中。
6.如权利要求5所述的环形堆,其特征在于,凹槽(18)和附加凹槽(18a)的轴线按照相同的轴向对准布置,用来组装叠片部分(13,14)。
7.如权利要求6所述的环形堆,其特征在于,至少一个凹槽(18)和相应的附加凹槽(18a)共轴。
8.如权利要求5所述的环形堆,其特征在于,附加凹槽(18a)具有两个第一叠片边缘部分(20),它们通过至少一个第二叠片边缘部分(30)结合,附加凸起(17a)具有两个第一叠片边缘部分(20),这两个第一叠片边缘部分通过至少一个第二叠片边缘部分(30)相互结合。
9.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,在固定叠片部分(13,14)时,其中一个叠片部分(13)安装区域(15)的第二叠片边缘部分(30)限定止挡部分,另一叠片部分(14)安装区域(16)上的另一第二叠片边缘部分(30)限定安装在所述止挡部分上的邻接部分。
10.如权利要求9所述的环形堆,其特征在于,止挡部分和邻接部分的第二叠片边缘部分(30)限定各自的凹槽(18)和凸起(17)的至少一部分。
11.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,在固定叠片部分(13,14)时,其中一个叠片部分(13)安装区域(15)上的第二叠片边缘部分(30)限定引导装置,另一个叠片部分(14)安装区域(16)上的另一第二叠片边缘部分(30)限定装配在所述引导装置中的引导随动装置。
12.如权利要求11所述的环形堆,其特征在于,引导装置和引导随动装置的第二叠片边缘部分(30)限定各自的凹槽(18)和凸起(17)的至少一部分。
13.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,各个安装区域(15,16)上的凹槽(18)和凸起(17)占据了相应叠片部分(13,14)的整个宽度。
14.如权利要求13所述的环形堆,其特征在于,各个安装区域(15,16)上的凹槽(18)和凸起(17)只占据了相应叠片部分(13,14)的部分宽度。
15.如权利要求14所述的环形堆,其特征在于,各个安装区域(15,16)上的凹槽(18)和凸起(17)占据了相应叠片部分(13,14)宽度的中间区域。
16.如权利要求1所述的环形堆,其特征在于,两个叠片部分(13,14)的安装区域(15,16)相互固定在一起,并容纳固定装置。
17.如权利要求16所述的环形堆,其特征在于,所述固定装置由粘结材料限定。
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