CN204706974U - 用于伦德尔式旋转电机的转子的极轮 - Google Patents

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H.德莉亚恩
P.Y.比尔特里斯特
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Abstract

一种用于伦德尔式旋转电机的转子的极轮，其完全通过锻造获得，且包括中央芯部；在极轮的圆周处均匀分布的多个极爪，所述极爪大致平行于极轮的中央轴线延伸且包括磁体容置槽和磁体唇部(101)；和板形成环形部分，在形成所述极爪的基部的部分和中央芯部之间延伸。根据本实用新型，在磁体唇部(101)的基部处的极轮包括间隙形成槽(110)，所述间隙形成槽位于磁体唇部(101)和磁体容置槽的两个垂直平面(E、G)之间的交叉部附近。

Description

用于伦德尔式旋转电机的转子的极轮
技术领域
本实用新型总体涉及意图用于伦德尔式旋转电机的转子的锻造极轮，诸如机动车辆交流发电机或交流发电机-起动器。本实用新型更特别地涉及用于配备有极间永磁体的转子的极轮。
背景技术
已知的实践是在用于爪极式交流发电机的极轮的制造中采取锻造操作。
配备有极间永磁体的转子需要在极轮的爪中形成磁体容置槽和磁体唇部。在当转子转动时永磁体经受离心力效应的情况下，磁体唇部将永磁体保持在位。
已知的实践是，使用在已经获得锻造极轮之后执行的加工操作来产生磁体容置槽和磁体唇部。在用于制造极轮的工业过程中，该加工操作具有增加部件的成本和制造时间的缺陷。
US7,676,902B2描述了一种制造极轮的方法，在该方法中，消除了加工磁体容置槽的操作。极轮仅使用锻造操作获得。磁体容置槽和磁体唇部通过热锻造而预成型。冷锻造工具则用于完成槽和唇部，以及设置在极轮的爪中的倒角部。这些冷锻造工具被径向地促动，即沿极轮的半径。
实用新型内容
本实用新型的目标是提供一种极轮，其设计允许磁体容置槽和磁体唇部以不同于使用现有技术的上述方法的方式被锻造。
根据本实用新型的极轮意图用于伦德尔式旋转电机的转子。极轮完全通过锻造获得，且包括中央芯部；在极轮的圆周处均匀分布的多个极爪，所述极爪大致平行于极轮的中央轴线延伸且包括磁体容置槽和磁体唇部；板形成环形部分，在形成极爪的基部的部分和中央芯部之间延伸。根据本实用新型，在磁体唇部的基部处的极轮包括间隙形成槽，所述间隙形成槽位于磁体唇部和磁体容置槽的两个垂直平面之间的交叉部附近。
根据本实用新型的一个特定特征，所述间隙形成槽被包括在尺寸3mm x3mm的方形内，并在所述两个垂直平面之间的所述交叉部处居中。
根据本实用新型的另一特定特征，极轮包括多个储藏部，所述储藏部形成在形成极爪的基部的所述部分中。
位于极爪的基部处的这些储藏部提供了在冷锻造打击期间用于材料墩煅(upset)的空间，且使得部件可完全通过锻造制造，其中冷锻造沿轴向方向。
根据又一特定特征，每一个极爪有两个储藏部。
根据又一特定特征，所述储藏部定位为在极爪的每一侧上有一个储藏部。
根据又一特定特征，储藏部设定在所示板形成环形部分的内表面之下。
附图说明
本实用新型的其他特征和优势将从阅读本实用新型的一个实施例的一下描述而变得显而易见，上述实施例由以下示出：
图1是示出机动车辆交流发电机的爪极式转子的视图；
图2是配备有永磁体的极轮的透视图，其包括在图1的转子中；
图3a至3d示出在热锻造步骤中逐渐形成基本极轮；
图3e示出在热锻造步骤结束时获得的图3d的基本极轮的截面；
图4a至4c涉及冷锻造步骤：
图4a是在冷锻造步骤中使用的模具的横截面视图；
图4b是在冷锻造步骤结束时获得的根据本实用新型的极轮的透视图；
图4c示出图4b的极轮的爪的截面；和
图5a至5d示出根据本实用新型的极轮及其实施例细节；
图5a是根据本实用新型的极轮的放大描绘图；
图5b是示出设置在根据本实用新型的极轮的极爪的基部处的储藏部的局部透视图；
图5c是示出在磁体唇部和磁体容置槽的爪的尖端处的构造的局部透视图；和
图5d和5e是示出形成位于磁体唇部的基部处的间隙的槽的示意性截面图。
具体实施方式
现在将特别地参考图1和2描述伦德尔式旋转电机的转子和极轮，该电机也称作爪极电机。
如图1所示的，伦德尔式旋转电机的转子1主要包括两个极轮10和11、极间永磁体12、激励线圈(未示出)、轴13、换向器14、和用于冷却电机的两个风扇15a、15b。
极轮10、11安装在轴13上，以使得它们各自的爪10g、11g在彼此之间搁置并形成南(S)和北(N)磁极的交替。这些S和N磁极通过供应电流至激励线圈而制成，所述激励线圈插在极轮10和11的中央芯部107(图2)中。激励线圈经由换向器14供电。板形成部分109(图2)存在于爪10、11的基部和中央芯部107之间，并允许用于被激励线圈占据的空间。
极间磁体12被容置在极轮10、11的N和S爪之间留出的空间中。在图1中已经描绘的转子1的特定实施例中，爪之间的全部空间被磁体12占据。在其他形式的实施例中，磁体12仅占据爪之间的可用空间的一部分。
图2示出具有永磁体12的极轮10、11。磁体容置槽100和唇部101设置在极轮的爪10g、11g中，以允许磁体12被安装在爪之间的空间中，并且当转子1转动且离心力的作用施加时被保持在位。
磁体倒角部102、空气动力学倒角部103和平衡倒角部104也设置在爪10g、11g中。磁体倒角部102形成在爪10g、11g的纵向边缘的任意侧上，如图2中所示。空气动力学倒角部103和平衡倒角部104在图1中可见。
现在更特别地关于图3a至3e和4a至4c描述用于制造根据本实用新型的极轮的锻造方法。
锻造方法包括两个主要步骤，即，热锻造步骤，之后是冷锻造步骤。
热锻造步骤允许其中已经形成有倒角部102、103和104的基本极轮10B(图3d)从之前压缩的铁坯F(图3a)获得。在该步骤EC期间，不创建磁体唇部或槽预成型件。
以常规方式，热锻造步骤包括创建坯料EE(图3b)的操作、精加工操作EF(图3c)和将基本极轮10B轮廓周围的多余材料SM(图3d)去除的操作。
在热锻造步骤结束时，爪10g、11g形成有倒角部102、103和104。图 3e中示出了通过爪10g、11g的沿剖线AA(图3d)的横截面。
冷锻造步骤的最终结果是创建用于磁体12的磁体容置槽100和唇部101。为此，槽创建在爪10g、11g下方，在其纵向边缘处。使用图4a中所示的模具MA，通过两个连续的冷镦操作，借助对材料进行墩煅而创建这些槽。
如图4a中所示的，模具MA由下部模具MAi和上部模具MAs形成。
基本极轮10B被布置在下部模具MAi的对应形状中，其中爪面朝上。
上部模具MAs支承具有磁体容置槽100和唇部101的爪10g、11g的确定形状。
下部模具MAi和上部模具MAs之间的分割线上的开口Ov设置用于闪火(flash)。开口Ov具有0.1L至L之间的尺寸，其中L是板109(图5a)的厚度。通常，取决于应用，开口Ov具有0.1mm至6mm之间的尺寸。
竖直压力施加至模具MA，直到上部模具MAs和下部模具MAi沿分割线接触彼此。材料在模具中被墩煅成设置用于该目的的预成型件。固定反压力施加至磁体倒角部102、空气动力学倒角部103和平衡倒角部104和/或部件的铁直径。取决于应用，倒角部102、103和104被定形和/或保持。
冷锻造操作在两个连续的打击中执行，取决于应用而具有相同或不同的压力，通常在150至1500公吨之间。
将围绕极轮10、11轮廓周围的多余材料去除的操作在冷锻造操作之后执行。极轮10、11的制造随后完成，且该轮包括先前在热锻造步骤期间获得的倒角部102、103和104以及磁体容置槽100和唇部101。图4c中示出了通过爪10g、11g的沿剖线BB(图4b)的横截面。
现在参考图5a至5d描述极轮10、11的实施例细节。
如图5a和5b所示，储藏部105设置在极轮10、11的每一个爪10g、11g的基部处。每一个爪10g、11g有两个这些储藏部105，且这些储藏部105位于其两侧。将在图5b中注意到，储藏部105设定在极轮10、11的板形成部分109的大致环形内表面106之下。板形成部分109被包括在极轮10、11的中央芯部107和爪10g、11g的基部之间。
在根据本实用新型的极轮中需要位于爪10g、11g的基部处的这些储藏部105，因为它们允许该极轮通过实施如上文刚刚描述的锻造方法而被制造。具体地，储藏部105提供在冷锻造步骤的两个连续打击期间用于材料墩煅的 空间，且因此使得部件能够完全通过锻造制造，其中冷锻造沿轴线方向。
本实用新型的主体已经实施了测试，且表明了根据本实用新型的极轮10、11的以下详细描述的一些特定特征，尤其是在唇部101承受离心力的机械能力方面。
参考图5d和5e，间隙形成槽110设置在唇部101的基部处。该槽110在其边角处提供用于安装磁体12的间隙。优选地，间隙形成槽110被包含在尺寸大致3mm x 3mm的方形SQ内，且在磁体容置槽100和磁体唇部101的垂直平面E和G的交叉部居中，如图5d中所示。
还将注意到，除图5e中描绘的形状之外的形成可被选择用于间隙槽110。优选地，这些其他形状将仍被容纳在方形SQ内。
参考图5c，沿爪10g、11g的整个长度，从其基部至其尖端(图5c中所示)，爪10g、11g的厚度E与唇部101的厚度e之间的比值e/E需要落入e/E＝0.5至e/E＝1之间。

Claims (6)

1.一种用于伦德尔式旋转电机的转子(1)的极轮(10、11)，所述极轮(10、11)完全通过锻造获得，且包括中央芯部(107)；在极轮(10、11)的圆周处均匀分布的多个极爪(10g、11g)，所述极爪(10g、11g)大致平行于极轮(10、11)的中央轴线(X)延伸且包括磁体容置槽(100)和磁体唇部(101)；和板形成环形部分(106)，该板形成环形部分(106)在形成所述极爪(10g、11g)的基部的部分和中央芯部(107)之间延伸，其特征在于，在磁体唇部(101)的基部处，所述极轮包括间隙形成槽(110)，所述间隙形成槽位于磁体唇部(101)和磁体容置槽(100)的两个垂直平面(E、G)之间的交叉部附近。
2.根据权利要求1所述的极轮，其特征在于，所述间隙形成槽(110)被包括在尺寸3mm x 3mm的方形(SQ)内，并在所述两个垂直平面(E、G)之间的所述交叉部处居中。
3.根据权利要求1或2所述的极轮，其特征在于，其包括多个储藏部(105)，所述储藏部形成在形成所述极爪(10g、11g)的基部的部分中。
4.根据权利要求3所述的极轮，其特征在于，每一个极爪(10g、11g)有两个所述储藏部(105)。
5.根据权利要求3所述的极轮，其特征在于，所述储藏部(105)定位为在所述极爪(10g、11g)的每一侧上有一个储藏部。
6.根据权利要求3所述的极轮，其特征在于，所述储藏部(105)设定在所示板形成环形部分的内表面(106)之下。
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