專利名稱：加工用于電機的機器構件的構件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于加工機器構件的構件，用于構造電機，其中所述機器構件具有齒，圍繞齒要設置線圈。
背景技術：
電機通常具有機器構件例如以定子和轉子的形式。尤其在同步電機中定子具有定子齒，它們被線圈包圍。在其它電機類型中動子也可以配有動子極，它們支承相應的動子線圈。
存在不同的附件，用于使線圈安置在機器構件的齒上。尤其在旋轉的內轉子電機中將線圈安置在兩個相鄰定子齒之間的槽里面是困難的，因為其齒在基本圓柱形定子的旋轉軸線方向上向內指向，因此槽開口相對較小。這種效應還由此得到增強，即在向內指向的定子齒端部上設有齒頂，它們使向內指向的定子齒端部在圓周方向上加寬。由此在相互對置的齒頂端部上僅僅保留窄的間隙，它正好這樣大地選擇，使繞組可以加入到槽里面。
尤其在執行針繞線時(其中導引導線的針圍繞一個或者多個定子齒移動，用于加入繞組)需要最小工作空間，由此限制在槽內部的由繞組導線占據的橫截面與槽整個橫截面積的比例。這個比例也稱為槽填充度。槽填充度主要決定電機可達到的緊湊性。
為了簡化機器構件的齒的繞線，由現有技術已知許多方法。例如已知多體地構成定子，用于簡化定子齒的繞線。例如可以使單個定子扇形段在組裝前繞線成環形的定子。在其它情況下定子齒不通過齒頂構成并且只有在繞線定子齒以后才放置齒頂。此外已知，繞線基本帶狀的配有定子齒的定子部件并接著將帶彎曲成圓柱形的定子，由此使繞線的定子齒指向定子內部。
所有這些方法的缺陷是，在單個齒繞線以后還需要其它費事的加工步驟，用于完成繞線的定子。此外多體的定子結構或者存在連接位置可能在定子中實現增加磁阻的部位，這對于在定子中所需的磁回路是不利的并且起到降低通過這種定子構成的電機效率的作用。發明內容
因此本發明的目的是，提供用于構造電機的定子或動子的機器構件供使用，它避免現有技術的缺陷并且能夠實現安置在機器構件上的齒的更好繞線性。
這個目的通過如權利要求1所述的用于加工用于構造電機的機器構件的構件以及通過如附屬權利要求所述的機器構件、電機、用于加工用于電機的機器構件的方法得以實現。
其它有利的擴展結構在從屬權利要求中給出。
按照第一方面規定用于加工機器構件、尤其是定子的構件，用于構造電機。該構件包括-基體；-多個齒，所述齒在布置方向上設置在所述基體上并且所述齒設置用于配備線圈；其中所述基體在每兩個齒之間具有一個或者多個壓縮部位。
上述機器構件的思想在于，使這種機器構件圓柱形地配有與所期望的尺寸相比加大的直徑，由此使向內指向的齒總體上并且首先在其向內指向的端部上具有相互間加大的距離，由此可以更簡單地執行繞線，例如借助于針技術。要繞線的槽具有更大的橫截面積， 由此加大用于繞線裝置、例如用于繞線針的工作空間并且可以加入更多匝圈數量。所述機器構件在其殼體上配有壓縮部位，由此在齒繞線以后使外周體通過施加適合的、例如徑向向內作用的力變形。由此壓縮壓縮部位并且減小機器構件的半徑。
可以規定，所述壓縮部位借助于接臂構成，它基于齒的布置方向具有減小的橫截面并且傾斜于布置方向。
此外所述接臂通過兩個或多個相互傾斜于所述布置方向對置的凹陷、尤其是V形的凹陷構成，它們垂直于所述布置方向延伸。
按照一種實施例所述基體圓柱形地構成，其中對每個齒配屬基體的一個扇形段， 它與相鄰扇形段分別通過壓縮部位連接。
按照另一方面規定機器構件，它借助于上述的構件制成，其措施是在繞線以后通過施加力壓縮壓縮部位。
按照另一方面規定一種用于構造機器構件、尤其是定子的方法，用于構造電機。該方法包括下面的步驟-繞線上述構件的一個或者多個齒； -施加力，由此壓縮一個或者多個壓縮部位。
按照另一方面規定一種用于構造機器構件、尤其是定子的方法，用于構造電機。該方法包括下面的步驟-繞線上述構件的一個或者多個齒；-施加力，由此壓縮一個或者多個壓縮部位，其中所述力在徑向上向內對準基體的每個扇形段。
下面借助于附圖詳細解釋本發明的優選實施例。附圖中圖1簡示出加入繞組到用于內轉子電機的定子的兩個定子齒之間的槽里面， 圖2示出在繞線定子齒之前的定子橫截面圖， 圖3示出圖2的定子在繞線定子齒以后的橫截面圖， 圖4示出定子與繞線的定子齒在變形后的橫截面圖。
具體實施方式
圖1簡示出具有定子體2的定子結構1的橫截面圖，定子體基本圓柱形地構成。該定子體2是空心圓柱形的并且具有向內指向的定子齒3。所述定子齒3基本均勻地設置定子體2的內圓周上并且最好具有相同的徑向長度。定子齒3的向內指向的端部配有齒頂9， 它們在圓周方向在兩側在切向突出于定子齒3的寬度并且確定內輪廓，內輪廓基本具有圓柱形外周面扇形段的形狀。
為了清晰，借助于針繞線裝置5簡示出繞線定子齒3的過程。該針繞線裝置5包括繞線針6，在其中穿過繞線導線7，它通過圍繞一個或者多個定子齒3導引針繞線到定子齒上。為了導引繞線針6必需在齒頂9的相互面對的側面端部之間保留足夠的中間空間8， 由此使針繞線裝置5可以在槽4內部導引繞線針6。
通過繞線針6的工作范圍限制可達到的填充度。為了最佳地充分利用供使用的槽橫截面積現在規定，在繞線定子齒3期間加大槽開口和槽橫截面積并且使它們在結束繞線過程以后對于所有的齒變小，由此一方面減小相鄰齒頂之間的距離，另一方面減小位于其間的槽橫截面積，用于改善填充度系數，它主要地決定電機的緊湊性。
此外加大的槽橫截面積和加大的槽開口能夠實現可最佳影響的線圈結構，因為用于繞線針6的所有槽部位都可以良好地接觸到。此外對于大的槽橫截面積和大的槽開口能夠放入預制成的分繞組或總繞組，否則在太窄的槽開口時不能實現這一點。
在圖2中簡示出定子體11，它與要加工的繞線定子相比具有加大的直徑。所述定子體11如上所述基本上空心圓柱形地通過基本圓形的橫截面構成。所述定子體11的形狀僅僅由于規定的壓縮部位12偏離圓柱形的形狀，在壓縮部位可以壓縮定子體11。
所述定子體11最好是一體的，但是具有齒扇形段1，它們分別具有定子齒13。在相鄰定子齒13之間分別設置一個壓縮部位12。該壓縮部位12在繞線前和繞線期間處于伸展的狀態。所述壓縮部位12能夠使定子齒13以較大的距離相互設置，由此可以加大槽開口 14并加大槽15的橫截面面積，用于易于繞線或加入線圈。
所述壓縮部位12例如可以借助于V形的凹陷16構成，它們在圓柱形定子體11的軸向上延伸。在所示的實施例中存在三個V形的凹陷16，它們這樣相互設置，使得在相鄰定子齒扇形段之間形成基本V形的接臂部位15。該V形接臂部位15能夠實現方便的彎曲并由此實現定子體11在切向上的壓縮，因為材料橫截面在這個位置上減小。
具體地說，兩個相鄰的V形凹陷16在兩個定子齒13之間位于定子體11內側面上。 V形凹陷16在軸向上基本在整個定子體11上延伸。在定子體11的內側面上的兩個V形凹陷16之間在外側設有另一 V形凹陷16，它導致形成V形的接臂部位15。盡管在所述實施例中V形凹陷16的數量為三個，但是也可以使壓縮部位通過兩個或多于三個V形的凹陷 16構成。所述壓縮部位也可以以其它方式存在。但是重要的是，在力作用時所述壓縮部位盡可能在切向上壓縮并且盡可能不允許在徑向上的相互移動。
在圖3中示出在繞線以后的定子1的橫截面圖。為了簡化僅僅示出兩個定子線圈 17 ；但是在正常情況下規定，每個定子齒13或至少每隔一個定子齒13繞線。借助于標準技術、例如借助于針技術實現繞線。大的槽橫截面積和大的槽開口對于繞線針6給出許多空隙空間并由此可以可靠且快速地執行定子齒13繞線。同時可以達到定子線圈17的高度有序度。備選地代替借助于繞線技術繞線也可以將預制成的定子線圈17以相應的形狀體放置在定子齒13上。
如圖4所示，在繞線后使定子體11通過徑向變形過程在直徑上減小。為此最好在所有定子齒扇形段上在壓縮部位12之間施加徑向向內的力，由此使壓縮部位12彎曲并且允許在切向上的壓縮。如果事先還在定子體11中存在V形的切口，則它們在這個過程以后由于壓縮完全消失，由此產生定子體11的封閉環形表面。
因為定子體11用于形成定子齒13的磁回路，必需這樣規定V形凹陷16，使它們在所需的壓縮以后基本上完全消失，即V形切口的兩個側面要完全相互貼靠。
在為了減小定子體11外圓周而變形以后呈現具有高度自穩定性的定子體。同時使所述定子齒13相互靠近地運動，由此使槽橫截面積和槽開口減小。通過減小在已經繞線狀態中的槽橫截面積，壓縮線圈的單個匝圈，由此可以提高填充度系數。這導致明顯改善通過所述定子10構成的電機的緊湊性。為了固定定子體11還可以規定，將它們裝配在支承環里面(未示出)，支承環可以擠壓或收縮支承環。
可以規定，在繞線單個定子齒13前使它們配有絕緣遮蔽件，這樣成形絕緣遮蔽件，使它們在變形后為了減小定子直徑同時產生槽封閉，使異物不能擠入到槽里面。由此可以降低短路隱患。例如可以使這些絕緣遮蔽件分別具有形狀，該形狀具有徑向上突出的接臂，由此使接臂比定子齒13的齒頂更多地伸進槽里面。盡管這減小了用于繞線的槽開口， 但是還保留變形后提高填充度系數的優點。兩個相鄰的絕緣遮蔽件也可以包括相互面對的接臂，它們作為突出的輪廓在變形時相向運動并由此可以完全封閉槽。
上述方法與由單個齒扇形段構造定子體11的方案相比的優點是，可以借助于繞線裝置進行單個定子線圈布線。與由扁平疊片形成的定子體(它為了形成定子而滾壓)相比的優點是，以上述方法加工的定子體具有對稱的材料應力狀態。由此在變形過程以后可以達到更好的圓度。此外在上述定子體11中不存在對磁流產生不利影響的分開位置。
權利要求
1.用于加工機器構件、尤其是定子的構件，用于構造電機，包括 -基體(11)；-多個齒(13)，所述齒在布置方向上設置在基體(11)上并且所述齒設置用于配備線圈；其中所述基體(11)在每兩個齒(13)之間具有一個或者多個壓縮部位(12)。
2.如權利要求1所述的構件，其中所述壓縮部位(12)借助于接臂(15)構成，所述接臂基于齒(13)的布置方向具有減小的橫截面并且傾斜于所述布置方向。
3.如權利要求2所述的構件，其中所述接臂通過兩個或多個相互傾斜于所述布置方向對置的凹陷(16)、尤其是V形的凹陷構成，所述凹陷垂直于所述布置方向延伸。
4.如權利要求1至3中任一項所述的構件，其中所述基體(11)圓柱形地構成，其中每個齒(13)配屬基體(11)的一個扇形段，它與相鄰扇形段分別通過壓縮部位(12)連接。
5.機器構件，它借助于如權利要求1至4中任一項所述的構件制成，其措施是在繞線以后通過施加力壓縮壓縮部位(12)。
6.電機，具有如權利要求5所述的機器構件。
7.一種用于構造機器構件、尤其是定子的方法，用于構造電機，具有下面的步驟 -繞線如權利要求1至4中任一項所述的構件的一個或者多個齒；以及-施加力，由此壓縮一個或者多個壓縮部位(12)。
8.一種用于構造機器構件、尤其是定子的方法，用于構造電機，具有下面的步驟 -給如權利要求4所述的構件的一個或者多個齒(13)繞線；-施加力，由此壓縮一個或者多個壓縮部位(12)，其中所述力在徑向上向內對準基體 (11)的每個扇形段。
全文摘要
本發明涉及用于加工機器構件、尤其是定子的構件，用于構造電機，包括-基體(11)；-多個齒(13)，所述齒在布置方向上設置在基體(11)上并且所述齒設置用于配備線圈；其中所述基體(11)在每兩個齒(13)之間具有一個或者多個壓縮部位(12)。
文檔編號H02K15/02GK102545410SQ201110361019
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優先權日2010年11月16日
發明者M.胡貝爾, R.施密特, S.馬克 申請人:羅伯特·博世有限公司