電機的轉子和轉子區段的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種旋轉電機(1)的轉子(3)的轉子區段(13)。轉子區段(13)包括至少一個構造為柱體的區段板疊(14)，柱體具有垂直于轉子(3)的轉子軸線的基礎面(15)和垂直于基礎面(15)的周面(17)，該區段板疊由多個沿著平行于轉子軸線的軸向方向堆疊的、形狀相同的區段疊片(19)組成。在此，基礎面(15)具有帶有轉子軸線側的第一輪廓部段(25)的基礎面輪廓，該第一輪廓部段具有至少一個基本上球形的支承部段(29)。
【專利說明】
電機的轉子和轉子區段
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種旋轉電機的轉子的轉子區段和一種旋轉電機的轉子。
【背景技術】
[0002]特別地，本發明涉及電機的轉子，轉子的疊片組由各個轉子區段的疊片組區段組成，其中每個疊片組區段構造為由多個單獨的區段疊片組成的區段板疊并且布置在轉子的疊片組載體的載體表面上。這種疊片組區段與電機的轉子和定子之間的氣隙或疊片組載體的半徑相匹配。典型地，這種疊片組區段平面地抵靠在載體表面上，使得板疊區段的橫截面的載體表面側的輪廓的曲率與氣隙或疊片組載體的半徑對應一致。這對于每個半徑而言相應地要求獨特的輪廓。例如借助于激光切割設備剪裁出組成這種疊片組區段的區段疊片，其中區段疊片的輪廓匹配于相應的載體表面的半徑。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提出一種旋轉電機的轉子的改進的疊片組區段和一種旋轉電機的改進的轉子。
[0004]根據本發明，關于轉子區段的目的通過權利要求1的特征實現并且關于轉子的目的通過權利要求13的特征實現。
[0005]本發明的有利的設計方案是從屬權利要求的主題。
[0006]旋轉電機的轉子的根據本發明的轉子區段包括至少一個構造為柱體的區段板疊(Segmentblechstapel)，柱體具有垂直于轉子的轉子軸線的基礎面和垂直于基礎面的周面，區段板疊由多個沿著平行于轉子軸線的軸向方向堆疊的、形狀相同的區段疊片組成。在此，基礎面具有基礎面輪廓，該基礎面輪廓由轉子軸線側的第一輪廓部段、與第一輪廓部段相對置的第二輪廓部段和兩個第三輪廓部段組成，第三輪廓部段分別將第一輪廓部段的一個端部與第二輪廓部段的一個端部彼此連接，其中第一輪廓部段具有至少一個基本上球形的支承部段。
[0007]在此通常將柱體理解為如下的體部，該體部的體積是在平行移動平面的、連續的基礎面時掃過的空間區域。在此，基礎面不受進一步限制，即基礎面能夠具有任意的基礎面輪廓和孔。在此，將基礎面輪廓理解為基礎面的外邊緣的輪廓，而不是可能存在的孔的輪廓。將基礎面輪廓的球形的部段理解為凸形的、即向外拱起的部段。
[0008]柱形轉子區段的基礎面的轉子軸線側的輪廓部段的球形實施方案有利地實現了將轉子區段無問題地布置在不同半徑的柱形的疊片組載體處，因為轉子區段的支承面不必匹配于相應的疊片組載體的半徑。由此能夠由相同類型的轉子區段組成用于具有不同半徑的疊片組載體的疊片組(Blechpakete)。相對于制造匹配于相應的疊片組載體的半徑的轉子區段，這簡化了轉子區段的制造并降低了制造成本。特別地，組成區段板疊的區段疊片能夠以高的件數制造，由此借助于沖壓工具有利于制造，該制造由此例如相對于借助激光切割設備的制造顯著地降低了成本。此外，沖壓工具的應用實現了區段疊片的高精度的制造，該制造顯著地簡化了區段疊片的進一步加工。
[0009]本發明的一個設計方案提出，每個區段板疊在轉子軸線側具有用于容納槽塊的平行于轉子軸線延伸的槽。
[0010]這有利地實現了借助于槽塊將轉子區段固定在疊片組載體處。
[0011]本發明的上述設計方案的改進設計方案提出，每個第一輪廓部段剛好具有兩個基本上球形的支承部段，在支承部段之間存在中間部段，中間部段界定了槽的橫截面。優選地，每個支承部段在此從中間部段延伸至第三輪廓部段。
[0012]該設計方案是尤其有利的，因為基礎面輪廓在槽的兩側實施成球形，使得對于具有不同半徑的載體表面在槽的或槽塊的兩側形成各一個支承面，并且因此得到轉子區段在疊片組載體處的穩定布置。
[0013]本發明的另一設計方案提出，至少一個支承部段具有多個凹形的子部段。優選地，至少一個支承部段的子部段在此如下地構造，使得每兩個子部段中的更靠近第三輪廓部段的子部段具有更大的曲率。
[0014]換而言之，該設計方案提出，在球形支承部段處設有子結構，該子結構具有多個凹形的子部段。由此，能夠有利地進一步提高轉子區段在疊片組載體處的支承面，因為對于載體表面的不同半徑而言支承部段的區域的各兩個區域能夠抵靠在載體表面處。
[0015]本發明的另一設計方案提出，至少一個支承部段具有多個直的子部段。
[0016]通過本發明的該設計方案也能夠進一步提高轉子區段在疊片組載體處的支承面，因為對于載體表面的不同的半徑而言支承部段的對應于子部段的區域分別能夠平面地抵靠在載體表面處。
[0017]本發明的另一設計方案提出，至少一個區段板疊的每兩個相鄰的區段疊片彼此粘接。
[0018]由此，區段疊片穩定地拼接成區段板疊。
[0019]本發明的一個設計方案提出，至少一個區段板疊具有平行于轉子軸線的凹陷部，該凹陷部在區段板疊的整個長度上延伸。
[0020]這種凹陷部有利地實現，為了緊固區段板疊的區段疊片而引導緊固元件穿過區段板置。
[0021]本發明的另一設計方案提出，在每個區段板疊的周面的與轉子軸線相對置的一側上布置有兩個通過平行于轉子軸線延伸的中間空間而彼此隔開的永磁體。
[0022]由此，轉子區段能夠相應地雙磁極地實施并且組合成更高極對數的單元。
[0023]本發明的另一設計方案設有至少兩個區段板疊，區段板疊通過填料彼此連接并且相對于彼此在空間上固定，從而區段板疊的基礎面位于共同的平面中并且區段板疊的周面位于該平面的同一側上。在此，填料例如是聚氨酯。
[0024]因此本發明的該設計方案提出，借助于填料將多個區段板疊連接成轉子區段。這種轉子區段相對于具有僅一個區段板疊的轉子區段簡化了轉子區段的裝配和運輸。
[0025]旋轉電機的根據本發明的轉子包括具有圓柱形的載體表面的疊片組載體和疊片組，載體表面的柱體軸線與轉子的轉子軸線重合，疊片組由多個根據本發明的轉子區段的區段板疊組成。在此，轉子區段彼此并排地布置在疊片組載體的載體表面處，使得全部轉子區段的區段板疊的基礎面垂直于轉子軸線并且分別利用至少一個支承部段抵靠在疊片組載體處。
[0026]由于上述原因，這種轉子的疊片組能夠有利地由轉子區段組成，轉子區段的形狀盡可能與載體表面的半徑無關。
【附圖說明】
[0027]本發明的上述屬性、特征和優點以及如何實現這些的方式和方法結合以下根據附圖詳細闡述的對實施例的描述更清楚易懂。在此示出:
[0028]圖1以前示圖示出旋轉電機的一部分，
[0029]圖2示出轉子區段的第一實施例的透視圖，
[0030]圖3以前視圖示意地示出轉子區段的第二實施例，
[0031 ]圖4示出轉子區段的第三實施例的透視圖，
[0032]圖5以前視圖示意地示出在圖4中所示的轉子區段的第三實施例，和
[0033]圖6以前視圖示意地示出轉子區段的第四實施例。
【具體實施方式】
[0034]彼此相應的部件在全部附圖中設有相同的參考標號。
[0035]圖1以前示圖示出旋轉電機I的一部分。旋轉電機I具有轉子3和定子5。轉子3包括具有圓柱形的載體表面9的疊片組載體7和疊片組11，載體表面的柱體軸線與轉子3的垂直于圖1的繪圖平面的轉子軸線重合，疊片組由多個轉子區段13的區段板疊14組成。
[0036]圖2示出轉子區段13的第一實施例的透視圖。轉子區段13包括區段板疊14，該區段板疊構造為柱體并且由多個沿著平行于轉子軸線的軸向方向堆疊的、形狀相同的區段疊片19組成，柱體具有垂直于轉子軸線的基礎面15和垂直于基礎面15的周面17。區段板疊14的每兩個相鄰的區段疊片19彼此粘接。
[0037]區段板疊14在轉子軸線側具有軸向的、即平行于轉子軸線延伸的、用于容納槽塊23 (Nutenstein)的槽21，借助于該槽塊以已知的方式、例如借助于通過槽塊23引入到疊片組載體7中的螺栓元件，將轉子區段13固定在疊片組載體7處。每個槽21具有T形輪廓，其中槽21的槽底形成T形的橫梁。每個槽塊23具有與該輪廓相對應的T形橫截面，使得槽塊23能夠移入到槽21中或者區段板疊14能夠移動到槽塊23上。
[0038]基礎面15具有基礎面輪廓，該基礎面輪廓由轉子軸線側的第一輪廓部段25、與第一輪廓部段25相對置的第二輪廓部段26和兩個第三輪廓部段27組成，第三輪廓部段分別將第一輪廓部段25的一個端部與第二輪廓部段26的一個端部彼此連接。第一輪廓部段25具有兩個球形的支承部段29，在支承部段之間存在中間部段31，該中間部段界定了槽21的橫截面，并且支承部段分別從中間部段31延伸至第三輪廓部段27中的一個。
[0039]區段板疊17還具有兩個與轉子軸線平行的凹陷部33，凹陷部在區段板疊17的整個長度上延伸并且構造用于分別容納(未示出的)一個緊固元件，該緊固元件穿引過凹陷部33從而緊固板區段疊片19。
[0040]轉子區段13還包括兩個方形的永磁體35，永磁體布置在區段板疊14的板疊周面17的與轉子軸線相對置的一側處并且通過軸向延伸的中間空間37彼此隔開。在此，永磁體35的非同名的磁極沿著中間空間37相對置。為了定位永磁體35，板疊周面17的與轉子軸線相對置的側具有居中和軸向延伸的中間接片39和兩個分別沿著軸向邊緣延伸的邊緣接片41。每個永磁體35插入到在中間接片39和邊緣接片41中的一個之間的板疊周面17的插入區域中。在這些插入區域的每一個中都延伸有三個軸向隆起部43，在該隆起部上放置永磁體35中的一個。由此，在隆起部43之外在永磁體35和相應的插入區域之間產生粘接間隙45，粘接劑相應地位于該粘接間隙中，借助于該粘接劑將永磁體35粘接到板疊周面17處。
[0041]轉子區段13分別彼此并排地布置在板狀載體7的載體表面9處，使得全部轉子區段13的區段板疊14的基礎面15垂直于轉子軸線并且分別利用轉子區段的支承部段29抵靠在疊片組載體7處。在此，每兩個相鄰的轉子區段13如下地指向，從而轉子區段的彼此并排的永磁體35具有朝向彼此的非同名的磁極。
[0042]在制造轉子區段13時，首先例如借助于沖壓工具制造區段疊片19并且粘接成區段板疊14。隨后，將永磁體35粘接到區段板疊14上。
[0043]圖3以前視圖示意地示出轉子區段13的第二實施例。該轉子區段13包括三個區段板疊14，區段板疊分別如圖1中示出的第一實施例的區段板疊14那樣地構造并且像那樣地承載各兩個永磁體35。三個區段板疊14和永磁體35通過填料47彼此連接并且相對于彼此在空間上固定，使得區段板疊的基礎面15位于共同的平面中并且區段板疊的周面17位于該平面的同一側上。在此，填料47包圍永磁體35和在區段板疊14的槽21與第二輪廓部段26之間的區段板疊14的部分區域。填料47例如是聚氨酯。轉子區段13類似于圖1地彼此并排地布置在轉子3的疊片組載體7的載體表面9處，以便形成轉子3的疊片組U。轉子區段13的區段板疊14的相對位置與載體表面9的半徑匹配。
[0044]在制造轉子區段13時，首先例如借助于沖壓工具沖壓的區段疊片19拼接成區段板疊14。然后，區段板疊14分別裝配兩個永磁體35。轉子區段13的具有永磁體35的區段板疊14插入到鑄模中，鑄模的形狀和大小對應于轉子區段13的區段板疊14的數量和區段板疊的相對位置，并且在鑄模中以填料47澆鑄。
[0045]代替圖3中示出的具有三個區段板疊14和六個永磁體35的轉子區段13，類似地也能夠將其他數量的區段板疊14和雙倍于該數量的永磁體35通過填料47連接成轉子區段13。
[0046]圖4和5示出轉子區段13的第三實施例。在此，圖4示出透視圖并且圖5示出前視圖。
[0047]圖4和5中示出的轉子區段13的實施例與圖1中示出的實施例的區別在于:兩個支承部段29雖然還基本上球形地構造，但是分別具有多個凹形的子部段49。在此，每個支承部段29的子部段49優選地構造用于，使得每兩個子部段49中的更靠近第三輪廓部段27的子部段49具有更大的曲率，使得每個支承部段29的子部段49的曲率從中間部段31起朝向相應鄰接的第三輪廓部段27增加。圖5和6示出具有子部段49的強烈夸大地示出的曲率的支承部段29，因為支承部段29的實際視圖幾乎不能與純球形的輪廓相區別。
[0048]圖6以前視圖示出轉子區段13的第四實施例。圖6中示出的轉子區段13的實施例與圖4和5中示出的實施例的區別在于，支承部段29具有直的而非凹形的子部段49。每兩個相鄰的子部段49在輕微不同的方向上延伸，即彼此間形成輕微(nicht verschweindenden)角度，使得每個支承部段29基本上球形地構造。圖6僅示意地示出轉子區段13的第四實施例，其具有少量的子部段49和在相鄰的子部段49之間的大的角度。在第四實施例的優選的實現方案中，支承部段29分別具有更大數量的子部段49和在相鄰的子部段49之間更小的角度，然而支承部段的視圖幾乎不能與純球形的輪廓相區別。
[0049]與圖3類似，也能夠將圖4至6中示出的實施例的多個裝配有各兩個永磁體35的區段板疊14通過填料47連接成更大的轉子區段13。
[0050]盡管在細節上通過優選的實施例詳細闡明和描述了本發明，但是本發明不局限于公開的實例并且本領域技術人員能夠從中推導出其他的變體方案，而不脫離本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種旋轉電機(I)的轉子(3)的轉子區段(13)，所述轉子區段(13)包括 至少一個構造為柱體的區段板疊(14)，所述柱體具有垂直于所述轉子(3)的轉子軸線的基礎面(15)和垂直于所述基礎面(15)的周面(17)，所述區段板疊由多個沿著平行于所述轉子軸線的軸向方向堆疊的、形狀相同的區段疊片(19)組成， 其中，所述基礎面(15)具有基礎面輪廓，所述基礎面輪廓由轉子軸線側的第一輪廓部段(25)、與所述第一輪廓部段(25)相對置的第二輪廓部段(26)和兩個第三輪廓部段(27)組成，所述第三輪廓部段分別將所述第一輪廓部段(25)的一個端部與所述第二輪廓部段(26)的一個端部彼此連接， 并且，所述第一輪廓部段(25)具有至少一個基本上球形的支承部段(29)。2.根據權利要求1所述的轉子區段(13)，其特征在于，每個所述區段板疊(14)在轉子軸線側具有用于容納槽塊(23)的平行于所述轉子軸線延伸的槽(21)。3.根據權利要求2所述的轉子區段(13)，其特征在于，每個所述第一輪廓部段(25)剛好具有兩個基本上球形的所述支承部段(29)，在所述支承部段之間存在中間部段(31)，所述中間部段界定了所述槽(21)的橫截面。4.根據權利要求3所述的轉子區段(13)，其特征在于，每個所述支承部段(29)從所述中間部段(31)延伸至所述第三輪廓部段(27)。5.根據前述權利要求中任一項所述的轉子區段(13)，其特征在于，至少一個所述支承部段(29)具有多個凹形的子部段(49)。6.根據權利要求5所述的轉子區段(13)，其特征在于，至少一個所述支承部段(29)的所述子部段(49)構造成，使得每兩個所述子部段(49)中的更靠近所述第三輪廓部段(27)的子部段(49)具有更大的曲率。7.根據前述權利要求中任一項所述的轉子區段(13)，其特征在于，至少一個所述支承部段(29)具有多個直的子部段(49)。8.根據前述權利要求中任一項所述的轉子區段(13)，其特征在于，至少一個所述區段板疊(14)的每兩個相鄰的所述區段疊片(19)彼此粘接。9.根據前述權利要求中任一項所述的轉子區段(13)，其特征在于，至少一個所述區段板疊(14)具有平行于所述轉子軸線的凹陷部(33)，所述凹陷部在所述區段板疊(14)的整個長度上延伸。10.根據前述權利要求中任一項所述的轉子區段(13)，其特征在于，在每個所述區段板疊(14)的所述周面(17)的與所述轉子軸線相對置的一側處，布置有兩個通過平行于所述轉子軸線延伸的中間空間(37)而彼此隔開的永磁體(35)。11.根據前述權利要求中任一項所述的轉子區段(13)，其特征在于，設有至少兩個所述區段板疊(14)，所述區段板疊通過填料(47)彼此連接并且相對于彼此在空間中固定，從而所述區段板疊的所述基礎面(15)位于共同的平面中并且所述區段板疊的周面(17)位于所述平面的同一側上。12.根據權利要求11的轉子區段(13)，其特征在于，所述填料(47)是聚氨酯。13.—種旋轉電機(I)的轉子(3)，所述轉子(3)包括 具有圓柱形的載體表面(9)的疊片組載體(7)，所述載體表面的柱體中軸線與所述轉子(3)的轉子軸線重合， 和疊片組(11)，所述疊片組由多個轉子區段(13)的根據前述權利要求中任一項所述的區段板疊(14)組成， 其中，所述轉子區段(13)彼此并排地布置在所述疊片組載體(7)的所述載體表面(9)處，使得全部轉子區段(13)的所述區段板疊(14)的所述基礎面(15)垂直于所述轉子軸線并且分別利用至少一個支承部段(29)抵靠在所述疊片組載體(7)處。
【文檔編號】H02K1/28GK105827036SQ201610051702
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月26日
【發明人】馬塞爾·蒙德哈斯
【申請人】西門子公司