定子組件和包括該定子組件的磁性軸承或電動機的制作方法
【專利摘要】一種定子組件和包括該定子組件的磁性軸承或電動機。定子組件(1)包括同心的殼體(3)和定子(5)，該定子(5)徑向地安裝在殼體(3)內，殼體(3)具有內表面(30)并且定子(5)具有徑向地面對殼體(3)內表面(30)的外表面(50)。定子(5)的外表面(50)和殼體(3)的內表面(30)中的一個具有凹陷形狀(302；30a；56；58)，并且定子(5)的外表面(50)和殼體(3)的內表面(30)中的另一個具有凸起形狀(52；54；32)。
【專利說明】
定子組件和包括該定子組件的磁性軸承或電動機
技術領域
[0001]本發明涉及一種包括殼體和定子的定子組件。本發明還涉及一種包括該定子組件的磁性軸承或電動機。
【背景技術】
[0002]用于磁性軸承的電機定子或磁性致動器不可能總是居中或使用如螺釘或鉚釘的緊固件固定至其殼體。為了減小組件的尺寸或便于其制造，定子通常縮配合至其殼體。基于所使用的材料的熱伸長，定子和殼體的直徑的收縮干擾必須相對于該部件的尺寸或組件的環境狀況來計算。
[0003]目前，兩組件或一組件至其殼體的收縮是通過熱膨脹來完成的。外部組件或殼體加熱到一定溫度，以獲得比收縮值更大的膨脹，允許內部組件的自由插入，然后將兩個部件冷卻至相同溫度以得到收縮。
[0004]目前的方法需要加熱器，該加熱器必須符合待加熱部件的尺寸和插入期間的高精度以防止局部收縮。當部件卡在錯誤位置時，組件損失，因為恢復相同部件的唯一方法是損壞該組件。這種組件的最終位置通常由給出最后位置的肩部固定且無法調整。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種新的定子組件，使用比收縮技術更簡單的裝置將定子緊固至殼體。
[0006]為此，本發明涉及一種定子組件，其包括同心的殼體和定子，該定子徑向地安裝在殼體內，殼體具有內表面并且定子具有徑向地面對殼體內表面的外表面。該定子組件的特征在于，定子外表面和殼體內表面中的一個具有凹陷形狀，并且定子外表面和殼體內表面中的另一個具有凸起形狀，其中，凹陷形狀和凸起形狀被布置成:
[0007]-在殼體和定子的第一相對位置，凸起形狀插入凹陷形狀中，以使定子能夠沿組件的中心軸線徑向地被安裝在殼體內，
[0008]-在殼體和定子的第二相對位置，其相對于第一位置圍繞中心軸線有角度地偏移，凸起形狀抵靠具備凹陷形狀的殼體和定子中的一個施加徑向力，該軸向力相對于殼體有角度地且軸向地鎖定定子。
[0009]由于本發明，用簡單和更廉價的器件獲得定子在殼體上的緊固。由于不再用加熱整個殼體，可更準確地獲得定子在殼體中的定位，因為不必再由于殼體在室溫時的自發冷卻而圍繞定子快速地組裝殼體。
[0010]根據有利的但并非限制性的本發明的其它方面，定子組件可并入以下特征中的一個或多個:
[0011 ]-殼體的內表面的最小直徑小于定子的外表面的最大直徑。
[0012]-定子組件包括適于被插入四個凹陷形狀的四個凸起形狀。
[0013]-凹陷形狀設在殼體的內表面上，而凸起形狀設在定子的外表面上。
[0014]-殼體的內表面的凹陷形狀是由具有圓柱形形狀的凹部形成。
[0015]-殼體的內表面在橫截面中具有八角形，而殼體的內表面的凹陷形狀是由八角形的角形成。
[0016]-定子的外表面的凸起形狀是由突起形成。
[0017]-定子的外表面的凸起形狀由繞平行于組件中心軸線的軸線相對于定子可旋轉的滾子形成。
[0018]-定子由四個分開的部件制成，而滾子被安裝在設于定子的四個分開的部件的界面處的圓柱形孔中。
[0019]-凹陷形狀設在定子的外表面上，而凸起形狀設在殼體的內表面上。
[0020]-殼體的內表面的凸起形狀由突起形成。
[0021]-定子的外表面的凹陷形狀是由具有圓柱形形狀的凹部形成。
[0022]-外表面的凹陷形狀設在滾子的兩側，所述滾子設在定子上并且圍繞與組件的中心軸線平行的軸線相對于定子可旋轉，而在定子和殼體的第二相對位置中，殼體的內表面的凸起形狀抵靠滾子施加徑向力。
[0023]-定子由四個分開的部件制成，而滾子被安裝在設于定子的四個分開的部件的界面處的圓柱形孔中。
[0024]本發明還涉及包括如上所述的定子組件的磁性軸承或電動機。
【附圖說明】
[0025]現將參考作為示例性實例的所附附圖解釋本發明，在所附附圖中:
[0026]圖1是根據本發明的第一實施方式的在第一配置中的定子組件的主視圖；
[0027]圖2是在第二配置中的相似于圖1的視圖；
[0028]圖3和圖4、圖5和圖6、圖7和圖8、圖9和圖10、圖11和圖12分別是在圖1和圖2的配置中根據本發明的其它五個實施方式的的定子組件的主視圖。
【具體實施方式】
[0029]定子組件I在圖1和2中示出。定子組件I包括殼體3和定子5，兩者是同心的并且中心在中心軸線X-X’上。定子徑向地被安裝在殼體3內。殼體3具備內表面30，并且定子5具備徑向地面對殼體3的內表面30的外表面50。
[°03°] 定子5可由金屬材料的磁化疊片(magnetized laminat1ns)制成。定子是由四個分開的部件5a、5b、5c和5d制成。
[0031 ]例如，定子組件I可屬于電動機或磁性軸承。
[0032]為了將殼體3和定子5緊固在一起，根據本發明，外表面50和內表面30中的一個具有凹陷形狀，并且外表面50和內表面30中的另一個具有凸起形狀。在圖1和圖2的實施方式中，凹陷形狀設在內表面30上，而凸起形狀設在外表面50上。
[0033]內表面30在橫截面上具有八角形，并且內表面30的凹陷形狀是由八角形的角302形成。
[0034]外表面50的凸起形狀由四個滾子52形成，該滾子安裝在定子5中并且圍繞與中心軸線X-X’平行的旋轉軸線相對于定子5可旋轉。優選地，定子組件I設有四個滾子52。作為未示出的變型，定子組件I可包括四個以上的定子52。
[0035]在圖1和圖2的實施方式中，定子5由四個分開的部件5a、5b、5c和5d制成。滾子52安裝在設于四個分開的部件5a、5b、5c和5d的界面處的圓柱形孔中。
[0036]角302和滾子52布置成使得在圖1所不的殼體3和定子5的第一相對位置中，滾子52被插入角302中。在與插入構造對應的該位置中，定子5可沿中心軸線X-X’徑向地、自由地安裝在殼體3內。
[0037]在圖2所示的殼體3和定子5的第二相對位置，該位置相對于第一位置圍繞中心軸線X-X’有角度地偏移，滾子52與在角302之間延伸的內表面30的平面部分304接觸。在與鎖定構造對應的該位置，滾子52抵靠內表面30施加徑向力F，該徑向力相對于殼體3有角度地且軸向地鎖定定子5。
[0038]為了獲得該徑向力F，內表面30的最小直徑D30小于外表面50的最大直徑D50，內表面30的最小直徑D30對應于平面部分304的中心到軸線X-X ’之間的距離，外表面50的最大直徑D50對應于滾子52與軸線X-X ’之間的最大距離。
[0039]當操作者制作定子組件I時，他必須相對于兩者彼此來定位分開的殼體3和定子5，以使定子5沿中心軸線X-X’被安裝在殼體中時滾子52可被插入角302中，如圖1所示。當執行該步驟時，操作者僅需要如圖1中箭頭Al所示的方向繞中心軸線X-X’相對于定子5旋轉殼體3(反之亦然)，以獲得如圖2所示的定子組件I的緊固。
[0040]作為可選的特征，定子組件I包括至少一個螺釘6，用于鎖定定子5相對于殼體3的角位置。在所示示例中，定子組件I包括一個螺釘6，該螺釘相對于中心軸線X-X’在向心方向方向上被插入到殼體3的螺紋孔外殼38中。螺釘6抵靠徑向外表面50施加徑向力F6。
[0041]本發明的其它實施方式在圖3至圖12中示出。在這些實施方式中，與第一實施方式共同的元件具有相同的附圖標記并且以同樣的方式運作。下文僅詳細說明與第一實施方式的不同之處。
[0042]在圖3和圖4的實施方式中，定子5由唯一的單塊部件制成。定子5的外表面50的凸起形狀由突起54形成。如圖3所示的插入構造中，突起54被插入角302中。在圖4所示的鎖定構造中，突起54與平面部分304接觸，以使殼體3和定子5被緊固在一起。
[0043]圖5和圖6的實施方式與圖1和圖2的實施方式的不同之處在于，內表面30沒有橫截的八角形，并且內表面30的凹陷形狀由具有圓柱形形狀的凹部30a形成。在圖5所示的插入構造中，滾子52被插入凹部30a中。在圖6所示的鎖定構造中，滾子52與不設有凹部30a的內表面30的部分接觸，并且直徑D30小于最大直徑D50。
[0044]圖7和圖8是圖3和圖4的實施方式與圖5和圖6實施方式的組合。在該實施方式中，內表面30的凹陷形狀由凹部30a形成，而定子5由唯一的單塊部件形成，并且外表面50的凸起形狀由突起54形成。
[0045]在圖9和圖10的實施方式中，凹陷形狀設在外表面50上，而凸起形狀設置在內表面30上。在該實施方式中，內表面30的凸起形狀由具有圓柱形形狀的突起32形成。定子5具有與圖1和圖2的實施方式中大致相同的結構。外表面50的凹陷形狀是由設在滾子52的兩側的凹部56形成。
[0046]在圖9的插入構造中，突起32被插入凹部56中。在圖10所示的鎖定構造中，突起32與滾子52接觸，以使組件I被鎖定。
[0047]圖11和圖12的實施方式與圖9和圖10的實施方式的不同之處在于，定子5由唯一的單塊部件構成。外表面50的凹陷形狀由具有圓柱形形狀的凹部58形成。
[0048]在圖11所示的插入構造中，突起32被插入凹部58中。在圖12所示的鎖定構造中，突起32與不設有凹部58的外表面50的部分接觸，并且其具有的最大直徑D50大于內表面30的最小直徑D30。
[0049]上述實施方式和變型的技術特征可以組合以形成本發明新的實施方式。
【主權項】
1.一種定子組件(I)包括同心的殼體(3)和定子(5)，所述定子(5)徑向地安裝在所述殼體(3)的內，所述殼體(3)具有內表面(30)并且所述定子(5)具有徑向地面對所述殼體(3)的內表面(30)的外表面(50)，其中，所述定子(5)的外表面(50)和所述殼體(3)的內表面(30)中的一個具有凹陷形狀(302; 30a; 56; 58)，并且所述定子(5)的外表面(50)和所述殼體(3)的內表面(30)中的另一個具有凸起形狀(52;54;32)，并且所述凹陷形狀和所述凸起形狀被布置成: -在所述殼體(3)和所述定子(5)的第一相對位置，所述凸起形狀插入所述凹陷形狀中，以使所述定子(5)能夠沿所述組件(I)的中心軸線(X-X’)徑向地被安裝在所述殼體(3)內， -在所述殼體(3)和所述定子(5)的第二相對位置，該第二相對位置繞所述中心軸線(X-X’)相對于所述第一位置有角度地偏移，所述凸起形狀抵靠具備所述凹陷形狀的所述殼體(3)和所述定子(5)中的一個施加徑向力(F)，所述徑向力相對于所述殼體(3)有角度地且軸向地鎖定所述定子(5)。2.根據權利要求1所述的定子組件，其中，所述殼體(3)的內表面(30)的最小直徑(D30)比所述定子(5)的外表面(50)的最大直徑(D50)更小。3.根據權利要求1所述的定子組件，其中，所述定子組件包括適于被插入四個凹陷形狀(302;30a;56;58)中的四個凸起形狀(52;54;32)。4.根據權利要求1所述的定子組件，其中，所述凹陷形狀設在所述殼體(3)的內表面(30)上，而所述凸起形狀設在所述定子(5)的外表面(50)上。5.根據權利要求4所述的定子組件，其中，所述殼體(5)的內表面(30)的凹陷形狀是由具有圓柱形形狀的凹部(30a)形成。6.根據權利要求4所述的定子組件，其中，所述殼體(3)的內表面(30)在橫截面中具有八角形，并且其中，所述殼體(3)的內表面(30)的凹陷形狀是由所述八角形的角(302)形成。7.根據權利要求4至6中任一項所述的定子組件，其中，所述定子(5)的外表面(50)的凸起形狀是由突起(54)形成。8.根據權利要求4至6中任一項所述的定子組件，其中，所述定子(5)的外表面(50)的凸起形狀是由圍繞與所述組件(I)的中心軸線(X-X’)平行的軸線相對于所述定子(5)能夠旋轉的滾子(52)形成。9.根據權利要求8所述的定子組件，其中，所述定子(5)由四個分開的部件(5a，5b，5c，5d)制成，并且其中，所述滾子(52)被安裝在設于所述定子(5)的四個分開的部件(5a，5b，5c，5d)的界面處的圓柱形孔中。10.根據權利要求1至3所述的定子組件，其中，所述凹陷形狀設在所述定子(5)的外表面(50)上，而所述凸起形狀設置在所述殼體(3)的內表面(30)上。11.根據權利要求10所述的定子組件，其中，所述殼體的內表面的凸起形狀是由突起(32)形成。12.根據權利要求10所述的定子組件，其中，所述定子(5)的外表面(50)的凹陷形狀是由具有圓柱形形狀的凹部(58)形成。13.根據權利要求10所述的定子組件，其中，所述外表面(50)的凹陷形狀設在滾子(52)的兩側(56)，所述滾子設在所述定子(5)上并且圍繞與所述組件(I)的中心軸線(X-X’)平行的軸線相對于所述定子(5)能夠旋轉，并且其中，在所述定子(5)和所述殼體(3)的第二相對位置中，所述殼體(3)的內表面(30)的凸起形狀(32)抵靠所述滾子(52)施加所述徑向力(F)。14.根據權利要求13所述的定子組件，其中，所述定子(5)由四個分開的部件(5a，5b，5c，5d)制成，并且其中，所述滾子(52)被安裝在設于所述定子(5)的四個分開的部件(5a，5b，5c，5d)的界面處的圓柱形孔中。15.—種磁性軸承或電動機，包括根據前述權利要求中任一項的定子組件(I)。
【文檔編號】H02K5/04GK106026428SQ201610166050
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】E.卡拉斯科, E.赫里斯
【申請人】斯凱孚磁性機械技術公司