专利名称：带线圈的部件的制造方法及具有该部件的电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造电机的带线圈的部件的方法以及一种具有这样制成的部件的电机。
背景技术：
已经知道了作为电动机或发电机的各中形式的电机。例如，近年来也广泛使用了无电刷EC电机，该电机作为一个组件地具有定子。定子在此的作用是引导电流。在这里，定子有多个定子齿，在定子齿上缠绕着多根金属线以便形成线圈。在这种情况存在着将线圈绕在定子上的不同绕法。绕法例如可以是所谓的飞绕法或针绕法。不过，在此有这样的缺点，即特别在接近定子基体或接近定子齿的边缘区里会留下一些空隙，这些空隙不能填充金属丝，结果，线圈的绕丝充满系数不高。
发明内容
与现有技术相比，具有权利要求1所述特征的根据本发明的带线圈部件的制造方法的优点在于，线圈和定子间的空隙减到最小限度。根据本发明，这是如此实现的，即在卷绕过程后，最好利用挤压工具将线圈压紧到定子上。这样，就使卷绕后留在定子和线圈间的空隙缩小到最小。因而，线圈便能最佳地匹配于定子或极齿的几何形状。为防止被挤压过的线圈又失去通过挤压而获得的几何形状，根据本发明，烤漆金属丝用作线圈的金属丝。烤漆金属丝是这样的金属丝，其中的导电金属丝除了绝缘层如漆层外还有另一外层(烤结层)，它尤其是热塑性层。所述另一外层在加热时软化并可与相邻的金属丝的一外层相连。这个过程也称之为烧固。这样就能保证保持挤压出的线圈的几何形状。因此，与现有技术相比，本发明可在极齿上获得更高的绕丝充满系数。由于提高了绕丝充满系数，所以能进一步缩短具有该线圈的部件，从而能设计出更紧凑的电机。此外，还能由此降低材料成本，例如由于定子片数量减少、磁性材料较少、轴缩短等等。另外，如此制造出来的电机还具有较小的掣止转矩及更低的热过渡阻力。这样，本发明就能制造出更紧凑的电机，或者在结构长度相同时使电机具有更高的功率和效率。在此，在提高效率的情况下，还能减小电流负荷，这一点特别是将电机用在汽车上时就电子设备和电网而言会带来一些优点。
最好如此执行挤压，即线圈绕组的叠绕密度提高了和/或能达到合乎希望的外部几何形状。
为了在制造过程中能确保挤压出的线圈几何形状，最好在烧结之后才撤走挤压工具。
此外，最好如此选择挤压工具的压力，即金属丝发生塑性变形而又不损坏金属丝的绝缘层。通过这种塑性变形，便可使金属丝最佳地匹配于该电机部件的几何形状。
一种成本非常合算的快速制造方法主要是通过下述措施实现的，即同时挤压多个线圈。尤其可取的是挤压工具如此构成，即在该电机部件上的所有线圈绕组被同时挤压。如果最好如此构成挤压工具，即相邻线圈能同时被挤压，则可以特别简单地实现上述目的。
特别优选的是，电机是EC电动机或EC发电机，在这里，特别是定子具有根据本发明设计的线圈，或者将按照本发明设计的线圈用在DC-驱动装置的转子上。
线圈最好成空芯线圈形式。
烤漆金属丝的烧固可用不同方法实施。例如，可将金属丝通过感应加热来热处理；或者，使用经过加热的或可加热的挤压工具；或者，从外部进行加热，例如利用炉子，等等。
本发明的具有按上述方法制成的支柱的电机的优点是，电机或是通过提高在极齿之间区域内的绕丝充满系数而被设计得更紧凑(更短)，或是在结构长度与现有技术相同的条件下具有更高的功率和效率。在使用该电机时，例如当作为EC电动机地用在汽车上时，由此一方面能减小电动机的重量和尺寸，另一方面，能通过大批量生产而获得突出的制造优势。此外，汽车上的使用因高效率而对汽车的电子设备或电网产生积极影响。在这里，通过使金属丝塑性变形而能获得特别高的绕丝充满系数，这是因为在线圈和容纳线圈的部件且特别是定子之间的大多数空隙都被缩小了。
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。附图表示图1表示根据本发明的一个实施例的电机的不带线圈的定子的平面示意图；
图2是图1所示的带线圈的定子的截面示意图；图3是与图2相似的视图，它示出一挤压工具；图4是与图3相似的视图，它表示在挤压过程中的情况；图5是与图2相似的视图，所示线圈处于挤压后的状态。
具体实施例方式
下面，参照图1-图5来说明本发明所提出的带有改进型线圈绕组的电机的制造方法。
图1表示电机的定子1，在此，定子1具有一个环绕的环件2和多个定子齿3。如图2详细所示，定子齿的断面呈T形的并且在它朝内的端部2上具有沿切向延伸的伸出部5、6，也叫齿脚。
图2表示定子的示意断面前视图，在这里，围绕定子齿3地示出一个线圈9，该线圈具有多个由至少一种金属丝做成的绕组10。为了看得更清楚，在图2-图5中只分别准确地示出了一个线圈。线圈9是用已知方法如卷绕在定子齿3上的。如图2清楚所示，由于几何形状的情况和绕法，在金属丝10和定子1之间产生一些空隙13。这些空隙13充满空气而且不利地影响到电机效率。
金属丝10是所谓的烤漆金属丝，它在内部有一铜丝，该铜丝覆有一个绝缘漆层，在铜丝上还涂有一个附加的热塑性烤漆层。
图3表示本发明制造方法的在卷绕后的下一步骤。图3示意示出了一个挤压工具8。挤压工具8包含两个挤压模，这两个挤压模从两边基本沿切向挤压线圈9。在这里，施加一个预定的力F并通过挤压工具8直接作用于线圈9的金属丝10上。图4表示挤压过程中的状态。在此，线圈9的金属丝已发生塑性变形，图4所示状况与图3所示状况的区别在于，已变形的金属丝11具有蜂窝结构。由于线圈金属丝的这种塑性变形，因卷绕技术而无法卷绕的空隙13也能用铜丝填满。烤漆金属丝如此塑性变形，即变形不会损害绝缘层。因此，与现有技术相比，能获得很高的线圈的铜丝充满系数。
在挤压作业的同时或之后，将线圈9加热，以便通过烘烤烤漆金属丝而保持通过挤压获得的线圈9的几何形状不变。烤漆金属丝的烧固可通过不同方法执行，在此，例如可将整个定子放在一个炉子中加热，或者可采用线圈的感应加热方式，或者在挤压后加热该挤压工具，从而也通过该挤压工具来完成线圈9的加热。后述加热方法的优点是，由于挤压工具始终贴靠着，所以能保持挤压出的线圈9的形状。
关于挤压工具8，应予以说明的是，它应具有这样的形状，即每个线圈9都能获得尽可能高的铜丝充满系数。在此，特别是挤压工具的挤压面8’是如此设计的，即它与一条经过定子假想中点的线Y-Y平行。
因此，通过对烤漆金属丝的加热，可实现各绕组相互粘合，并且在冷却后，这些绕组由此凝固成其借助挤压工具8能挤压出的那种形状。在这里，由于挤压工具8被引入两个定子小室3之间的间隙中，在两个线圈9之间便保持一个缝隙12。在图5中为了更好描述起见，夸大地示出了缝隙12。实际上，选用尽可能扁平的挤压工具8，使得两个线圈之间的缝隙12尽可能小，而且能获得高的铜丝充满系数。
为防止挤压工具在烧固过程中同烤漆金属丝的热塑性塑料粘在一起，挤压工具有一个防止粘接的涂层。
还要指出的是，本发明的方法也可以出色地用于生产空芯线圈即这样的线圈，它们被卷绕在一个线圈体上，例如卷绕在塑料支架上，然后被挤压，作者里，例如设置挤压工具的一个圆柱状内冲头和一个按照所希望的几何形状而成形的外冲头，以便实现围绕内冲头卷绕的金属丝的挤压。然后，在烧固后可将内冲头和外冲头撤走，从而获得符合其形状地烧固好的空芯线圈。
权利要求
1.一种用于电机的带线圈(9)的部件(1)的制造方法，它包括以下步骤—将一个或多个金属丝(10)卷绕成一个线圈(9)，在这里，该金属丝是烤漆金属丝并有一个导电的芯、一个绝缘层和一个外烤漆层；—利用挤压工具(8)对已绕好的线圈进行挤压；—对挤压过的线圈(9)进行烧固，以保持线圈的几何形状。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于挤压是这样进行的，即能够提高该线圈(9)的绕组的叠绕密度和/或获得所希望的外部几何形状。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于该挤压工具(8)在烧固之后才撤去。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于该挤压工具(8)的挤压力(F)是如此选择的，即该线圈(9)的金属丝发生塑性变形。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于该部件(1)的多个绕好的线圈(9)同时被挤压和/或该挤压工具在该挤压过程中如此构成，即彼此相邻的线圈同时被挤压。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于将该线圈(9)绕在该部件的一个极齿(3)上，或者将该线圈作为空芯线圈绕在该挤压工具的内冲头上。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于该部件(1)是定子或转子。
8.一种电机，它包含一个带有线圈(9)的部件，在这里，该线圈是用烤漆金属丝做成的，形成该线圈(9)的烤漆金属丝的绕组在卷绕过程后被挤压，从而使该线圈(9)获得高的金属丝充满系数，在这里，经过挤压的绕组通过按照其由挤压而具有的形状来烧固该烤漆金属丝的烧固材料被烧固在一起。
9.按权利要求8所述的电机，其特征在于该塑性变形的绕组(11)是在挤压过程中发生塑性变形的。
10.按权利要求8或9所述的电机，其特征在于具有该线圈(9)的部件(1)是定子或转子。
全文摘要
本发明涉及电机的带线圈(9)的部件(1)的制造方法，它包括以下步骤将一个或多个金属丝(10)绕成一个线圈(9)，在此，该金属丝是烤漆金属丝，它有一个导电芯、一个绝缘层和一个外烤漆层；利用挤压工具(8)挤压已绕好的线圈；将经过挤压的线圈(9)进行烘烤，借以保持线圈的几何形状。
文档编号H02K15/095GK1585237SQ200410057699
公开日2005年2月23日 申请日期2004年8月23日 优先权日2003年8月21日
发明者G·茨雷尔, J·赫尔普, C·盖达, H·斯庞纳 申请人:罗伯特-博希股份公司