用于内转子‑同步马达的转子的制作方法

本实用新型涉及一种用于内转子-同步马达的转子。

背景技术：

用于同步马达和异步马达的电动马达的转子公知有多种实施方式，其中根据马达概念在转子中使用永磁体。

如此说来公知有例如电子换向马达，其中永磁体位于转子上表面上。存在多种实现永磁体的实施方式。当在转子上表面布置此类永磁体时，转子轴和永磁体之间设置有固定连接于转子轴的接地体。例如如果在接地体上粘接有呈环形的永磁体，那么就能够通过接地体将扭矩传递到转子轴上。

由DE10314394A1公知有用于电子换向马达的转子和用于安装此类转子的方法。公知的转子具有轴、布置在轴上的接地体和围绕接地体的环形磁体。此外优选设置有围绕环形磁铁的外壳。保持元件和外壳一体化地设计为套筒，其中，在此也可通过将环形磁铁压入套筒实现二者力配合的连接。

此外对于电子换向马达来说，还需费力地借由塑料重铸方法将叠片铁芯和轴重铸到一起。然而通过以上方法只能典型地实现电子换向马达的扭矩区域，其中能够实现的扭矩小于10Nm。然而值得期待的是，马达将覆盖远高于此的扭矩区域，该区域位于10Nm～200Nm之间。然而由于在那么高的过程温度下永磁体会发生不期望的消磁，这样一来重塑过程中的材料选择就会受限于像塑料材料这样的非金属材料，而且由于塑料材料的熔点(约220～270℃)通常明显低于例如压铸铝的过程温度(约700℃)，因此在安装永磁体之后，上述此类马达无法承受重铸过程中那么高的过程温度。

在公知的特殊型马达(名为“直线启动马达”Line-Start-Motor)的转子中设置有开口(Taschen)用于将永磁体压入开口中。直线启动永磁体马达(LSPM)是异步启动的交流电同步马达，其在具有短路叶片的转子中还包括永磁体。同样地，由于在高的过程温度下永磁体会发生不期望的消磁，因此这种马达在安装了永磁体之后也无法承受高的过程温度。

根据当下现有技术，在叠片铁芯遭受量级为650℃或更高的高温的马达类型中才能够在下面的生产步骤中应用永磁体。在直线启动马达中也会引起下述不利状况，即，要布置在端面的环的现有的结构空间和环的有效截面积会受到限制，这就阻碍了降低短路笼的电阻从而给马达的工作状况带来不利影响。

技术实现要素：

因此本实用新型的目的在于克服前述缺陷并且一方面提供生产电子换向马达的解决方案另一方面提供生产直线启动马达的解决方案，其能够实现低成本生产并且避免了永磁体的消磁问题。

通过以下特征组合达到本目的。

本实用新型的基本思想在于，以明确的质量关系设置转子特定的材料组合。即通过试验得出叠片铁芯、磁体和浇铸材料的特定的质量关系，从而磁体的消磁问题不会或基本不会出现在金属浇铸材料、例如铸铝的重铸过程中。

根据本实用新型的内转子-同步马达的转子具有叠片铁芯，叠片铁芯由一摞相互独立的铁片构成，其中在叠片铁芯中引入多个永磁体并且以金属转子铸件重铸和/或部分地浇铸叠片铁芯，叠片铁芯占总质量100％的40-70质量％，永磁体占总质量100％的10-50质量％，转子铸件占总质量100％的8-25质量％，总质量由叠片铁芯、永磁体和转子铸件构成。

根据本实用新型有利的是，叠片铁芯占总质量100％的46-66质量％，所述永磁体占总质量100％的14-42质量％，所述转子铸件占总质量100％的12-20质量％，总质量由所述叠片铁芯、所述永磁体和所述转子铸件构成。

根据本实用新型的具有内转子的电子换向马达设置有具有叠片铁芯的转子，叠片铁芯由一摞相互独立的铁片构成，其中在叠片铁芯中沿径向引入多个永磁体并且以金属转子铸件重铸和/或部分地浇铸叠片铁芯，其中以相对于总质量100％(由叠片铁芯、永磁体和转子铸件组成)的“质量％”表示下列质量关系：

-叠片铁芯：40-50质量％

-永磁体：40-50质量％

-转子铸件：8-20质量％。

-本实用新型的优选实施例示出了在直线启动马达的内转子中以下列质量关系作为优选方案：

-叠片铁芯：65-70质量％

-永磁体：10-20质量％

-转子铸件：10-30质量％。

在此各组分的总和视为100％，因此对于其中一个组成部分的质量百分比的每个选择都限制了其他两个组成部分的选择，反之亦然。

在此永磁体形成为磁化纯铁体元件。在电子换向马达中有利的是，转子铸件是铝的铸件或铝合金的铸件并且其中各转子铸件将永磁体直接保持在位置处。

在本实用新型的同样有利的方案中的电子换向马达处有如下设置，借由转子铸件将转子轴浇铸在转子中。

在本实用新型的优选方案中还可设置为，将永磁体带入叠片铁芯的呈楔形并沿径向向外延伸的轮齿之间的间隔或带入与之相应形成的沿轴向延伸的切口中。

此外有利的是，铁片并由此叠片铁芯通过装有转子铸件的内孔固定。

本实用新型的另一方面涉及用于生产前述转子、特别是电动马达的内转子的转子的方法，其步骤如下：

a.提供相互独立的铁片用于形成具有用于在叠片铁芯内部容纳永磁体的间隔和/或切口的叠片铁芯；

b.将磁化的纯铁体元件或永磁体带入间隔和/或切口中，以及

c.以金属铸件材料重铸和/或浇铸叠片铁芯用于生产转子铸件，其中

如下选择质量关系：叠片铁芯占总质量100％的40-50质量％，永磁体占总质量100％的40-50质量％，转子铸件占总质量100％的8-20质量％。

此外有利的是，在叠片铁芯之间或围绕叠片铁芯浇铸转子铸件，因此叠片铁芯以及永磁体和轴由转子铸件固定并优选保持在其位置处。

在本实用新型的有利方案中直线启动马达设置有，转子内还遍布金属条其主要或全部由转子铸件形成。借助同样由转子铸件材料生产的端面的环能够实现金属条之间的电连接。

在优选实施例中，永磁体以基本上呈U型的布置相对彼此布置在叠片铁芯的每一个转子极处，其中叠片铁芯优选形成为外部开槽的叠片铁芯。

因此本实用新型能够尽量避免永磁体的消磁问题。

附图说明

接下来基于图示和本实用新型的优选实施例的说明书进一步阐述本实用新型的其它有利的改进方案。

其中：

图1a和1b示出了穿过电子换向马达的第一实施例的剖面图及局部放大图，其中图1b是图1a中的细节1的局部放大图；

图2a-2c示出了穿过电子换向马达的第二实施例的剖面图及局部放大图和，其中图2b是图2a中的细节2.1的局部放大图，图2c是图2a中的B-B线的放大剖面图；

图3a和3b示出了切口中添加永磁体的直线启动马达的立体视图以及穿过叠片铁芯的剖面图；

图4a和4b示出了直线启动马达的压铸-挤压包封的转子的立体视图以及剖面图。

具体实施方式

接下来参照图1a～4b对本实用新型进行进一步说明，其中相同的标号指代结构和/或功能相同的特征。图1a～1b和图2a～2c中均示出了根据本实用新型的用于内转子马达的电子换向马达的转子1的实施例的剖面图，图3a～3b和图4a～4b中示出了直线启动马达的视图。

图1a和1b中的转子1具有径向的分段排列(Segmentanordnung)的叠片铁芯2，其由一摞相互独立的铁片20形成。铁片20设计为楔形的铁片。在叠片铁芯2的各分段之间均引入永磁体3。叠片铁芯2浇铸有金属的转子铸件(Rotorguss)4以及轴向延伸的开口25中的转子铸件材料。

转子1中遍布金属条42，其由转子铸件4形成，且在轴向方向穿过开口25从叠片铁芯2的一端延伸至叠片铁芯2的相对而立的另一端。金属条42连接了转子1的端面的法兰且提供了高度的转子稳定性。为了能够更好的冷却马达，端面的法兰附加有冷却翼。

叠片铁芯2内部固定有转子铸件4，其具有用于注入的转子轴W的内孔40，其中转子铸件4设计有用于转子轴W的沟槽26。这些在图1a的局部放大图1b中以放大图示出。通过注入了铁片20的分段、永磁体3以及转子轴W的方案，能够根据具体实施情况实现期望的扭矩(约在10Nm到200Nm之间)。

本实施例中的转子铸件4由铝或者替代地由铝合金形成。

图2a～2c示出了与图1a～1b相似的方案，其中轮齿在此固定为星形且在形成为内环的转子铸件4之间还设计有叠片铁芯2的环形的区段2a。在永磁体3的内部的端面3a和叠片铁芯2的环形的区段2a之间同样注入了转子铸件4，从而固定了叠片铁芯2。这些在图2b中以放大图示出。在可能实现的方案中将部分地冲裁叠片铁芯2用于减少漏磁，这些会在图2c中示出。

图3a示出了直线启动马达的立体视图，图3b示出了转子1通过叠片铁芯2的剖面图，其中长方形的永磁体3布置在各自大概布置为U型的切口23中，两个或四个转子极的U型布置各自由三个永磁体3形成。本实施例同样示出了内转子马达的转子1。在本实施例中，在叠片铁芯2的外部引入了填充了转子铸件4的附加的沟槽21。

图4a～4b示出了如图3a～3b所示的转子1，其中以转子铸件4填充沟槽21且设置有带转子铸件4的压铸-挤压包封。

转子铸件4将永磁体3固定在切口23中并将其端面密封。端面的环27用于使金属条42在沟槽21中触点接通而且如截面图所示还能够在圆周方向具有相应大的尺寸。

作为现实的实施例，电子换向马达的转子组件由叠片铁芯、永磁体和用于内转子的铸铝组成，其构成如下：

发电机片组成的叠片铁芯：46质量％

永磁体：42质量％

转子铸件：12质量％

总质量为100％。

作为另一个现实的实施例，直线启动马达的转子组件由叠片铁芯、永磁体和铸铝组成，其构成如下:

发电机片组成的叠片铁芯：66质量％

永磁体：14质量％

转子铸件：20质量％

总质量为100％。