用于将永磁体安装在电动马达转子内的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将永磁体安装在电动马达转子内的方法，并且本发明更具体地涉及密封式马达-压缩机，其被设计和开发以给组件提供更大的稳定性，原因在于，该技术方案能够更适当地吸收相关构件的尺寸变化，并且允许使用高速马达。
【背景技术】
[0002]如在本领域技术中已知的是，电动马达大体上包括和磁性元件一起运行以给其操作/转子旋转产生所要求的扭矩的转子和定子。
[0003]附图1.1和1.2显示了传统的转子1，在其中，四个磁体2通过粘结层被固定至转子金属芯部3，(例如)在专利文件美国6，339，274中描述了该结构。然而，该构造/组件显示有限制了转子能实现的最大速度的重大缺陷，原因在于，由转子自身的旋转以及各磁体的质量形成的离心力最终在粘结接头中产生拉伸应力，所述粘结接头相应地具有由粘结剂或磁阻抗确定的破裂点。因此，在转子的旋转在磁体2和金属芯3之间的粘结区域上产生的负载超过接头中材料强度的极限的情况下，粘结层4或甚至是磁体2将断裂，并且由此磁体2将从金属芯3上脱落，并且因此不利于转子的运行，这会导致对马达的安全产生严重的危害。需要重点说明的是，用于安装马达的原材料的量与马达的旋转具有第一级反比关系。例如，使转子的旋转速度加倍会导致用于安装转子的原材料的质量减少50%，并且保持马达相同的电学特征。显然地，马达的最大旋转速度与其成本具有显著的关系，因此能够使用高速马达是极其重要的。
[0004]出于解决该问题的意图，如图2.1和2.2所示，已使用了金属包覆体5，例如，在专利文件美国5，170,085中已描述了该金属包覆体，所述金属包覆体通常由非磁性不锈钢制成以最小化马达中的电损耗。由此，该包覆体5联接至转子I以包覆磁体2，旨在增加组件的机械强度，并且阻止两个磁体2的脱开，因此允许马达以高速运行。
[0005]然而，该方案的主要缺点在于所引入的对构件(尤其是磁体2)的尺寸精度的需要，由于为将包覆体5围绕第二磁体组件2连接，因此构件(即，安装在金属芯上的磁体的外径和包覆体的内径)之间必须存在能够与用于安装的工艺匹配的尺寸差，例如，通过加热包覆体、以及/或者通过冷却磁体组件和内芯、或通过冷插入来进行安装。因此，有必要使用由精确生产或使用其他生产手段提供的构件，以便调节用于所要求的安装的必要的尺寸，因此这增加了所述方案的成本，如图1.1和1.2所示。该方案要求尺寸精度的权利要求专门涉及使用实心或非实心环的包覆体方案。即，专利文件美国5，744，887的权利要求1至3的内容。为减小构件的尺寸精度，可以以一定方式设计相关的构件，使得安装在金属芯上的磁体的外径和包覆体的内径之间一直存在间隙，以便借助一些类型的树脂填充空隙。然而，这显著增加了马达的空气间隙，减少了马达的能量效率，并且要求安装装置以确保构件之间的同心度，并且由于需要使用树脂而增加了成本。此外，这些包覆体5典型地由通过焊接端部连接在一起的金属片制成，这产生了质量块的横向分段、以及有差异的厚度，这最终导致难以安转组件，并且在运行过程中在系统中产生不平衡。使用金属包覆体的另一缺点在于，甚至使用具有高电阻系数的非铁磁性的材料也会存在涡电流，这会导致电动马达的能量效率的损失。
[0006]在专利文件美国5，744，887中披露的包覆体旨在解决由使用金属包覆体所要求的尺寸稳定性问题，提出了使用以重叠线圈的形式布置在磁体表面的非金属长条，但是重叠线圈产生了明显较厚的包覆体，其最终消弱了马达的合适的功能和效率。此外，该解决方案还具有的缺点在于，尽管被最小化，但还是会产生在之前的段落中提到的涡电流。
[0007]由此，需要注意的是，本领域现有技术缺乏用于在不削弱马达的能量效率、平衡以及系统安全的情况下，在转子金属芯中安装磁体的方案。
【发明内容】
[0008]由此，本发明的一个目的在于，提供一种用于在电动马达转子中安装永磁体的装置和方法，该装置或方法通过最小化厚度的元件提供金属芯磁体在转子中合适的安装，以及提供减少由涡电流导致的损耗的几何构造，以便最大化马达的能量效率，并且不要求相关构件之间较高的尺寸精度。
[0009]此外，本发明的另一目的在于，提供一种用于以更简单的生产和安装来在电动马达转子中安装永磁体的装置和方法。
[0010]本发明的另一目的在于，提供一种在电动马达转子中安装永磁体的装置和方法，所述装置和方法能够在不包覆磁体的整个表面的情况下充分地发挥作用，因此，使用了更少的用于其生产的原材料，并且因此减少了相关的成本。
[0011]本发明的上述目的通过一种用于在电动马达转子中安装永磁体的装置实现，其中，所述马达包括转子，所述转子包括磁体包覆的金属芯，其特征在于，所述装置包括围绕磁体布置的至少一个螺旋形弹性元件，其中，所述螺旋形弹性元件必须必要地可适于在系统中的弹性的安装，并且必须是具有高电阻系数的非磁性铁制材料，以便不会削弱马达的电学效率，并且所述螺旋形弹性元件的直径必须小于布置在金属芯的外表面上的磁体组件的外径，至少一个螺旋形弹性元件的线圈必须保持磁体组件的外表面的部分可见。
[0012]优选地，至少部分的螺旋形弹性元件通过其弹力借助使用粘结剂、固定元件或端部成形部安装在磁体上，使得它们与磁体或金属芯相互配合，以便在马达运转时向磁体与金属芯的连接部施加与离心力作用相反的力。
[0013]在使用粘结剂用于将螺旋形弹性元件固定至磁体的情况中，可以优选地将粘结剂施加至磁体的外表面、施加至螺旋形弹性元件的内表面、或者施加至两者，并且可以将粘结剂仅施加于螺旋形弹性元件的端部。
[0014]本发明还包括一种用于在电动马达转子中安装永磁体的方法，该方法包括以下的步骤:
[0015]构建螺旋形弹性元件，所述螺旋形弹性元件具有的直径小于布置在金属芯的外表面上的磁体组件的外径；
[0016]使螺旋形弹性元件弹性伸展；
[0017]使螺旋形弹性元件围绕磁体组件接合，以使螺旋形弹性元件的弹力能够使螺旋形弹性元件刚性地包覆到磁体组件的外径。
[0018]优选地，所述方法还包括通过使用粘结剂、固定元件或螺旋形弹性元件的端部成形部来将螺旋形弹性元件与磁体组件安装在一起的步骤。
【附图说明】
[0019]下文将基于附图的内容对本发明进行更详细的描述。
[0020]所述附图显示为:
[0021]图1.1和1.2是本领域现有技术的转子的透视图和截面透视图；
[0022]图2.1和2.2是用在本领域现有技术中的另一实施例的已安装的组件的分解透视图；
[0023]图3是本发明的用于在电动马达转子中安装永磁体的装置的分解透视图；
[0024]图4是作为本发明的对象的装置合适地联接至电动马达转子的视图；
[0025]图5.1和5.2显示了用于作为本发明的对象的安装方法的两个可行的变型，同时，图5.1显示了固定在磁体芯部的切口中的装置，而在图5.2中，安装装置锚固在磁体之间的空间中，以及
[0026]图6显示了另一实施例，在该实施例中安装装置通过铆钉固定至磁体芯部。
【具体实施方式】
[0027]现在将基于附图的内容对本发明进行详细描述，在附图中将设置附图标记以便有助于对附图的理解。
[0028]首先清楚的是，用于在电动马达转子中安装永磁体的装置(本发明的对象)首要地被预定为在包括转子I的电动马达中使用，所述转子包括由磁体(3)包覆的金属芯(2)。