定子组件和包括该定子组件的磁性轴承或电动机的制作方法
【专利摘要】一种定子组件和包括该定子组件的磁性轴承或电动机。定子组件(1)包括同心的壳体(3)和定子(5)，该定子(5)径向地安装在壳体(3)内，壳体(3)具有内表面(30)并且定子(5)具有径向地面对壳体(3)内表面(30)的外表面(50)。定子(5)的外表面(50)和壳体(3)的内表面(30)中的一个具有凹陷形状(302；30a；56；58)，并且定子(5)的外表面(50)和壳体(3)的内表面(30)中的另一个具有凸起形状(52；54；32)。
【专利说明】
定子组件和包括该定子组件的磁性轴承或电动机
技术领域
[0001]本发明涉及一种包括壳体和定子的定子组件。本发明还涉及一种包括该定子组件的磁性轴承或电动机。
【背景技术】
[0002]用于磁性轴承的电机定子或磁性致动器不可能总是居中或使用如螺钉或铆钉的紧固件固定至其壳体。为了减小组件的尺寸或便于其制造，定子通常缩配合至其壳体。基于所使用的材料的热伸长，定子和壳体的直径的收缩干扰必须相对于该部件的尺寸或组件的环境状况来计算。
[0003]目前，两组件或一组件至其壳体的收缩是通过热膨胀来完成的。外部组件或壳体加热到一定温度，以获得比收缩值更大的膨胀，允许内部组件的自由插入，然后将两个部件冷却至相同温度以得到收缩。
[0004]目前的方法需要加热器，该加热器必须符合待加热部件的尺寸和插入期间的高精度以防止局部收缩。当部件卡在错误位置时，组件损失，因为恢复相同部件的唯一方法是损坏该组件。这种组件的最终位置通常由给出最后位置的肩部固定且无法调整。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种新的定子组件，使用比收缩技术更简单的装置将定子紧固至壳体。
[0006]为此，本发明涉及一种定子组件，其包括同心的壳体和定子，该定子径向地安装在壳体内，壳体具有内表面并且定子具有径向地面对壳体内表面的外表面。该定子组件的特征在于，定子外表面和壳体内表面中的一个具有凹陷形状，并且定子外表面和壳体内表面中的另一个具有凸起形状，其中，凹陷形状和凸起形状被布置成:
[0007]-在壳体和定子的第一相对位置，凸起形状插入凹陷形状中，以使定子能够沿组件的中心轴线径向地被安装在壳体内，
[0008]-在壳体和定子的第二相对位置，其相对于第一位置围绕中心轴线有角度地偏移，凸起形状抵靠具备凹陷形状的壳体和定子中的一个施加径向力，该轴向力相对于壳体有角度地且轴向地锁定定子。
[0009]由于本发明，用简单和更廉价的器件获得定子在壳体上的紧固。由于不再用加热整个壳体，可更准确地获得定子在壳体中的定位，因为不必再由于壳体在室温时的自发冷却而围绕定子快速地组装壳体。
[0010]根据有利的但并非限制性的本发明的其它方面，定子组件可并入以下特征中的一个或多个:
[0011 ]-壳体的内表面的最小直径小于定子的外表面的最大直径。
[0012]-定子组件包括适于被插入四个凹陷形状的四个凸起形状。
[0013]-凹陷形状设在壳体的内表面上，而凸起形状设在定子的外表面上。
[0014]-壳体的内表面的凹陷形状是由具有圆柱形形状的凹部形成。
[0015]-壳体的内表面在横截面中具有八角形，而壳体的内表面的凹陷形状是由八角形的角形成。
[0016]-定子的外表面的凸起形状是由突起形成。
[0017]-定子的外表面的凸起形状由绕平行于组件中心轴线的轴线相对于定子可旋转的滚子形成。
[0018]-定子由四个分开的部件制成，而滚子被安装在设于定子的四个分开的部件的界面处的圆柱形孔中。
[0019]-凹陷形状设在定子的外表面上，而凸起形状设在壳体的内表面上。
[0020]-壳体的内表面的凸起形状由突起形成。
[0021]-定子的外表面的凹陷形状是由具有圆柱形形状的凹部形成。
[0022]-外表面的凹陷形状设在滚子的两侧，所述滚子设在定子上并且围绕与组件的中心轴线平行的轴线相对于定子可旋转，而在定子和壳体的第二相对位置中，壳体的内表面的凸起形状抵靠滚子施加径向力。
[0023]-定子由四个分开的部件制成，而滚子被安装在设于定子的四个分开的部件的界面处的圆柱形孔中。
[0024]本发明还涉及包括如上所述的定子组件的磁性轴承或电动机。
【附图说明】
[0025]现将参考作为示例性实例的所附附图解释本发明，在所附附图中:
[0026]图1是根据本发明的第一实施方式的在第一配置中的定子组件的主视图；
[0027]图2是在第二配置中的相似于图1的视图；
[0028]图3和图4、图5和图6、图7和图8、图9和图10、图11和图12分别是在图1和图2的配置中根据本发明的其它五个实施方式的的定子组件的主视图。
【具体实施方式】
[0029]定子组件I在图1和2中示出。定子组件I包括壳体3和定子5，两者是同心的并且中心在中心轴线X-X’上。定子径向地被安装在壳体3内。壳体3具备内表面30，并且定子5具备径向地面对壳体3的内表面30的外表面50。
[°03°] 定子5可由金属材料的磁化叠片(magnetized laminat1ns)制成。定子是由四个分开的部件5a、5b、5c和5d制成。
[0031 ]例如，定子组件I可属于电动机或磁性轴承。
[0032]为了将壳体3和定子5紧固在一起，根据本发明，外表面50和内表面30中的一个具有凹陷形状，并且外表面50和内表面30中的另一个具有凸起形状。在图1和图2的实施方式中，凹陷形状设在内表面30上，而凸起形状设在外表面50上。
[0033]内表面30在横截面上具有八角形，并且内表面30的凹陷形状是由八角形的角302形成。
[0034]外表面50的凸起形状由四个滚子52形成，该滚子安装在定子5中并且围绕与中心轴线X-X’平行的旋转轴线相对于定子5可旋转。优选地，定子组件I设有四个滚子52。作为未示出的变型，定子组件I可包括四个以上的定子52。
[0035]在图1和图2的实施方式中，定子5由四个分开的部件5a、5b、5c和5d制成。滚子52安装在设于四个分开的部件5a、5b、5c和5d的界面处的圆柱形孔中。
[0036]角302和滚子52布置成使得在图1所不的壳体3和定子5的第一相对位置中，滚子52被插入角302中。在与插入构造对应的该位置中，定子5可沿中心轴线X-X’径向地、自由地安装在壳体3内。
[0037]在图2所示的壳体3和定子5的第二相对位置，该位置相对于第一位置围绕中心轴线X-X’有角度地偏移，滚子52与在角302之间延伸的内表面30的平面部分304接触。在与锁定构造对应的该位置，滚子52抵靠内表面30施加径向力F，该径向力相对于壳体3有角度地且轴向地锁定定子5。
[0038]为了获得该径向力F，内表面30的最小直径D30小于外表面50的最大直径D50，内表面30的最小直径D30对应于平面部分304的中心到轴线X-X ’之间的距离，外表面50的最大直径D50对应于滚子52与轴线X-X ’之间的最大距离。
[0039]当操作者制作定子组件I时，他必须相对于两者彼此来定位分开的壳体3和定子5，以使定子5沿中心轴线X-X’被安装在壳体中时滚子52可被插入角302中，如图1所示。当执行该步骤时，操作者仅需要如图1中箭头Al所示的方向绕中心轴线X-X’相对于定子5旋转壳体3(反之亦然)，以获得如图2所示的定子组件I的紧固。
[0040]作为可选的特征，定子组件I包括至少一个螺钉6，用于锁定定子5相对于壳体3的角位置。在所示示例中，定子组件I包括一个螺钉6，该螺钉相对于中心轴线X-X’在向心方向方向上被插入到壳体3的螺纹孔外壳38中。螺钉6抵靠径向外表面50施加径向力F6。
[0041]本发明的其它实施方式在图3至图12中示出。在这些实施方式中，与第一实施方式共同的元件具有相同的附图标记并且以同样的方式运作。下文仅详细说明与第一实施方式的不同之处。
[0042]在图3和图4的实施方式中，定子5由唯一的单块部件制成。定子5的外表面50的凸起形状由突起54形成。如图3所示的插入构造中，突起54被插入角302中。在图4所示的锁定构造中，突起54与平面部分304接触，以使壳体3和定子5被紧固在一起。
[0043]图5和图6的实施方式与图1和图2的实施方式的不同之处在于，内表面30没有横截的八角形，并且内表面30的凹陷形状由具有圆柱形形状的凹部30a形成。在图5所示的插入构造中，滚子52被插入凹部30a中。在图6所示的锁定构造中，滚子52与不设有凹部30a的内表面30的部分接触，并且直径D30小于最大直径D50。
[0044]图7和图8是图3和图4的实施方式与图5和图6实施方式的组合。在该实施方式中，内表面30的凹陷形状由凹部30a形成，而定子5由唯一的单块部件形成，并且外表面50的凸起形状由突起54形成。
[0045]在图9和图10的实施方式中，凹陷形状设在外表面50上，而凸起形状设置在内表面30上。在该实施方式中，内表面30的凸起形状由具有圆柱形形状的突起32形成。定子5具有与图1和图2的实施方式中大致相同的结构。外表面50的凹陷形状是由设在滚子52的两侧的凹部56形成。
[0046]在图9的插入构造中，突起32被插入凹部56中。在图10所示的锁定构造中，突起32与滚子52接触，以使组件I被锁定。
[0047]图11和图12的实施方式与图9和图10的实施方式的不同之处在于，定子5由唯一的单块部件构成。外表面50的凹陷形状由具有圆柱形形状的凹部58形成。
[0048]在图11所示的插入构造中，突起32被插入凹部58中。在图12所示的锁定构造中，突起32与不设有凹部58的外表面50的部分接触，并且其具有的最大直径D50大于内表面30的最小直径D30。
[0049]上述实施方式和变型的技术特征可以组合以形成本发明新的实施方式。
【主权项】
1.一种定子组件(I)包括同心的壳体(3)和定子(5)，所述定子(5)径向地安装在所述壳体(3)的内，所述壳体(3)具有内表面(30)并且所述定子(5)具有径向地面对所述壳体(3)的内表面(30)的外表面(50)，其中，所述定子(5)的外表面(50)和所述壳体(3)的内表面(30)中的一个具有凹陷形状(302; 30a; 56; 58)，并且所述定子(5)的外表面(50)和所述壳体(3)的内表面(30)中的另一个具有凸起形状(52;54;32)，并且所述凹陷形状和所述凸起形状被布置成: -在所述壳体(3)和所述定子(5)的第一相对位置，所述凸起形状插入所述凹陷形状中，以使所述定子(5)能够沿所述组件(I)的中心轴线(X-X’)径向地被安装在所述壳体(3)内， -在所述壳体(3)和所述定子(5)的第二相对位置，该第二相对位置绕所述中心轴线(X-X’)相对于所述第一位置有角度地偏移，所述凸起形状抵靠具备所述凹陷形状的所述壳体(3)和所述定子(5)中的一个施加径向力(F)，所述径向力相对于所述壳体(3)有角度地且轴向地锁定所述定子(5)。2.根据权利要求1所述的定子组件，其中，所述壳体(3)的内表面(30)的最小直径(D30)比所述定子(5)的外表面(50)的最大直径(D50)更小。3.根据权利要求1所述的定子组件，其中，所述定子组件包括适于被插入四个凹陷形状(302;30a;56;58)中的四个凸起形状(52;54;32)。4.根据权利要求1所述的定子组件，其中，所述凹陷形状设在所述壳体(3)的内表面(30)上，而所述凸起形状设在所述定子(5)的外表面(50)上。5.根据权利要求4所述的定子组件，其中，所述壳体(5)的内表面(30)的凹陷形状是由具有圆柱形形状的凹部(30a)形成。6.根据权利要求4所述的定子组件，其中，所述壳体(3)的内表面(30)在横截面中具有八角形，并且其中，所述壳体(3)的内表面(30)的凹陷形状是由所述八角形的角(302)形成。7.根据权利要求4至6中任一项所述的定子组件，其中，所述定子(5)的外表面(50)的凸起形状是由突起(54)形成。8.根据权利要求4至6中任一项所述的定子组件，其中，所述定子(5)的外表面(50)的凸起形状是由围绕与所述组件(I)的中心轴线(X-X’)平行的轴线相对于所述定子(5)能够旋转的滚子(52)形成。9.根据权利要求8所述的定子组件，其中，所述定子(5)由四个分开的部件(5a，5b，5c，5d)制成，并且其中，所述滚子(52)被安装在设于所述定子(5)的四个分开的部件(5a，5b，5c，5d)的界面处的圆柱形孔中。10.根据权利要求1至3所述的定子组件，其中，所述凹陷形状设在所述定子(5)的外表面(50)上，而所述凸起形状设置在所述壳体(3)的内表面(30)上。11.根据权利要求10所述的定子组件，其中，所述壳体的内表面的凸起形状是由突起(32)形成。12.根据权利要求10所述的定子组件，其中，所述定子(5)的外表面(50)的凹陷形状是由具有圆柱形形状的凹部(58)形成。13.根据权利要求10所述的定子组件，其中，所述外表面(50)的凹陷形状设在滚子(52)的两侧(56)，所述滚子设在所述定子(5)上并且围绕与所述组件(I)的中心轴线(X-X’)平行的轴线相对于所述定子(5)能够旋转，并且其中，在所述定子(5)和所述壳体(3)的第二相对位置中，所述壳体(3)的内表面(30)的凸起形状(32)抵靠所述滚子(52)施加所述径向力(F)。14.根据权利要求13所述的定子组件，其中，所述定子(5)由四个分开的部件(5a，5b，5c，5d)制成，并且其中，所述滚子(52)被安装在设于所述定子(5)的四个分开的部件(5a，5b，5c，5d)的界面处的圆柱形孔中。15.—种磁性轴承或电动机，包括根据前述权利要求中任一项的定子组件(I)。
【文档编号】H02K5/04GK106026428SQ201610166050
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】E.卡拉斯科, E.赫里斯
【申请人】斯凯孚磁性机械技术公司