磁芯和具有磁芯的电机的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的主题的磁芯以及具有至少一个这样的磁芯的电机。

背景技术：

1、磁芯例如由ep 2 869 316 b1已知。所述磁芯在电机中使用，以便束集磁场。问题在于，所述磁芯构造得相对较大，使得配备有这样的磁芯的电机要求相对多的结构空间，这例如在考虑汽车制造中所要求的包装尺寸时是有问题的。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务在于，提供用于磁芯的一种改进的实施方式或者至少一种不同的实施方式。此外，也应给出具有至少一个这样的磁芯的电机。

2、在本发明中，这些任务尤其通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施方式是从属权利要求和说明书的主题。

3、本发明的基本构思在于，通过一种创新的构型使磁芯更紧凑且重量更轻。

4、为此，本发明提供一种用于电机的磁芯，该磁芯具有芯环，该芯环限定中心轴线并且由磁性芯材料、尤其是铁氧体形成。重要的是，芯环具有累加的轴向芯材料宽度，该累加的轴向芯材料宽度在径向上从内向外减小。适宜地，这可以通过磁芯的芯环的歪斜部和/或梯级部实现。换言之，芯环在该芯环的关于中心轴线观察在径向上位于内部的位置处的累加的轴向芯材料宽度始终大于芯环在该芯环的相对于该芯环的位于内部的位置在径向上位于外部的位置处的累加的轴向芯材料宽度。这就是说，随着与中心轴线的间距增加，芯环的芯材料宽度减小。这具有如下效果：与轴向芯材料宽度在径向上从内向外是恒定的传统芯环相比，根据本发明的芯环在径向外部具有比在径向内部少的芯材料。由此可以节省芯材料，由此根据本发明的磁芯可以有利地相对紧凑地且轻重量地构造。此外，该磁芯的制造由于节省芯材料而相对成本有利。这另外具有如下效果：芯环的轴向芯环环横截面(关于中心轴线)在径向上从内向外在面积方面也始终大小相同或者至少基本上大小相同。

5、适宜地或者根据本发明的另一种基本构思可以设置，芯环如此构型，使得在芯环的径向宽度上观察，该芯环的(关于中心轴线观察的)轴向芯环环横截面从(关于中心轴线的)径向内部向径向外部在面积方面大小相同或者至少基本上大小相同。适宜地，轴向芯环环横截面在此至少在芯环的径向区段中在面积方面大小相同或者至少基本上大小相同。由此，例如在径向上位于内部的第一轴向芯环环横截面的面积b1xl1在面积方面与相对于第一轴向芯环环横截面观察在径向上进一步位于外部的第二轴向芯环环横截面的面积b2xl2大小相同，所述第一轴向芯环环横截面具有在中心轴线的方向上能求取的轴向宽度b1和在围绕中心轴线的周向方向上能求取的周向长度l1，所述第二轴向芯环环横截面具有在中心轴线的方向上能求取的轴向宽度b2和在围绕中心轴线的周向方向上能求取的周向长度l2。这具有如下有利效果：如果磁场流过磁芯的芯环，则在关于中心轴线的径向方向上观察，芯环的所有轴向芯环环横截面具有相同的磁通密度。换言之，同样多的磁场线穿过芯环的所有轴向芯环环横截面。由此，尤其可以实现预给定的最小芯环环横截面，以便例如防止磁芯的芯环的磁饱和。适宜地，相应的芯环环横截面可以通过磁芯的芯环的歪斜部和/或梯级部来实现。借助这样的歪斜部和/或梯级部也实现材料节省，使得与常见的芯环相比，可以借助较少的芯材料制造磁芯的芯环。

6、适宜地，所述磁芯通过铁氧体芯实现。

7、进一步适宜地，所述电机通过外部激励的同步电机实现。另外，所述电机可以通过异步电机或者滑环转子实现。

8、适宜地，尤其通过外部激励的同步电机或者异步电机实现的该电机可以具有感应式能量传输器、尤其是感应式转动能量传输器，该感应式能量传输器配备有至少一个磁芯。这就是说，所述磁芯或者通过铁氧体芯实现的磁芯可以在外部激励的同步电机或者异步电机内的感应式能量传输器中使用或者适合用于此或者安装在其中。

9、适宜地，所述感应式能量传输器(或者感应式转动能量传输器)用于以无接触的方式并且因此在实践中以无磨损的方式从电机的定子向电机的转子传输电能，使得能够给转子的转子绕组通电。适宜地，感应式能量传输器具有布置在定子中或者上的初级线圈、布置在转子中或者上的次级线圈以及磁芯，该磁芯引导和束集由初级线圈和次级线圈建立的磁场。

10、适宜地，感应式能量传输器通过感应式转动能量传输器实现。感应式能量传输器可以实现变压器，因此能够考虑，根据本发明的磁芯也在电车床之外的变压器中使用。

11、在本发明的意义上，适宜地，所述累加的轴向芯材料宽度应理解为芯环的如下轴向宽度：该轴向宽度在计算上通过芯环的在芯环的预给定的径向位置处由芯材料形成的区段的所有单个轴向宽度的累加得出。换言之，累加的轴向芯材料宽度也可以被称为芯环的轴向材料宽度。适宜地，芯环的或者磁芯的并非由芯材料形成的区段不对芯环的累加的轴向芯材料宽度或芯环的材料宽度作出贡献。

12、在此适宜的是，芯环具有相对于彼此在轴向上相反地取向的两个环侧翼，在所述两个环侧翼之间布置有平面，该平面关于中心轴线正交。为了节省芯材料，在此可以设置，所述环侧翼中的一个、第一环侧翼和/或另一个、第二环侧翼具有至少一个凹槽或者凹部，该凹槽或者凹部在径向上从内向外地在轴向上拓宽。也能够设想，所述凹槽至少区段地或者完全地在围绕中心轴线的周向方向上环绕。替代地，这样的凹槽也可以关于中心轴线横向地延伸。替代地或者附加地，也可以设置，所述环侧翼中的一个、第一环侧翼和/或另一个、第二环侧翼以相对于该平面成角度地倾斜的方式实施。由此，该芯环在其环侧翼上可以如此构型，使得该芯环在径向外部比在径向内部薄。在此，环侧翼或凹槽不强制性地必须以关于中心轴线对称的方式实施。

13、进一步适宜的是，所述环侧翼中的一个、第一环侧翼具有环面，该环面至少区段地相对于所述平面成角度地倾斜并且描述其与所述平面之间的轴向间距，该轴向间距在径向上从内向外减小。由此，该环面描述一围绕中心轴线旋转的外漏斗形面。可以设置，第一环侧翼或第一环侧翼的环面面向配备有磁芯的电机的转子的励磁线圈。

14、在这种背景下，也可以适宜的是，所述环侧翼中的另一个、第二环侧翼具有对应环面，该对应环面至少区段地以相对于所述平面成角度地倾斜的方式实施。在此，该对应环面描述其与所述平面之间的轴向对应间距，该轴向对应间距在径向上从内向外减小，使得该对应环面描述一围绕中心轴线旋转的外漏斗形面。可以设置，第二环侧翼或第二环侧翼的环面背离配备有磁芯的电机的转子的励磁线圈。通过成角度的倾斜，可以以相对简单的方式实现磁芯的如下构型，在该构型中，芯环的累加的轴向芯材料宽度在径向上从内向外减小。由此，可以尤其在所述一个和/或另一个环侧翼的区域中节省芯材料，使得磁芯相对紧凑且重量轻。因此，由此给出一种尤其能够成本有利地制造的用于磁芯的优选实施方式。

15、适宜的是，在环面和/或对应环面上布置有用于磁芯的部件和/或电机的部件的紧固器件。由此，磁芯能够相对灵活地使用，尤其是，由此可以以优化的方式充分利用在配备有磁芯的电机内可供使用的安装空间。

16、进一步适宜的是，芯环在围绕中心轴线旋转的周向方向上具有在面积方面恒定的横截面。该横截面可以具有矩形的外轮廓或者梯形的外轮廓或者可以以根据对称梯形或者直角梯形的形式形成。由此给出用于磁芯的芯环的优选横截面。

17、适宜的是，芯环在径向向内朝向所述中心轴线取向的内周缘上具有径向向内敞开的芯环凹部，所述芯环凹部配属有至少一个初级线圈，所述初级线圈由电导体形成。由此，该磁芯能够配备有至少一个初级线圈，使得该初级线圈例如可以与配备有磁芯的电机的次级线圈以感应的方式共同作用，以便传输电能。

18、进一步适宜地，芯环凹部可以在轴向上由芯环的两个内环侧翼限界，所述两个内环侧翼在轴向上彼此对置。适宜地，在这些内环侧翼之间布置有另外的平面，中心轴线与该另外的平面正交地定向。在此，初级线圈可以布置在所述两个内环侧翼中的一个、第一内环侧翼上或者所述两个内环侧翼中的另一个、第二内环侧翼上。由此，初级线圈完全被包围在芯环内，由此能够实现改进的磁场束集并且因此能够实现初级线圈与次级线圈的更高效的感应耦合，该次级线圈布置在配备有磁芯的电机的转子上。由此，从初级线圈到次级线圈上的电能传输的效率提高。

19、另外可以设置，第一内环侧翼具有内环面，该内环面至少区段地相对于所述另外的平面成角度地倾斜并且描述其与所述另外的平面之间的轴向间距，该轴向间距在径向上从内向外增加。由此，该内环面描述一围绕中心轴线旋转的内漏斗形面。在此可以设置，第一内环侧翼或第一内环侧翼的内环面面向配备有磁芯的电机的转子的励磁线圈。

20、也可以是适宜的是，第二内环侧翼具有对应内环面，该对应内环面至少区段地以相对于所述另外的平面成角度地倾斜的方式实施。在此，所述对应内环面可以描述其与所述另外的平面之间的轴向对应间距，该轴向对应间距在径向上从内向外增加，使得该对应内环面形成一围绕中心轴线旋转的内漏斗形面。适宜地设置，第二内环侧翼或第二内环侧翼的对应内环面背离配备有磁芯的电机的转子的励磁线圈。通过成角度的倾斜，可以以相对简单的方式实现磁芯的构型，在该构型中，芯环的累加的轴向芯材料宽度在径向上从内向外减小。由此，可以尤其在所述一个和/或另一个内环侧翼的区域中节省芯材料，使得磁芯相对紧凑且重量轻。因此，由此给出一种尤其能够成本有利地制造的用于磁芯的优选实施方式。

21、适宜地，芯环凹部具有或者形成歪斜部或梯级部。由此增大芯环凹部，使得提供用于附加的线圈绕组的空间、例如用于初级线圈的空间。另一方面，通过该芯环凹部的歪斜部或梯级部，也可以减小初级线圈的径向延展尺寸，其方式例如是，在轴向方向上实施歪斜部或者梯级部，使得初级线圈的至少两个绕组可以在轴向上并列地安置。

22、另外，芯环凹部可以在围绕中心轴线旋转的周向方向上具有在面积方面恒定的开口横截面。

23、在此适宜的是，开口横截面具有矩形的开口轮廓或者梯形的开口轮廓，和/或以根据对称梯形或者直角梯形的形式形成。由此，给出一种用于芯环凹部的优选构型，通过该构型尤其有利于初级线圈在磁芯上的布置以及实现改进的磁场束集。

24、另外可以设置，在第一内环侧翼和/或第二内环侧翼上布置有用于磁芯的部件的紧固器件、尤其是用于初级线圈的紧固器件。由此，给出一种用于芯环凹部的优选构型，通过该构型尤其有利于初级线圈在磁芯上的布置以及实现改进的磁场束集。

25、适宜的是，芯材料是磁性材料，尤其是软磁材料，进一步尤其是铁氧体。由此给出一种用于芯环的优选的芯材料。

26、另外适宜的是，磁芯一件式地实施，即由唯一的部件形成。替代地，磁芯可以多件式地实施，其适宜地组合成唯一的磁芯。

27、适宜地，本发明提出一种电机，该电机具有至少一个根据上文描述的磁芯。

28、综上所述，应指出的是：优选地，本发明涉及一种用于电机的磁芯，该磁芯具有芯环，该芯环限定中心轴线并且由磁性芯材料形成，该芯环的累加的轴向芯材料宽度在径向上从内向外减小，由此，包围磁场线的芯环的横截面适宜地在芯环的任何部位上都是恒定的。此外，本发明涉及一种电机，所述电机具有至少一个这样的磁芯。

29、由从属权利要求、附图和与此有关的根据附图的附图说明得到本发明的其他重要特征和优点。

30、显而易见的是，上文提到的和下文待阐述的特征不仅可以按相应给出的组合使用，还可以按其他的组合来使用或者单独使用，而不脱离本发明的框架。