专利名称：带有夹紧装置的转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有空心圆柱形磁铁装置的永久磁铁转子或异步短路转子，该磁铁装置有永久磁铁并可以重新可拆地安装在一根轴上。
无套筒的永久磁铁转子为了无间隙地传递扭矩，通常借助热接合摩擦连接地装配在主轴上。通过这种摩擦连接或力传递连接，不能或只能在转子受损的情况下拆卸。可拆式装置需要套筒结构，此时将转子铁芯连同永久磁铁或短路绕组笼安装在一套筒上。在
图1中表示这种转子。转子铁芯1连同永久磁铁沿径向套装在转子套筒2上。转子套筒2设计为油压组合，为的是能借助油压将转子重新从主轴上拆卸。为此，套筒有一些相应的注油孔3。采用这种转子套筒2，转子铁芯的轴向孔直径减小为转子套筒2的内径D。因此，由于限制了轴的外径，降低了电机主轴的静态和动态刚度，以及限制可达到的最大拉杆通道(Stangendurchlass)。此外，为了传递扭矩需要最低接合压力，从而应通过转子套筒2与主轴之间的力传递连接传递一定的最小扭矩。可传递的扭矩由接合力乘以挤压面积得出。因此在挤压面积较大时，亦即对于直径较大的轴向孔，接合压力可减小，或由于加工公差造成的最大接合压力可借助可调的夹紧装置减小。
通过挤压或接合压力可导致轴或工作主轴的变形，这种变形必须通过复杂的加工校正。出自于加工技术方面的原因，实际接合压力由最小接合压力和附加地由于轴的加工公差及套筒的加工公差造成的压力得出。由此使接合压力很大，结果使轴的变形遭受只有付出高的代价才能克制的振摆。
为了能更好地克制轴的变形以及降低制造及装配成本，往往在转子套筒2与轴之间使用一种阶梯式挤压，如图1中通过转子套筒2内表面的造型所表示的那样。在这里，在两个轴向端区内分别设一个挤压区4、5，针对挤压它必须有严格的尺寸公差。很容易看出，这种可以从轴上拆卸的转子只有用非常高的加工费用才能制成，而且套筒限制了轴的外径。
因此本发明的目的在于，建议一种永久磁铁转子或异步转子，它能可拆地安装在轴上以及降低它的生产成本和在铁芯配合座区域内允许最大可能的轴外径和/或轴内径，以及通过使接合压力最小化改善轴的同轴度品质。
按本发明此目的通过一种转子达到，该转子包括一个空心圆柱形磁铁装置，该磁铁装置有永久磁铁或短路杆以及它可以可拆地安装在轴上，以及包括至少一个环形固定装置，用于旋转固定地固定在磁铁装置或转子端侧之一上以及用于形状封闭或力传递地与轴连接。
这种可安装在磁铁装置或转子端侧上用于传递扭矩的固定装置，允许有更大的轴向孔直径并因而可降低最小接合压力。因此，不仅可以使用具有更高静态和动态刚度的主轴，而且通过减小接合压力也显著减小主轴的变形。
优选地，固定装置包括至少一个螺栓，借助它施加夹紧力。这意味着夹紧力不必通过有待昂贵地加工出的配合来实现。
此外，固定装置可以有一个夹紧套筒用于固定在磁铁装置上以及有一个夹紧盘用于将夹紧套筒夹紧在轴上。因此提供了一些非常简单的夹紧件，从而也可以由终端顾客将各自的转子安装在各自的主轴上，以及这一工作无须由制造商完成。
此外，夹紧套筒可设计为折角盘。这种盘可以非常经济地生产。
按一种特殊的实施形式，所述夹紧套筒也可以与所述磁铁装置固定连接。在这种情况下使用者只须将夹紧盘装在所述夹紧套筒上，以便将转子固定在所述轴上。
本发明的另一种实施形式在于，夹紧套筒设计为开有缝槽。这样做的优点是，可以减小借助夹紧盘的夹紧力，因为套筒的分段更易于贴靠在轴上。
按另一种实施形式，固定装置只包括一个与夹紧盘类似在圆周上开轴向缝的环，不过它固定安装或可以固定安装在转子铁芯上。由此可以取消另一个零件，亦即夹紧套筒或夹紧盘。
按另一种实施形式，所述固定装置包括一个具有一个锥形段的夹紧套筒，锥形段可以压入磁铁装置与轴之间，从而在这两个构件之间造成力传递的连接。由此可以赢得尤其轴向的安装空间。
此外，夹紧套筒可以有一种用于补偿不平衡度的配衡盘的功能。由此也可以取消专用的配衡盘。
下面借助附图详细说明本发明，其中图1表示按现有技术带有支承套筒的可拆式转子；图2表示按本发明具有固定安装的夹紧套筒的无套筒并可拆的转子；图3表示按本发明具有可安装的夹紧套筒的永久磁铁转子；
图4表示开有缝槽的夹紧套筒的侧视图；图5表示按本发明具有锥形夹紧套筒的永久磁铁转子；以及图6表示图5所示锥形夹紧套筒的侧视图。
下面详细说明的实施例作为本发明优选的实施形式。
本发明的基本思想在于，转子的磁铁装置，亦即包括永久磁铁在内的转子铁芯，可借助固定装置无需套筒、形状封闭或力传递地装配在轴上。因此，借助简单的连接法兰可以实现无间隙的扭矩传递，以及无需专用工具可以在室温下实现一种可装和可拆的转子部件。
按图2的第一种实施形式，在转子铁芯21各端侧安装一个设计为薄板件形式上为折角盘的夹紧套筒23，上述转子铁芯按剖面图C-C在其圆周带有一些永久磁铁22。如图2下半部所示，夹紧套筒还满足转子端盘的功能。
为了简化没有在剖面图C-C中表示围绕永久磁铁22的外箍带24。
为了将两个夹紧套筒23固定在轴25上采用夹紧盘26。它们将每个夹紧套筒23的轴向延伸段压在轴25上，由此保证必要的接合力。与之不同，夹紧套筒23也可以例如借助螺钉直接与轴连接(力传递式径向螺钉连接)。
按选择，夹紧套筒可以开有缝槽。这意味着，沿转子铁芯21或轴25轴向延伸的区段在其圆周上有一条或多条轴向缝。由此可以使夹紧套筒23的各分段更易于压靠在轴25上，从而可以减小夹紧盘26的夹紧力。
在由此可以取消转子套筒后，可利用的轴向孔直径增大。所述结构的另一些优点在于，转子无需改变几何结构可安装在轴上和可从轴上拆卸。此外力的传递无间隙地进行。
通过夹紧作用的最小化，得到一种更有利的、明显改善主轴的同轴度品质的变形状况。
夹紧盘26可以设计为开口或封闭的。开口的夹紧盘是开缝的，它的夹紧力例如通过一根螺栓产生。然而对于高转速而言有利的是将夹紧盘设计为封闭的。
图3表示本发明的第二种实施形式。在这里，在其圆周上带有永久磁铁32的转子铁芯31，在端侧通过转子端盘33封闭。在剖面图C-C中仍未表示外箍带34。如图4详图中表示的夹紧套筒35，借助螺钉36装配在转子端盘33上。
按图4，其定向与图3中右边的夹紧套筒35一致的那个夹紧套筒35设计为开缝的。也就是说，它的轴向段351有至少一个轴向缝352。所述的缝352在图3的上半部内也能看出，而它在下半部中不能看到。在夹紧套筒35的开缝部分351上，如第一种实施形式中那样，分别安装一个夹紧盘37。夹紧盘37可分别用螺钉38夹紧。在这里它们将开缝的部分351压靠在主轴39上。
夹紧套筒35的内表面已完成加工。转子可以在工厂里配备好夹紧套筒35，或事后由顾客安装。转子的对中定心通过夹紧套筒35及轴向孔的尺寸公差及形状公差保证。在转子铁芯31内扭矩的传递，如前面的例子中那样，通过叠片粘结(例如粘结性漆)、借助拉紧螺杆、借助形状封闭元件或借助外箍带之类实现。
在图5和6中表示本发明的另一种实施形式。在这里表示的构件与前面那些实施例中的基本一致。因此下面只详细说明那些不同设计的部分。转子铁芯51在其两个包括转子端盘52在内的端侧设计为锥形。夹紧套筒53轴向延伸的区段531同样设计为锥形。在本实施例中，所述轴向延伸的区段531插入转子铁芯51下方。通过螺钉54施加相应的力，螺钉穿过夹紧套筒53旋入转子端盘52中。夹紧套筒53在转子端盘52中旋入越深，它们便更紧地压靠在轴55上。在这种情况下也有利的是，将夹紧套筒53设计为开有缝槽的以及有相应的缝槽532。此外，在所介绍的这些实施例中的夹紧套筒可以设计有内螺纹和/或外螺纹。
夹紧套筒可以有或没有间隙，亦即未夹紧或夹紧地接合在主轴上。与之不同，作为固定装置也可以使用传动套筒取代夹紧套筒，它例如通过沉陷(Einsickungen)、PF-轮毂键槽等与主轴形状封闭连接。
此外，夹紧套筒例如为了更易于与转子铁芯组装可以设计阶梯状配合座，也就是说，第一夹紧套筒的内径＜转子孔的内径＜第二夹紧套筒的内径。但这种组合也可以设计为具有第一夹紧套筒的内径＝转子孔的内径＝第二夹紧套筒的内径的几何结构。
定子直至主轴或轴的力线或磁通经由下列构件延伸定子、转子铁芯、必要时转子端盘、夹紧套筒和主轴。在转子铁芯内力线或磁通按顺序经由具有拉紧螺杆的铁芯或经由纤维复合材料套筒到夹紧套筒。但它也可以平行地经拉紧螺杆和纤维复合材料套筒或借助其他铁芯固定装置(例如焊接、粘结之类构成的铁芯)进一步导向夹紧套筒。此外，力线或磁通可例如通过铁芯的轻度紧配合，例如通过配合裕量或弹性形状元件，如在铁芯配合座下面的O形圈加以支持。
权利要求
1.一种电机的转子，其包括一空心圆柱形磁铁装置(21、22、31、32、51)，该磁铁装置具有永久磁铁(22、32)或短路杆并且可以可拆地安装在轴(25、39、55)上，其特征在于，至少一个环形固定装置(23、26；35、37；53)用于旋转固定地固定在所述磁铁装置(21、22、31、32、51)端侧之一上以及用于形状封闭或力传递地与所述轴(25、39、55)连接。
2.按照权利要求1所述的转子，其中，所述固定装置(23、26；35、37；53)包括至少一个螺钉，借助它施加夹紧力。
3.按照权利要求1或2所述的转子，其中，所述固定装置(23、26；35、37；53)有一夹紧套筒(23、35)用于固定在所述磁铁装置(21、22、31、32、51)上以及有一夹紧盘(26、37)用于将夹紧套筒(23、35)夹紧在一个轴(25、39、55)上。
4.按照权利要求3所述的转子，其中，所述夹紧套筒是一个折角盘(23)。
5.按照权利要求3或4所述的转子，其中，所述夹紧套筒(23)与所述磁铁装置(21)固定连接。
6.按照权利要求1或2所述的转子，其中，所述固定装置有一个具有锥形段(531)的夹紧套筒(53)，该锥形段可以压入所述磁铁装置(51)与轴(55)之间，从而在这两个构件之间造成力传递的连接。
7.按照权利要求3至6之一所述的转子，其中，所述夹紧套筒(23、35)有一种用于补偿不平衡度的配衡盘的功能。
8.按照权利要求3至7之一所述的转子，其中，所述夹紧套筒(35、53)上开有缝槽。
9.按照上述任一项权利要求所述的转子，其中，所述固定装置包括一个夹紧环，它沿轴向开缝以及可直接安装在所述磁铁装置上。
全文摘要
本发明的目的是降低可拆式永久磁铁转子或异步短路转子的制造成本。为此建议了一种转子，它有至少一个环形固定装置(23)用于旋转固定地固定在磁铁装置(21、22)端侧之一上以及用于形状封闭或力传递地与轴(25)连接。因此可以取消专用的支承套筒以及使转子铁芯(21)可制有直径更大的轴向孔。由此可以减小最小接合压力，从而避免主轴变形和复杂的再加工。此外，主轴(25)的制造公差可以不那么严格地选择。
文档编号H02K1/28GK101061621SQ200580039329
公开日2007年10月24日 申请日期2005年9月19日 优先权日2004年9月24日
发明者于尔根·马丁, 赫尔穆特·索普 申请人:西门子公司