电机定子固定方法
【专利摘要】本发明公开一种车辆，包括：可动元件和电机，该电机或者驱动可动元件或者被可动元件驱动。电机包括第一壳体部、第二壳体部和定子。第一壳体部接合第二壳体部。定子以压缩力的方式连接到第一壳体部和第二壳体部，所述压缩力由第一壳体部和第二壳体部提供并且在第一壳体部和第二壳体部之间施加到定子。
【专利说明】电机定子固定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机，并且更具体地，涉及一种用于将电动机或发电机的定子固定到壳体的方法和装置。
【背景技术】
[0002]电动机是将电能转化为机械能的电磁/机械装置。相反地，发电机是将机械能转换成电能的电磁/机械装置。诸如电动机和发电机的电机，通过铁性材料和磁场和载流导体的相互作用操作，以从而分别地产生机械力或电力。已经发现电动机在各种应用中的使用，如泵、鼓风机、风扇、机床、家电、电动工具、计算机中的磁盘驱动器等。电动机具有各种尺寸，从应用在手表中的小型电机到应用在机动车发动机中的相对大型电动机/发电机。
[0003]电动机的转子通常是电动机的旋转部分，并且其由于分布在电动机中的磁场并因此绕转子的轴线生成的转矩而旋转。定子是静止部分，转子在定子内旋转。定子和转子之间的电磁相互作用导致转子旋转并且将运动和转矩传递给连接到通常通过转子运转的轴的某些元件。电磁相互在转子中产生转矩并在定子中产生大致相反的转矩。定子通常由被定向的叠片的堆栈制成，具有穿过其中的电绕组，并且定子最常见地通过热降工艺(hotdrop process)固定到壳体。热降工艺包括将壳体加热至高温，从而使壳体膨胀，并且定子然后下降进入被加热壳体，其中壳体和定子的尺寸被设定为当壳体冷却时产生过盈配合的结果，由收缩的壳体在定子上施加径向压缩力。热降工艺中需要大量的能量来加热壳体。
[0004]将定子固定到壳体的另一种方式是通过螺栓的方式，螺栓延伸穿过壳体和定子的叠片，从而使定子相对于壳体固定。因为需要容纳穿过叠片延伸的螺栓的孔，这存在着叠片有效性降低的问题。
[0005]本领域需要一种用于将定子连接到电机壳体的有效的、节能的方法和装置。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种用于将定子连接到电机的壳体的方法和装置。
[0007]在一种形式中，本发明涉及一种车辆，包括可动元件和或者驱动所述可动元件或者被所述可动元件驱动的电机。电机具有第一和第二壳体部和定子。第二壳体部接合第一壳体部。定子以压缩力的方式连接到第一壳体部和第二壳体部，所述压缩力由第一壳体部和第二壳体部提供并且在第一壳体部和第二壳体部之间施加到定子，或者，所述压缩力由将第一壳体部保持到第二壳体部的紧固件提供。
[0008]在另一种形式中，本发明涉及电机，其具有第一和第二壳体部和定子。第二壳体部与第一壳体部接合。定子以压缩力的方式连接到第一壳体部和第二壳体部，所述压缩力由第一壳体部和第二壳体部提供并且在第一壳体部和第二壳体部之间施加到定子。
[0009]在另一种形式中，本发明涉及在电机中固定定子的方法，所述方法包括设置定子、设置第二壳体部和施加压缩力的步骤。设置定子的步骤包括将定子设置在第一壳体部中，使得在定子的一个端部上的叠片的一部分在轴向方向上直接地接触所述第一壳体部的一部分。设置第二壳体部的步骤包括:将第二壳体部设置为靠着定子的相对的端部上的另一叠片。施加压缩力的步骤包括向所述叠片和所述另一叠片施加轴向压缩力以藉此排除定子相对于所述壳体部的运动。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]通过结合附图参考本发明的实施例的下列描述，本发明的上述和其它特征和优点以及获得它们的方式将变得更加明显，并且本发明将被更好地理解，其中:
[0011]图1示出了利用根据本发明的结构和方法构造的电机的实施例的车辆；
[0012]图2是在图1的车辆中使用的电机的实施例的截面示意图；
[0013]图3是在图1的车辆中使用的电机的另一个实施例的截面示视图；和
[0014]图4是图2或3中任一个的电机的端视图。
[0015]在全部这些视图中，相应的附图标记表示相应的部件。在此提出的例子只是用于例证本发明的实施例，并且这些例子不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
【具体实施方式】
[0016]现在参照附图，尤其是参照附图1，其示出了车辆10，车辆10可以是农业机械、建筑机械、林业机械或其他车辆的形式。车辆10包括具有可动元件14的底盘12，可动元件14以轮子为形式，轮子直接地或间接地由至少一个电机16驱动，电机16或者提供电力或者由诸如发动机18的动力源的方式提供电力。电机16可以是一个电动机或发电机。实际上，车辆10可以具有通过使用本发明的结构特征的方法构造的电动机和发电机两者中的至少一个。来自电源的电力在机器操作人员的控制下被施加到电机16以驱动被驱动装置14。
[0017]现在，另外参考图2，图示的电机16具有以滑动的方式彼此接合的壳体部20和22，壳体部20和22用紧固件24固定在一起，紧固件24以螺栓的形式穿过壳体部20的一部分并拧进壳体部22的一部分中。轴26延伸穿过壳体部20和22的至少一个，并具有连接到轴26上的转子28。定子30被连接到壳体部20和22。定子30包括叠片32和延伸通过叠片32的绕组34。叠片32通常是堆叠在一起的黑色金属(铁性金属)片，并且以绕组34为形式的电导体被缠绕成具有所期望的几何形状，以用于磁场感应进入叠片32或用于磁场穿过绕组34的回路。图示的位于定子30的两侧的绕组34的部分可以被称为端部绕组或延伸超出叠片32进入腔36中的线圈端部(end turn)，但是为了解释本发明，绕组34被示意性地显示，其细节根据电动机或发电机的具体情况而变化。这是示意性地呈现，转子28和定子30的比例大小可能不反映这些元件的每一个的实际比例。
[0018]壳体部20具有径向地向内延伸的环形凸起38，并且提供肩部，叠片32的径向向外的部分抵靠着所述肩部接触。以相似的方式，壳体部22具有突出部40，该突出部40径向地向内延伸，以在定子30的相对于突出部38接触的叠片的相反侧接触叠片。紧固件24被扭转，使得存在于紧固件24中的拉伸力产生以突出部38和40为方式施加到叠片32的压缩力，从而使定子30相对壳体部20和22不能。定子30通过因此施加的压缩力结合和扭转地连接或连接到壳体部20和22。
[0019]壳体20的从叠片32沿径向地向外的部分不提供与定子30的过盈配合并且它们之间的任何相互作用都不足以确保定子30固定到壳体部20。这部分可以实际上具有轻微锥度，以便于装配和引导定子30，使得当定子30遇到突出部38时，其在壳体20中良好地对中。如图3所示，这部分可以与定子30间隔开，其可以用作冷却通道。
[0020]现在，额外地参考图3，其图示了电机116，其在结构上与在图2所示的类似，用于相同部分的附图标记数字是相同的，并且对于虽然有些不同但是在其效用上明显类似的部分附图标记数字增加100。在这里，壳体部122沿着端部叠片的径向向外的部分的侧面延伸。再次地，定子30通过由壳体部120和122以及紧固件124施加于其上的轴向作用力而被压缩地保持在其位置上。
[0021]紧固件24和124被图示为螺栓，然而其它紧固件也可以预期的，以提供施加到定子30上的压缩力。壳体部20和22以及120和122通过O形环42和142分别地被密封在一起。腔体36可以包括齿轮传动，诸如在电机16和116中使用的传动装置或其他元件，从而轴26可以不直接地从转子28延伸穿过壳体22/122。此外，壳体部中的至少一个可以与车辆10的其它结构形成整体，和/或壳体部可以包围未被示出的其它部件。为清楚起见，电力互连和导线已经被有意地从图中省略，以便集中于本发明的解释。
[0022]没有紧固件或其他元件穿过定子30将定子30固定到壳体部20，22，120或122。如本文所讨论的，定子30是通过来自壳体部的压缩力和来自紧固件的拉伸力固定从而不能轴向和旋转运动的。轴向作用力同壳体部20，22，120，122之间的摩擦相配合，共同相对于各个壳体部扭转地限定定子30。
[0023]现在，额外地参考图4，示出了电机16、116的端视图。这个视图描绘了紧固件24或124的分布，其可以绕壳体部20、120的径向外的部分对称地或不对称地设置，而不延伸穿过电机16或116的主体。
[0024]本发明提供用于定子30以及电机16和116的转矩传输的径向导引和轴向对准。当定子30通过在定子30的外部部分或外径与壳体20、120的内部相应的直径之间的受控制的间隙配合轴向地插入壳体20、120时,定子30被径向地定位(导引)。定子30的轴向定位和朝向定子30的转矩传递是通过将定子30夹紧在两个相邻壳体的肩部38和40、138和140之间来实现的。在本文中所讨论的特殊的配置允许在两个相邻壳体之间使用诸如O形圈42、142的径向密封装置，从而提供具有成本效益的密封，并且允许组件适应在生产公差内的叠片32的堆栈的长度变化，同时防止泄漏，并且允许定子30被紧紧地夹住用于转矩传输。
[0025]有利地，本发明能够方便组装和拆卸。这便于重建电机16116，并且在整修变得不实际或不理想时，可更加方便部件的回收。这相对于现有技术而言具有经济和环境优势。
[0026]虽然已经参照至少一个实施例描述了本发明，然而本发明可以在本公开的精神和范围内进一步修改。本申请因此旨在覆盖使用本发明的一般原理的任何变化、用途或改造。此外，本申请意在涵盖虽然与本发明不同，但落入本发明所属【技术领域】中的公知常识或惯用手段范围内的或者落入所附权利要求限定的范围内的改变。
【权利要求】
1.一种车辆,包括: 可动元件； 电机，该电机或者驱动所述可动元件或者被所述可动元件驱动，所述电机包括: 第一壳体部； 与所述第一壳体部接合的第二壳体部；和 定子，通过压缩力连接到所述第一壳体部和所述第二壳体部，所述压缩力由所述第一壳体部和所述第二壳体部施加并且在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间施加到所述定子。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述定子包括多个叠片，所述压缩力被施加到所述叠片的一部分。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述叠片的所述部分是所述叠片的径向向外的部分。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述压缩力大致在轴向方向上。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述第一壳体部在所述轴向方向上大致延伸跨过所述定子。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述定子不具有延伸穿过所述定子以将所述定子固定到所述壳体部的任何元`件。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中所述电机还包括连接在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间的至少一个紧固件，通过在所述至少一个紧固件中具有拉伸力，所述至少一个紧固件提供所述压缩力到所述定子。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中所述电机还包括设置在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间的流体密封装置。
9.一种电机，能够连接到车辆，所述电机包括: 第一壳体部； 与所述第一壳体部接合的第二壳体部；和 定子，通过压缩力连接到所述第一壳体部和所述第二壳体部，所述压缩力由所述第一壳体部和所述第二壳体部施加并且在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间施加到所述定子。
10.根据权利要求9所述的电机，其中所述定子包括多个叠片，所述压缩力被施加到所述叠片的一部分。
11.根据权利要求10所述的电机，其中所述叠片的所述部分是所述叠片的径向向外的部分
12.根据权利要求11所述的电机，其中所述压缩力大致在轴向方向上。
13.根据权利要求12所述的电机，其中所述第一壳体部在所述轴向方向上大致延伸跨过所述定子。
14.根据权利要求9所述的电机，其中所述定子不具有延伸穿过所述定子以将所述定子固定到所述壳体部的任何元件。
15.根据权利要求14所述的电机，其中所述电机还包括连接在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间的至少一个紧固件，所述至少一个紧固件提供所述压缩力到所述定子。
16.根据权利要求9所述的电机，其中所述电机还包括设置在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间的流体密封装置。
17.一种在电机中固定定子的方法，所述方法包括以下步骤: 将定子设置在第一壳体部中，使得在定子的一个端部上的叠片的一部分在轴向方向上直接地接触所述第一壳体部的一部分； 将第二壳体部设置成靠着位于定子的相对的端部上的另一叠片；和向所述叠片和所述另一叠片施加轴向压缩力，以藉此阻止定子相对于所述第一壳体部和第二壳体部的运动。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述压缩力被施加到所述叠片的径向向外的部分。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述压缩力大致由紧固件提供，所述紧固件在轴向方向上将所述第一壳体部连接到所述第二壳体部。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述定子不具有延伸穿过定子以将定子固定到所述壳体部的任何元件。`
【文档编号】H02K15/00GK103872858SQ201310689484
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】克雷格·R·埃克, 凯尔·K·麦肯基, 加伦·R·拉夫, 罗杰·W·伯杰斯 申请人:迪尔公司