用于将永磁体预固定在转子或定子中的成形件、永磁体借助于可硬化的介质的固定以及 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于电机的转子或定子的成形件，该成形件围绕轴线同心地延伸并且具有端板以及至少一个固定条，该固定条布置在该端板上，其中该固定条在其面对端板的端部处具有支承面。本发明还涉及一种用于电机的带有成形件的转子或定子。本发明还涉及用于电机的转子或定子，其具有基体，该基体围绕轴线同心地延伸并且包括永磁体，该永磁体布置在基体的凹部中，其中在永磁体上布置有固定件，该固定件具有固定条以及端板，在该端板上布置固定条，并且该端板横向于轴向延伸，其中所述固定件至少部分地由可硬化的介质构成。本发明还涉及一种用于将永磁体固定在这种转子或定子中的方法。
【专利说明】用于将永磁体预固定在转子或定子中的成形件、永磁体借助于可硬化的介质的固定以及在固定期间对永磁体的热保护
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电机转子或定子的成形件，其围绕轴线同心地延伸并且具有端板以及至少一个布置在端板上的固定条。本发明还涉及一种用于电机的带有成形件的转子和定子。本发明还涉及一种用于电机的转子或定子，其包括布置在凹部中的永磁体，其中在永磁体上布置了固定件，该固定件具有固定条以及端板。此外，本发明涉及用于将永磁体固定在这种转子或定子中的方法。
【背景技术】
[0002]电机例如是电动机、起动机、发动机或者辅助驱动装置，例如用于汽车的调节驱动装置。在这种电机中已知用于产生电磁场的转子或定子装备有永磁体。永磁体在这种永磁激励的电机中的固定独立于永磁体的几何形状以及永磁体在转子或定子中或者说在转子或定子上的布置。
[0003]在轮辐状布置的永磁体中例如已知在转子或定子的基体上设置夹紧突起物，用该夹紧突起物沿径向将永磁体夹紧在其凹部中。大多数情况如此进行夹紧，使得永磁体由此同时沿轴向得到固定并且因此不能沿着轴线移动。在此，所述永磁体压入其凹部中并且非常强烈地点状地加载，这不仅会在电机的装配期间而且也会在电机的运行条件下引起应力峰值并且引起损坏，尤其是磁体断裂或者磁体表面和/或其涂层的刮痕。损坏的涂层不会再保护永磁体防止腐蚀，并且/或者该损坏引起不均匀的磁场分布以及增加的漏磁，从而增加电机的定位力矩以及力矩波。
[0004]此外，永磁体的较高的尤其点状的负载会引起剥落以及磁体断裂。这种剥落和碎肩会从永磁体上松开并且从凹部中落出来，并且随后不仅影响电机的运行特性，而且也会引起电机的损坏或者甚至是破坏。
[0005]借助于弹簧元件的同样已知的固定方法也会引起这种较高的机械载荷。
[0006]文件DE 10 2010 039 334.7公开了一种用于电机的转子或定子，其为了将永磁体固定在其凹部中而具有单独的弹性的固定件，该固定件在将布置永磁体之后插入凹部中。该固定件通过其弹性具有特定的弹簧特性和/或机械的夹紧特性。由此，其在张紧永磁体之后还一直是足够弹性的，从而经由出现的温度的带宽来补偿构件公差以及永磁体的温度特性。所述固定件由金属或者塑料制成。
[0007]此外，已知所述永磁体粘贴在其凹部中。然而在这种粘贴方法中不知道在将永磁体插入凹部之后是否还在永磁体和转子或定子的基体之间布置足够的粘结剂。此外，也可以不粘贴所有的表面涂层，用该表面涂成涂覆永磁体例如用于防止腐蚀。
[0008]文件EP I 921 734 Al公开了一种用于将永磁体固定在转子中的方法，其中永磁体无力地插入转子的凹部中并且通过填入塑料进行固定，从而降低损坏危险。然而在这种方法中，所述永磁体会由于填入塑料期间的热载荷而去磁并且因此出现磁通损失。
【发明内容】
[0009]本发明的任务是实现一种电机以及用于制造该电机的方法，其中降低了影响运行特性的危险或者甚至降低了由磁性碎肩以及剥落引起的电机的损坏或破坏，其中对于永磁体的去磁化危险是尽可能小的，并且其具有尽可能小的力矩波并且/或者很小的定位力矩，其中还可以成本低廉地制造所述电机并且可以简单地进行装配。本发明的另一任务是实现一种用于将永磁体粘贴到电机的转子或定子的凹部中的可靠的粘贴方法，尤其用于将永磁体粘贴到轮辐式转子的凹部中的方法。
[0010]该任务用电机转子或定子的成形件得到解决，该成形件围绕轴线同心地延伸并且具有端板以及至少一个固定条，该端板构造成环形并且横向于轴线布置，所述固定条在面对端板的端部上布置在其上，并且该固定条沿着轴线的轴向延伸，其中该固定条具有支承面，用该支承面将固定条至少在其面对端板的端部上抵靠在永磁体上，其中所述固定条具有两个侧支臂以及连接所述侧支臂的横向支臂。
[0011]在下面称作第一实施变型方案的优选实施方式中设置按本发明的成形件用于将永磁体预固定在转子或定子的基体的凹部中。在该第一实施变型方案中预制所述成形件并且在将永磁体插入凹部之前或之后将该成形件插入该凹部中。如此构造该实施变型方案的成形件，使得永磁体在其于成形件之前连接到基体中时可以无力地连接到其凹部中。本发明构思中的无力意味着所述永磁体在装配时没有夹紧或压紧，而是如此插入，尤其插入或放入，使得其在此尽可能没有机械应力。由此将其小心地插入基体中，使得其表面和/或其涂层在装配时不会损坏。
[0012]所述成形件具有端板，该端板横向于轴线设置并且用于布置固定条。此外，该成形件具有固定条，该固定条减少了永磁体与基体之间凹部的自由结构空间。该固定条至少在其面对端板的侧面上具有支承面，该支承面沿径向也就是沿着从轴线辐射状发出的方向预定位所述永磁体。由此将永磁体在其对置于成形件的侧面上基本上无缝隙地布置在凹部中。
[0013]按本发明，所述固定条还具有两个侧支臂以及连接所述侧支臂的横向支臂。所述侧支臂优选沿轴线的轴向和径向延伸，其中横向支臂同样优选沿着轴线的轴向和切向延伸。因此，所述固定条在横截面中优选构造成u形的。
[0014]第一实施变型方案的成形件、尤其成形件的固定条优选构造成弹性的。由此，其具有特定的弹簧特性和/或机械夹紧特性。特别优选的是，其可以弹性和/或塑性地变形。优选所述成形件在塑性变形之后还具有足够的弹性，通过该弹性将其克服回复力进行变形并且用回复力将永磁体保持在其位置中。
[0015]此外优选的是，所述固定条相对于支承面具有沿轴向延伸的下沉的槽。所述槽优选设置在横向支臂中。同样优选的是，所述固定条还在其背对端板的侧面上具有自由端部，在该自由端部上设置了相对于支承面下沉的下沉面。所述槽以及下沉面实现了成形件在插入凹部中时如此弹性和/或塑性地变形，使得支承面抵靠在永磁体上。由此不仅沿径向和/或轴向将永磁体预定位在槽中，而且还在支承面的范围内密封地封闭所述凹部。
[0016]通过永磁体的径向预定位，成形件还引起了在固定条的自由端部上方的凹部形成了容器，可硬化的介质能够填入该容器中，设置该介质用于将永磁体固定在其预定位的位置中。所述容器实现了将特定量可硬化的介质置入凹部中。因此，所述成形件的这种第一实施变型方案实现了可硬化的介质能够有针对性地在永磁体上引导。在此，可硬化的介质在填入凹部中时在成形件与永磁体和/或转子或定子的基体之间的中间空间中产生毛细作用。因为所述成形件降低了永磁体与基体之间凹部的自由结构空间，所以在中间空间中产生毛细作用的可硬化的介质量时很小的。此外，所述成形件在支承面的范围内密封地封闭所述凹部。由此，可硬化的介质没有再从凹部中流出。因此，“密封地”这个概念在本发明的构思中理解为，阻止所选择的可硬化的介质在填入容器中时的流出。
[0017]为了能够将成形件更简单地插入凹部中，所述支承面也优选至少部分坡状地延伸。在一种实施方式中，所述下沉面为此优选平坦地沿着固定条延伸。在此，支承面与下沉面之间的过渡区域构造成斜的，从而形成斜坡，通过该斜坡简化了永磁体插入固定条与基体之间的凹部中，或者说成形件插入永磁体与基体之间的凹部中。然而同样有种实施方式是优选的，其中下沉面甚至相对于支承面构造成斜的并且由此形成斜坡。此外，所述侧支臂同样优选至少部分地构造成斜坡状的并且由此简化了成形件或者说永磁体插入凹部中。
[0018]优选所述成形件具有多个沿着切向均匀分布的固定条。在该实施方式中也设置了端板用于连接固定条，从而没有将多个固定条分别连接到基体中，而是将仅仅唯一的成形件连接到其中。优选用于每个永磁体的成形件包括固定条。然而原则上也可以考虑成形件的一种实施方式，其中当多个永磁体连接到转子或定子的基体的同一凹部中时设置一个固定条用于多个永磁体。
[0019]在下面称作第二实施变型方案的另一优选实施方式中，设置按本发明的成形件用于将永磁体固定在其转子或定子的基体的凹部中。在该实施变型方案中，通过喷入或者注入可硬化的介质形成所述成形件。所述第二实施变型方案同样实现了永磁体无力地连接到其凹部中。
[0020]在该第二实施变型方案中，所述成形件也具有端板以及固定条，该端板横向于轴线设置并且在此用于轴向固定永磁体，所述固定条沿轴向延伸。所述端板将永磁体沿轴向固定，而固定条限制永磁体沿径向的运动。永磁体的这种固定在该实施变型方案中基于形状锁合。
[0021]第二实施变型方案的固定条同样具有两个侧支臂以及连接该侧支臂的横向支臂，其中所述侧支臂优选沿轴线的轴向以及径向延伸，并且其中所述横向支臂同样优选沿轴线的轴向以及切向延伸。因此，该实施变型方案的固定条在横截面中同样构造成u形的。
[0022]所述第二实施方式的成形件，尤其成形件的固定条优选构造成弹性的，使得其具有特定的弹簧特性和/或机械的夹紧特性。特别优选地可以同样弹性和/或塑性地使其变形。优选所述成形件在塑性变形之后还具有足够的弹性，通过该弹性使得成形件克服回复力变形并且用回复力将永磁体保持在其位置中。
[0023]所述实施变型方案的成形件具有以下优点，即尤其在由薄片制成的转子或定子组中将所有的转子或定子集合在一起。
[0024]第二实施方式的成形件特别优选地为此具有两个端板，所述端板布置在固定条的两侧。在为了降低涡流损失而由多个沿切向相对略微扭转的转子或定子构件形成的转子或定子中，优选至少所述外部的形成转子或定子的罩面的转子或定子构件的成形件具有端面。在该实施方式中，布置在中间的转子或定子构件的薄片通过其相邻的转子或定子构件沿轴向保持，或者所有转子或定子构件的成形件构造成一体的。
[0025]在该实施变型方案中，也优选所述成形件具有多个沿切向均匀分布的固定条，更确切地说，优选为每个永磁体具有固定条。然而在此成形件的设置一个固定条用于多个永磁体的实施方式也是优选的，如果为多个永磁体设置基体的同一凹部的话。
[0026]此外，所述任务用电机的转子或定子得到解决，尤其是具有基体的轮辐式转子，其围绕轴线同心地延伸并且包括布置在基体凹部中的永磁体，其中所述转子或定子还包括这种成形件。该成形件优选围绕同一轴线同心地延伸。所述成形件的支承面优选设置在固定条的面对永磁体的侧面上。在第一实施变型方案中，用成形件将永磁体预定位在基体中。在此，支承面优选抵靠在永磁体上。在第二实施变型方案中，其形状锁合地固定在凹部中，其中优选所述支承面至少在电机的区域内抵靠在永磁体上。
[0027]在另外解决所述任务的优选实施方式中，所述转子或定子具有围绕轴线同心延伸的基体以及布置在基体凹部中的永磁体，其中在永磁体上布置了固定件，该固定件具有固定条，该固定条沿轴向插入凹部中并且还具有端板，在该端板上布置了固定条并且该端板横向于轴向延伸。
[0028]在此，按本发明提出所述固定件至少部分地由可硬化的介质、尤其由塑料或树脂制成。由此至少部分地用可硬化的介质填充所述凹部。
[0029]可硬化的介质在本发明的构思中是指例如作为颗粒或者以流动的形式连接到基体中并且随后才硬化的材料或材料混合物。
[0030]在优选的实施方式中，第一实施变型方案的按本发明的成形件以及可硬化的介质共同地形成了固定件。
[0031]在该实施方式中，优选所述可硬化的介质材料锁合地与成形件、永磁体以及基体连接。由此确保了永磁体与基体的持久连接。
[0032]因为所述固定件以其固定条支承面和/或可硬化的介质至少部分面状地抵靠在永磁体上，所以在固定件和永磁体之间存在面状的接触区域，使得固定件的表面压力以及夹紧力面状地分布在永磁体上并且已经可以用很小的表面压力产生较大的夹紧力。所述表面压力特别优选得沿着永磁体在接触区域中持续的延伸。特别优选在永磁体上的表面压力和/或夹紧力沿轴向是恒定的。
[0033]因为所述夹紧力至少近似分布在永磁体的长度上地作用到其上，所以比较小的表面压力就足够了。因此优选弹簧强度与接触表面的比是很小的。由此，构件公差仅仅不显著地对夹紧力产生影响。此外，由此非常小心地夹紧永磁体并且既不在装配中也不在运行条件下损坏其表面和/或涂层。因为不损坏永磁体的表面和/或涂层，所以转子或定子中的磁场均匀地分布。此外，通过没有损坏的涂层也可以十分有效地保护永磁体防止腐蚀。
[0034]优选所述实施方式的成形件由塑料、尤其Monopox、弹性体或热塑性塑料制成并且具有弹性和/或塑性。可硬化的介质优选由在接触空气和/或接触金属时硬化的树脂或粘结剂形成，优选由模铸树脂或厌氧的粘结剂形成。只有布置成形件用于预固定永磁体才实现了这种可硬化的用于固定永磁体的介质的使用。
[0035]借助于按本发明的成形件将永磁体预固定在基体中也实现了磁体表面的使用，磁体表面虽然一方面提供了对永磁体的足够的防腐保护，然而另一方面由于其特性不能对机械应力起到足够的保护。这种永磁体能够成本比较低廉地进行制造。在电机的使用寿命期间对永磁体的固定在转子或定子的这种实施方式中最终通过可硬化的介质以及其与永磁体、成形件以及基体的材料锁合的连接来实现。
[0036]在另一优选的实施方式中，所述固定件一体地由可硬化的介质形成。作为可硬化的介质，在此优选使用塑料。原则上也可以考虑由树脂尤其模铸树脂来进行制造。然而特别优选由热固性塑料或热塑性塑料形成该实施方式的固定件。因此可以非磁性地、不导电地并且成本非常低廉地进行制造。
[0037]在该实施方式中还优选的是，所述固定件具有两个相互平行的端板，所述端板抵靠在转子或定子的对置的罩面上，并且通过固定条相互连接。在此，固定件优选通过用可硬化的介质对预定位在凹部中的永磁体进行挤压包封或者重铸进行制造。此外优选的是，所述永磁体具有相对于转子或定子的罩面平齐地设置的端面。通过端板，在硬化可硬化的介质之后由固定件围住所述永磁体。在该实施方式中，固定件优选形状锁合地包围永磁体。
[0038]因为所述端板优选抵靠在转子或定子的罩面上，所以其在由于放松塑料而在永磁体与转子或定子的基体之间存在气隙时也还沿轴向固定所述永磁体。在运行条件下，还通过将永磁体向外挤压的离心力补偿塑料的松弛。
[0039]在制成薄片组的基体中，转子或定子的实施方式具有以下优点，即固定件将所述薄片组集合在一起，从而在布置夹紧件之后不能再沿轴向运动所述薄片，并且因此不再相互弹回。
[0040]在为了降低涡流损失而由多个沿切向略微相互扭转的转子或定子构件形成的转子或定子中，优选至少所述外部的形成转子或定子的罩面的转子或定子构件具有带有端面的固定件，在该实施方式中，所述转子或定子构件的薄片在固定件没有端板的侧面上通过相邻的转子或定子构件沿轴向得到保持。或者将所有的转子或定子构件的固定件制成一体的。
[0041 ] 在由可硬化的介质一体制成的固定件中，在另一实施方式中优选的是，在所述固定件和永磁体之间布置保护构件。该保护构件优选由具有极小导热能力以及极小导磁能力的材料、尤其由塑料制成。特别优选所述保护构件由热塑性塑料或热固性塑料制成。
[0042]优选所述保护构件在将永磁体插入其凹部之前布置在其上。根据保护构件在永磁体上的固定方法，然而也可以将保护构件布置到凹部中，随后将永磁体布置在其凹部中。
[0043]特别优选所述保护构件粘贴、收缩、喷射或注入所述永磁体上。在此，喷射或注入特别优选地在永磁体布置到其凹部中之前实现，并且也在永磁体的磁化之前实现，从而防止永磁体的去磁化，因为永磁体在该方法中进行热加载。所述保护构件在喷射或注入期间保护永磁体防止热载荷，尤其在将热塑性塑料用作可硬化的介质时。
[0044]原则上作为保护构件也可以考虑用于永磁体的防腐保护件，该防腐保护件在其面对固定件支承面的侧面上具有足够的厚度。
[0045]所述端板优选构造成环形。在优选实施方式中，其完全覆盖所述永磁体的端面。由此，永磁体的碎肩不会从凹部中出来以及引起电机上不均匀的运行特性或者甚至是损坏。
[0046]下面的实施方式适用于转子或定子的所有至今为止所描述的实施方式。
[0047]所述转子或定子的基体优选制成由大量薄片构成的薄片组。然而本发明也包括由完整体制成的基体。此外，本发明也包括由多个沿轴向前后布置的基体构件制成的基体。
[0048]所述任务同样用具有这种转子或定子的电机得到解决。电机例如是尤其用于汽车的电动机、调节驱动装置、发动机或起动机。所述任务同样用包括这种转子或定子的电动机尤其同步电机得到解决。所述任务还用具有这种电动机的手动工具机得到解决，例如用钻孔机、刺锯或类似工具得到解决。所述任务还以具有这种电动机的用于汽车的调节驱动装置，尤其转向驱动装置或用于电动自行车的调节驱动装置得到解决。
[0049]所述任务还以用于将永磁体固定在电机的转子或定子中的方法得到解决，其中转子或定子具有带有用于永磁体的凹部的基体，所述方法具有以下步骤:
-将永磁体插入凹部中，
-将第一实施变型方案的按本发明的成形件插入凹部中，使得支承面沿径向和/或轴向预固定所述永磁体，以及
-将可硬化的介质填入所述凹部中。
[0050]通过第一实施变型方案的成形件将永磁体如此预定位在凹部中，从而在凹部中在永磁体和转子或定子的基体或者说成形件之间保留储存空间。这实现了将确定量的可硬化的介质填入凹部中，使得可硬化的介质虽然至少部分地在永磁体与成形件之间或者说在基体与成形件之间的中间空间中起到毛细作用，但是不会从凹部中流出。作为可硬化的介质，在此优选使用树脂。在该方法中通过成形件实现永磁体在基体中的定位，通过可硬化的介质实现永磁体的固定，该介质在硬化时优选材料锁合地并且形状锁合地与基体、成形件以及永磁体进行连接。
[0051]所述方法具有以下优点，即永磁体可无力地插入凹部中，因为成形件特别优选地只有在永磁体插入凹部中之才插入。此外，如此实现所述成形件的表面，使得永磁体不会被成形件损坏，例如刮坏。此外，只有成形件的用于密封凹部的使用才实现了这种树脂用于将永磁体粘结在凹部中的使用。
[0052]所述任务还以用于将永磁体固定在电机的转子或定子中的方法得到解决，其中该转子或定子具有带有用于永磁体的凹部的基体，所述方法具有以下步骤:
-将保护构件布置在永磁体上，
-磁化永磁体，
-将永磁体插入凹部中，并且 -将可硬化的介质填入凹部中，
其中所述保护构件至少部分地布置在永磁体和可硬化的介质之间。
[0053]所述保护构件优选由具有极小导热能力以及极小导磁能力的塑料形成。其至少布置在永磁体的所有面对可硬化的介质的侧面上。由此，其在用可硬化的介质进行挤压包封或重铸时保护所述永磁体防止在此形成的温度载荷。因为喷注件的去热方向由于保护构件的极小的导热能力朝工具并且不朝永磁体定向。由此显著降低了永磁体通过太高的温度负载而在挤压包封或重铸时至少部分去磁化的危险。
[0054]特别优选将保护构件在将永磁体插入凹部中之前布置在其上。该保护构件优选由定位在磁体上的喷注的框架形成，或者同样优选通过永磁体的涂层形成。特别优选将保护构件粘贴、喷射、浇注或收缩在永磁体上。在此，所述永磁体根据挤压包封过程仅仅能够部分地或者在多个侧面上通过保护构件得到保护，例如在永磁体的3或4个侧面上。在优选实施方式中，所述保护构件在磁化永磁体之前布置在其上，使得保护构件的布置也不会引起部分去磁化。
【专利附图】
【附图说明】
[0055]下面根据附图描述本发明。附图仅仅是示例性的并且不限制总体的发明构思。
[0056]图1在(a)中以透视图示出了按本发明的成形件，并且在(b)中示出了(a)中成形件的放大的截取部分，
图2以透视图示出了带有图1中成形件的转子，
图3示出了图2中的转子在成形件支承面区域内的剖面，
图4示出了图2中转子的剖面B-B，
图5在(a)中以透视图示出了按本发明的成形件的另一实施方式，其形成了用于转子永磁体的完全由可硬化的介质构成的固定件，并且在(b)中示出了(a)中固定件的截取部分，
图6在(b)中以透视图示出了用于转子永磁体的完全由可硬化的介质形成的固定件，在(a)中示出了具有(b)中固定件的转子，并且在(C)中示出了(a)中转子的剖面C-C，
图7在(a)中示出了具有图5中固定件的转子的另一剖面，并且在(b)中示出了具有图6中固定件的转子的另一剖面，
图8在(a)中示出了图7 (a)的转子的截取部分，并且在(b)中示出了具有保护构件的转子的截取部分，
图9在(a)_ (d)中分别示出了具有一个或多个保护构件的永磁体，
图10在(a)和(b)中示出了用于轮辐式转子的基体的两个不同的实施方式，
图11示出了具有固定件的转子的剖面，其一体地由可硬化的介质制成，并且图12示出了具有同样一体地由可硬化的介质制成的固定件的转子的另一实施方式的截取部分。
【具体实施方式】
[0057]图1的成形件I同心地围绕轴线2延伸并且具有环形构造的并且横向于轴线2布置的端板11以及多个布置在端板11上的并且沿着轴线2的轴向21延伸的固定条12。所述固定条12沿切向23围绕端板11均匀分布地布置。设置所述成形件I用于将永磁体4预定位在电机(没有示出)的转子3的基体35的凹部5中(参见图2)。该成形件I涉及第一实施变型方案的成形件I。在此，固定条12的数量相应于要定位在前面的永磁体4的数量。所述成型体I构造成弹性的和/或塑性的并且由塑料制成。
[0058]所述固定条12分别具有两个侧支臂125以及连接侧支臂125的横向支臂126，其中所述侧支臂125沿轴向21以及相对于轴线2的径向22延伸，并且所述横向支臂126沿轴向21以及切向23延伸。所述固定条12因此在横截面中构造成大致u形的。
[0059]在面对端板11的端部128上每个所述固定条12具有支承面122，设置该支承面用于安置永磁体4并且该支承面在成形件I于转子3中的安装状态下布置在固定条12的面对永磁体4的侧面123上。用所述支承面122将永磁体4沿径向22并且必要时还沿轴向21预固定在凹部5中(参见图2)。由此所述永磁体4在成形件I的装配状态下抵靠在基体35上背对固定条12的侧面上。
[0060]每个所述固定条12在其背对端板11的端部129上具有自由端部13，在该自由端部上设置了相对于支承面122下沉的下沉面120，该下沉面面状地沿着其固定条12延伸。所述下沉面120实现了在将成形件I插入转子3的凹部5中时所述固定条12的弹性和/或塑性的变形。
[0061]所述下沉面120经由斜面1201与支承面122连接，该斜面简化了成形件I导入转子3的凹部5中，尤其在已经于该凹部5中布置了永磁体4时。
[0062]此外，在每个所述固定条12上布置了槽121，所述槽沿轴向21延伸并且在此不仅设置在每个固定条12的面对永磁体4的侧面123上，而且也设置在每个固定条12的背对永磁体4的侧面124上。所述槽121在每个固定条12的面对永磁体4的侧面123上相对于支承面122设置成下沉的。其同样实现了在将成形件I插入转子3的凹部5中时所述固定条12的弹性的和/或塑性的变形。此外，布置在面对永磁体4的侧面123上的槽121也实现了基体35的接片3511 (参见图2)插入该槽121中，设置所述槽用于收集有效磁通量。
[0063]在每个固定条12的其面对端板11的端部128上也将侧支臂125构造成斜坡状的，从而简化成形件I插入凹部5中。此外，所述侧支臂125在那里具有拓宽处127，使得其在安装状态下在该区域内紧密地抵靠在基体35上。
[0064]所述固定条12在其面对端部板11的端部128上至少在支撑面122的区域内相应于基体35的形状如此构造，使得其在安装状态下相对于可硬化的介质6 (参见图3、4)密封地封闭所述凹部5，该介质在每个所述固定条12的自由端部13上方填入凹部5中。该区域在下面称作密封区域130。
[0065]图2示出了具有图1中成形件I的转子3。该转子3具有基体35，该基体围绕轴线2同心地延伸并且在其中布置了大量凹部5，在所述凹部中设置了永磁体4。该永磁体4构造成扁平磁体并且在此轮辐状地布置在基体35中，使得其平行于沿径向22以及轴向21张开的虚构平面(没有示出)延伸。因此，这里所示的转子3涉及轮辐式转子。
[0066]在所述凹部5或者说永磁体4之间，所述转子3具有转子段30。在永磁体4的背对轴线2的侧面上，所述转子段30通过横向接片33相互连接。该横向接片33在由薄片制成的转子3中设置在至少一些所述薄片上。
[0067]在永磁体4的面对轴线2的侧面上，所述转子段30通过纵向接片32与基体35的轴区域31连接。该轴区域31在基体3的中间具有通孔34用于沿着轴线2延伸的轴(没有示出)。
[0068]在图2中示出了转子3的背对成形件I的端板11的罩面351。因此，在永磁体4和转子3的基体35之间的凹部5中，在此可以看到固定条12的自由端部13。
[0069]所述成形件I使得永磁体4沿径向22分别在其背对成形件I的侧面上抵靠在基体35上。因此，在每个固定条12的自由端部13上方，所述凹部形成了容器9，特定量可硬化的介质6可以填入该容器中。在此，如此设置所述固定条12，从而也在固定条12的背对永磁体4的侧面124上分别设置用于布置可硬化的介质6的自由空间。因此，可硬化的介质6也分别在永磁体4和成形件I的包含其的固定条12之间的中间空间(参见图3)中以及基体35和固定条12之间的中间空间中形成毛细作用。这通过沿轴向21延伸的槽121得到简化。
[0070]图3示出了转子3的剖面A-A，其中借助于固定件60固定永磁体4，该固定件由按图1的成形件以及可硬化的介质6形成。在此，图3大致示出了图1b的用A-A表示的剖面。在剖视图中示意性地示出了布置在成形件I的固定条12与永磁体4之间的以及布置在成形件I的固定条12与基体35之间的可硬化的介质6。
[0071]所述成形件I与可硬化的介质6共同地形成了固定件60。在此，设置成形件I用于预定位永磁体4以及用于沿径向并且必要时沿轴向将永磁体4固定在其凹部5中。可硬化的介质6优选材料锁合地与成形件1、永磁体4以及基体35连接并且因此在电机的使用寿命期间将永磁体4固定在基体35中。
[0072]图4示出了图2的转子的剖面B-B。可以看到构造在固定条的自由端部上方的容器9，特定量可硬化的介质6可以填入该容器中。
[0073]沿着通过箭头示出的导入方向7实现了填入。在此，可硬化的介质6在填入时足够稀薄流动的，从而将其沿着导入方向7分配到成形件I和永磁体4以及基体35之间的中间空间中。在此，在密封区域130中，所述支承面122、拓宽处127以及端板11阻止可硬化的介质6从转子3中出来。所述槽121以及下沉面120支持并且简化该分配，方法是将其如此进行布置，使得其将可硬化的介质6有针对性地导向永磁体4以及基体35。
[0074]通过箭头14示出了由固定条12引起的作用到永磁体4上的夹紧力。
[0075]图5在(a)中示出了没有转子3的由可硬化的介质6制成的固定件60，并且在(b)中示出了在面对固定件60的端板601的侧面上该固定件60的固定条602的放大部分。该固定件60涉及第二实施变型方案的成形件I的实施方式。
[0076]所述固定件60也具有大量沿切向23均匀分布的固定条602，设置该固定条分别用于永磁体4。类似于图1的成形件I的构造，所述固定件60的固定条602u形地构造有两个沿轴向21和径向22延伸的侧支臂6025，所述侧支臂通过沿轴向21以及切向23延伸的横向支臂6026相互连接。
[0077]所述固定件60在其面对轴线的侧面上具有接片6028，所述接片嵌入基体35 (参见图6a和c)的槽(没有示出)中并且改善固定件60在基体35上的粘附。
[0078]通过预定位在转子3中的永磁体4的挤压包封或者重铸来形成固定件60。其由塑料制成，尤其由热固塑料或热塑塑料制成。图5a和b示出了在硬化之后的固定件60，其没有转子3的围绕其布置的基体35并且没有永磁体4。
[0079]图6在(a)中示出了具有按(b)的由可硬化的介质一体制成的固定件的转子。图6c示出了图6a的转子的剖面C-C。所述固定件60同样涉及第二实施变型方案的成形件I的实施方式。通过预定位在转子3中的永磁体4的挤压包封或者重铸也形成了所述固定件60。其同样由塑料制成，尤其由热固性塑料或者热塑性塑料制成。图6b示出了在硬化之后的固定件60，其没有转子3的围绕其布置的基体35并且没有永磁体4。
[0080]所述转子3也具有通过横向接片33相互连接的转子段30以及带有布置在转子3中间的通孔34的轴区域31。此外，所述转子段30在此也通过纵向接片32相互连接，然而该纵向接片在这里示出的视图中不能看到。并且在此同样在基体3的凹部5中设置构造成扁平磁体的永磁体4，其布置成轮辐状。
[0081]相对于图3的由成形件I和可硬化的物体6形成的固定件60，然而图5和6的固定件在固定条602的两个端部6028、6029上分别具有端部板601。该端部板601分别面状地抵靠在永磁体4的端面40上以及转子3的罩面351上，该端面和罩面优选相互平齐地布置。由此，该实施方式的固定件60沿着以及逆着轴向21保持所述转子3。这具有以下优点，即永磁体4和转子3的薄片在固定件60硬化之后不能再相互轴向地移动。
[0082]图6b的固定件60与图5a的固定件的不同之处在于构造得更高的端板601。这在图7中示出，图7在(a)中示出了带有图5a中的固定件60的转子3的剖面并且在(b)中示出了带有图6b中的固定件60的转子3的剖面。
[0083]更确切地说，所述端板601在其面对永磁体4的侧面6012上的高度6011在图7b的实施方式中相对于图7a的实施方式高于永磁体4的高度401。因此，在图7b的实施方式中，所述端板601遮盖永磁体4的端面40。因此，例如可以在运行条件下形成的磁性碎肩不会在图7b的实施方式的转子3中从凹部5中落下。
[0084]所述端板601在转子3的这种实施方式中还可以用于平衡转子3。
[0085]对于图5-7的由可硬化的介质6 —体形成的成形件或者说固定件60来说，优选要么使用热塑性塑料，要么使用热固性塑料。
[0086]热塑性塑料至少作为颗粒存在。熔化该颗粒使得分子连接。随后用熔化的热塑性塑料挤压包封预定位在凹部5中的永磁体4。相反，热固性塑料作为有粘性的材料存在，也就是处于流动的状态。为了连接分子，必须用加热的热固性塑料挤压包封所述预定位在凹部5中的永磁体4。因此，在使用热固性塑料时对永磁体的热载荷高于在使用热塑性塑料时的热负载。然而，在由热固性塑料形成的固定件60中实现了更大的成形精度。相反，由热塑性塑料形成的固定件60是弹性的。
[0087]图8在(a)中示出了具有图5a的实施方式的固定件60的转子3的另一截取部分。示出了固定件60的沿径向22仅仅部分遮盖永磁体4的端面40的端板601。
[0088]图8b示出了具有保护构件8的转子3的截取部分。在此可以看到，在永磁体4和固定件60的固定条602之间布置了保护构件8。该保护构件8具有极小的导热能力并且例如由塑料形成。在将可硬化的物体6填入凹部5之前将该保护构件布置在永磁体4上，优选也在磁化永磁体4之前，并且在挤压包封或者重铸期间保护其防止高温负载。由此显著降低了永磁体4的去磁化的危险。
[0089]图9示出了具有一个或多个布置在其侧面41-44上的保护构件8的永磁体4。所述保护构件8由板材形成。
[0090]图1Oa和b示出了用于轮辐式转子3的基体35的不同的实施方式。在此，在图1Oa中示出的基体35相应于在图2和6a中使用的基体35。
[0091]然而在由可硬化的介质6 —体形成的固定件60中也可以使用图1Ob的实施方式的基体35。该基体35相对于图1Oa的基体35没有轴构件31并且没有将轴构件31与转子段30连接的纵向接片32。由此避免了从转子段30经由纵向接片32流向轴构件31的漏磁。
[0092]因此，在所述基体35的中间仅仅布置了唯一的凹部5、34，其不仅设置用于容纳永磁体4，而且也设置用于容纳轴20。
[0093]图11示出了具有图1Ob的实施方式的基体35的转子3的剖面。所述固定件60在此相应地具有仅仅一个围绕轴20同心延伸的固定条602。该固定件60的端板601在剖视图中不能看到。
[0094]在所述轴20上设置了形状锁合件21，该形状锁合件改善了扭矩传递。
[0095]在图12的转子中，在转子段30上分别设置了形状锁合件301，该形状锁合件改善了固定件60的固定条12与转子段30的形状锁合。此外，在所述轴20和固定件60之间设置了套子200。该套子200也具有形状锁合件201，该形状锁合件改善了相对于固定件60的形状锁合。通过所述形状锁合件201、301还改善了扭矩传递。所述形状锁合件201、301优选构造成T形的或者燕尾状的。
[0096]在这里所示的轮辐式转子3中沿切向23磁化所述永磁体4，从而在永磁体4之间构造磁极N、S (参见图11)。然而，由可硬化的介质6—体构造的固定件60也适合于具有沿径向22磁化的永磁体4 (没有示出)的转子或定子，其中引起有效磁通的磁极N、S在转子中构造在永磁体4的背对轴20的侧面上，并且在定子中构造在永磁体4的面对轴20的侧面上。
【权利要求】
1.用于电机的转子(3)或定子的成形件(1、60)，所述成形件围绕轴线(2)同心地延伸并且具有端板(11、601)以及至少一个固定条(12、602)，所述端板构造成环形并且横向于轴线(2)布置，所述固定条在面对所述端板(11、601)的端部(128、6028)处布置在所述端板上，并且所述固定条沿轴线(2)的轴向(21)延伸，其中所述固定条(12、602)具有支承面(122,6022),所述支承面至少在所述支承条的面对所述端板(11、601)的端部(128,6028)处设置用于抵抵靠在所述转子(3)的或者所述定子的永磁体(4)上， 其特征在于， 所述固定条(12、602)具有两个侧支臂(125,6025)以及将所述侧支臂(125、6025)连接起来的横向支臂(I 26、6026)。
2.按权利要求1所述的成形件(1、60)，其特征在于，所述横向支臂(126、6026)具有相对于所述支承面(I22、6022)下沉的槽(121、6021)，所述槽沿所述轴向(21、6021)延伸。
3.按上述权利要求中任一项所述的成形件(I)，其特征在于，所述固定条(12)在背对所述端板(11)的端部(129)处具有自由端部(13)，在所述自由端部上设置了相对于所述支承面(122)下沉的下沉面(120)。
4.按上述权利要求中任一项所述的成形件(I)，其特征在于，所述支承面(122)至少部分坡状地延伸。
5.按权利要求1-2中任一项所述的成形件(1)，其特征在于，所述成形件具有两个端板(601、603 )，所述端板布置在所述固定条(602 )的两侧。
6.用于电机的转子(3)或定子、尤其轮辐式转子，其围绕轴线(2)同心地延伸并且包括永磁体(4 )，所述永磁体布置在所述转子(3)或定子的凹部(5)中，其中所述转子(3 )或定子还包括按上述权利要求中任一项所述的成形件(1、60)。
7.尤其按权利要求6所述的用于电机的转子(2)或定子，其具有基体(35)，所述基体围绕轴线(2)沿着所述轴线的轴向(21)同心地延伸并且包括永磁体(4)，所述永磁体布置在所述基体(35)的凹部(5)中，其中在所述凹部(5)中布置有固定件(60)，所述固定件具有固定条(12、602)以及端板(11、601)，所述固定条沿所述轴向(21)延伸到所述凹部(5)中，在所述端板上布置所述固定条(12、602)，并且所述端板横向于所述轴向(21)延伸， 其特征在于， 所述固定件(60)至少部分地由可硬化的介质(6、60)、尤其由塑料或树脂制成。
8.按权利要求7所述的转子(3)或定子，其特征在于，所述固定件(60)由按权利要求1-4中任一项所述的成形件(I)以及所述可硬化的介质(6)构成。
9.按权利要求7所述的用于电机的转子(3)或定子，其特征在于，所述固定件(60)由所述可硬化的介质一体地构成。
10.按权利要求9所述的用于电机的转子(3)或定子，其特征在于，在所述固定件(60)和所述永磁体(4)之间布置保护构件(8)。
11.按权利要求10所述的用于电机的转子(3)或定子，其特征在于，所述保护构件(8)由具有低导热能力的材料、尤其由塑料制成。
12.按权利要求9-11中任一项所述的用于电机的转子(3)或定子，其特征在于，所述固定件(60)形状锁合地抵靠在所述永磁体(4)或者所述保护构件(8)上。
13.按权利要求6-11中任一项所述的转子(3)或定子，其特征在于，所述端板(12、602)抵靠在所述永磁体(4)的横向于所述轴向(21)布置的端面(40)上。
14.按权利要求6-12中任一项所述的转子(3)或定子，其特征在于，所述端板(12、602)完全覆盖所述永磁体(4)的端面(40)。
15.用于将永磁体(4)固定在电机的转子(3 )或定子中的方法，其中所述转子(3 )或定子具有基体(35)，所述基体具有用于所述永磁体(4)的凹部(5)，所述方法具有以下步骤: -将所述永磁体(4)插入到所述凹部(5)中， -将按权利要求1-4中任一项所述的成形件(I)插入到所述凹部(5)中，从而使得所述成形件(I)的支承面(122)沿径向预固定所述永磁体(4)，并且-将可硬化的介质(6)填入到所述凹部(5)中。
16.用于将永磁体(4)固定在电机的转子(3)或定子中的方法，其中所述转子(3)或定子具有基体(35)，所述基体具有用于所述永磁体(4)的凹部(5)，所述方法具有以下步骤: -将保护构件(8)布置在所述永磁体(4)上， -磁化所述永磁体， -将所述永磁体(4)插入到所述凹部(5)中，并且 -将可硬化的介质(6)填入到所述凹部(5)中，从而使得所述保护构件(8)布置在所述永磁体(4)和所述可硬化的介质(6)之间。
【文档编号】H02K1/27GK104471835SQ201380032426
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年4月3日 优先权日:2012年4月19日
【发明者】克宁格 J., 拜尔 M., 克里塔里杜 S., 施特默 S., 海德 T., 克莱门蒂斯 O., 西蒙 F., 库普克 N., 诺门森 B. 申请人:罗伯特·博世有限公司