用于电机的定子以及用于制造定子的方法与流程

本发明涉及一种用于电机的定子，尤其用于车辆转向电机，定子具有柱体形的定子轭和与其接合的定子星，定子星具有一定数量的径向向外指向的定子齿，它们的齿顶在接合状态下贴合在定子轭的内周面上的对应的连接部位上。此外，本发明还涉及一种用于制造这种定子的方法。

背景技术：

电机的定子按照典型方式构成固定的电机部分，与此同时，电机的转子构成可运动的电机部分。在转子电机中，定子通常具有定子轭，径向朝向中心、向内突出的定子齿布置在其上，这些定子齿的面对转子的自由端部构成所谓的极靴。绕组安置在定子齿上，它们在电机模式下生成磁场。

为了在制造定子时针对定子齿卷绕附属于其的线圈而实现从外部接近定子齿，例如由de102013003024a1、de102013007730a1或de102012021132a1公知多部分式结构的定子，其通常具有从极靴出发径向向外指向的定子齿。为此，在公知定子中首先制造具有星形定子齿的叠片组(星形叠片组)，它们在极靴侧通过极靴连接片彼此相连，以便获得机械稳定的组合。在此，定子由各个冲压的定子叠片制成，具体而言，将它们分组成机械稳定组合中的星形的叠片堆叠。

给可从外部接近的定子齿装备绕组(线圈绕组)，优选利用所谓的线圈架，之后将具有径向从外部推装到定子齿上的线圈或者说线圈架的星形叠片组装入构成接地环的定子轭并且利用压合或收缩来装配。在此，定子轭同样可以被实施为由环形定子叠片(环形叠片堆叠)组成的叠片组。

然而，以下被称为定子星的星形定子组件和作为其他定子组件的(柱体形)定子轭之间的制造技术有利的分离在声学方面具有缺点，即，在装有这种定子的电机中，受运行条件限制的电磁力引起整个定子振荡。基于定子星和定子轭之间的分离，出现尤其是大约1350hz范围内的谐振频率，在机动车内使用这种电机时，尤其在转向电机情况下，作为固体传声通过发动机室结构，例如从转向系通过发动机室内的相应结构，传递至车厢内并且在那里感觉到干扰声波。

技术实现要素：

本发明任务在于说明一种前述类型的关于其声学特性得到改进的定子，尤其在机动车电机优选转向电机中应用和按规定运行这种定子。此外应当说明制造这种定子的适当方法。还应当说明具有这种定子的电机，尤其是机动车的转向电机。

根据本发明该任务关于定子利用权利要求1的特征解决。关于方法，该任务根据权利要求4的特征解决，关于具有定子的电机根据本发明利用权利要求10的特征解决。有利实施方案和改进方案是从属权利要求的主题。

关于本发明定子，其具有定子轭作为柱体形的外定子组件和定子星作为星形内定子组件，定子星具有一定数量的径向向外指向的定子齿。定子齿用于容纳定子绕组的线圈，尤其也与线圈体结合。定子齿的自由端侧的齿顶在定子星和定子轭已装配状态下贴合定子轭内周面上的对应的连接部位。在至少几个齿顶，优选在所有齿顶和相应定子轭的内周面上的相应对应的连接部位之间，在装配状态下还建立材料锁合连接(stoffschlussverbindung)以实现力锁合(kraftschlüssig)或摩擦锁合(reibschlüssig)的过盈连接。材料锁合连接在此利用毛细渗入的粘合物实现。

定子轭和定子星被实施为冲压组叠(stanzpakettiert)的叠片堆叠。这意味着，星形定子组件，也就是定子安装状态下就位于定子轭内的定子星作为叠片堆叠，例如借助交替闭合和至少部分敞开的定子叠片构成。定子轭作为叠片组由沿轴向方向堆叠的环形定子叠片或者说返回环叠片构成。

通过毛细渗入的粘合物可有利地利用各个定子叠片的在实践中不可避免的制造公差，具体而言，基于定子齿碰撞轭侧的连接部位的碰撞位置上的板材公差形成叠片空隙，粘合物材料借助毛细效果渗入该叠片空隙。由此在定子星和定子轭之间形成特别稳固且运行可靠的附加连接。

本发明在此基于这样的考虑，即，一方面，定子星和定子轭之间分离的这种定子的声学特性归因于车内作为固体传声感知的按照典型方式小于1500hz的谐振频率，另一方面，这种谐振频率的提高基于与频率相关的车内阻尼而可降低车辆内部的声级。这种阻尼按照已知程度自大约1500hz至2000hz频率范围起出现，从而谐振频率的相应提升值按照典型方式仅为少量的100hz已经明显改善车内的声学特性。

作为冲抵定子星和定子轭组成的组件的、在1500hz至2000hz范围内的谐振频率的适当措施应当制造相对刚性的组件。这又可以可靠和在此简单的方式和方法通过用于压入定子星和定子轭的附加连接技术，即通过毛细粘合实施。

毛细粘合除了定子星和定子轭之间的力锁合或摩擦锁合的连接之外还建立定子齿或者说其齿顶和轭侧的对应的连接部位之间的材料锁合连接，从而与由定子星和定子轭组成的、具有仅一个力或摩擦锁合连接的组件相比形成明显更刚性的组件。

在有利实施方案中，定子齿的齿顶具有按适当方式的楔形接合轮廓，而在定子轭的内周面上的对应的连接部位具有正好相反(gegengleich)的接合轮廓。由此一方面获得定子星和定子轭的位置准确的彼此接合。另一方面，这些接合轮廓实现齿顶与定子轭的对应的连接部位的相对较大和尤其全面的贴合。星侧的齿顶与轭侧的连接部位的术语“贴合”也理解为齿顶围住对应的连接部位，尤其是当相应的接合部位根据有利实施方案楔状或类似地成形。

在一个适当改进方案中，双组分粘合剂(2-k粘合剂，例如gp14)用作为粘合物，其用于定子星和定子轭组成的定子组件的两个组件的附加材料锁合连接用于附加的材料锁合连接。为了降低粘合物粘度并且因而在将粘合物施加在定子上时提高毛细效果，向粘合物材料添加或混合活性稀释剂(例如苯乙烯、环氧树脂或丙烯酸)。在此，双组分粘合物的树脂或环氧树脂含量优选大部分由活性稀释剂替代，从而在施加时确保尽可能小的粘合物粘度。

因而通过活性稀释剂有利影响粘合物的流变特性。通过降低粘度一方面可以实现改善粘合物进入定子的毛细效果。另一方面确保特别容易地处理和施加粘合物，这是因为改善了粘合物在定子或者说叠片堆叠上的浸润特性。

在制造这种定子的本发明方法中，首先提供定子轭和定子星的冲压组叠的叠片堆叠。定子绕组的线圈也许利用线圈架置于分别定子星的向外指向的定子齿上，其中，各个线圈的线圈端部借助定子的互连元件按照星形或三角形接触方式互连。

在接合过程中，在冲压过程中，将具有线圈的定子星和定子轭在定子齿齿顶和定子轭之间形成连接部位情况下彼此接合。之后，将混合了活性稀释剂的低粘度粘合物尤其是2-k粘合剂施加在定子的周侧面上。换而言之，粘合物尤其在定子已接合状态下(这意味着大致在定子已装配状态下)后续被施加到定子的周侧面上，其中，粘合物基于毛细效果自主渗入定子叠片组。

在此，粘合物尤其是施加到定子轭的外周面和/或布置在定子星的极靴之间的定子孔的内周面上，例如借助刷涂或喷涂。由于粘合物的粘度低，在此一方面确保了有利的浸润特性，由此特别简单地施加粘合物。另一方面，粘合物因而相对简单地渗入定子叠片之间构成的中间区域以及尤其是定子齿的齿顶和定子轭之间的连接部位的切削面。由此以简单的方式和方法制造特别稳定和刚性的定子，其中，所制造的定子尤其关于在机动车中的应用时的声学特性得到改进。

在一个有利实施方案中，粘合物施加在定子轭的连接部位的区域内。由此确保，在定子星和定子轭之间生成附加的材料锁合连接。

在一个适当实施方案中，粘合物引入定子的内周面内并且利用产生的离心力至少部分朝向外周面引导。换而言之，粘合物涂覆在定子孔内，随后利用抛转或旋转定子通过离心力和惯性力向外，尤其朝向定子齿的齿顶和定子轭之间的连接部位引导。离心力在此支持毛细力，由此可以实现粘合物在定子叠片内特别有效和均匀的分布。因而定子叠片组的尽量较大(内)表面浸润粘合物，这有助于定子组件的整体稳定性和刚性。

在一个优选改进方案中，能热激活的粘合物用作为粘合物，其中，将定子送入热室以硬化粘合物。这意味着，材料锁合连接在热室内加热过程期间才形成。由此简化了制造期间的定子的操作。优选在添加了活性稀释剂的能热激活的粘合物中，活性稀释剂在硬化粘合物期间通过共聚至少部分变成材料锁合连接的部分。

在一个有利构造方案中，在涂覆过程期间，将粘合物和/或定子加热。通过加热来降低粘合物的粘度并因而改进浸润和流动特性，这有利于转换成毛细效果。按照适当方式，粘合物和/或定子加热至比室温更高的温度，其中，温度尤其小于能热激活粘合物的硬化温度。在一个可行构造方案中，粘合物和定子例如加热至大约30℃至50℃的温度范围，其中，在热室内粘合物的硬化温度大约是160℃。

在一个优选改进方案中，与粘合物相比，定子尤其被加热至更高的温度。在涂覆粘合物期间定子例如具有比粘合物热大约5℃至10℃的温度。

在一个优选应用中，这样制造的定子应用于电机，尤其是机动车转向电机中。定子组件的改进刚性在此特别有利地转换为电机的声学特性，由此提高了机动车中的用户舒适度。

附图说明

以下结合附图进一步阐述本发明实施例。图中：

图1以立体图示出具有径向定子齿的定子星；

图2以立体图示出装入柱体形的定子轭的且与其摩擦锁合和材料锁合连接的定子星，其无线圈并且在内周侧面和外周侧面上施加有粘合物；

图3以立体图示出根据图1的定子星，其具有插接在定子齿上的缠绕的线圈体；以及

图4以立体图局部示出电机，其具有内置转子以及力锁合和材料锁合就位于定子轭内的且缠绕了线圈的定子。

具体实施方案

彼此对应的部件和参数在所有附图中始终使用相同附图标记标识。

图1示出以下被称为定子星2的星形定子组件，其在实施例中制成为由彼此堆叠成层的定子叠片4组成的叠片组。定子叠片4在形成中心的柱体形的开口6作为定子孔情况下在堆叠方向8上彼此分层并且例如相互模压或冲压组叠。定子星2是那里所示的电机12的、图2所示未缠绕的和图4所示已缠绕的定子10的部分。定子星2的叠片组优选相应利用至少一个沿周向包围的定子叠片4封闭其上侧14和下侧16。

定子星2包括径向向外延伸的定子齿18，它们在位于径向中心的内表面上构成柱体形的极靴20。这些定子齿18在附图中仅示例性地用附图标识。电机12的面对图4所示的转子22的极靴20沿堆叠方向8在形成极靴侧的空隙24情况下仅部分周向侧地被包围，以减少磁短路。定子齿18在形成位于齿顶级左右的贴合面28的情况下在自由端侧具有楔形的齿顶26。

图2示出定子10，其由定子星2定子轭30基于冲压过程力锁合/摩擦锁合地结合，其中，附加利用施加在内周侧面和外周侧面32、34上的能热激活的粘合物36建立定子星2和定子轭30之间的材料锁合的连接。粘合物36与活性稀释剂混合，从而粘合物具有相对较小的粘度。在定子星2和定子轭30接合过程之后涂覆粘合物36，其中，粘合物36基于较小的粘度利用毛细效果渗入定子10的已形成的叠片组。

材料锁合连接尤其利用接合过程之后施加的和毛细效果渗入的粘合物36在齿顶26和在定子轭30的内周围上与齿顶对应的连接部位38之间建立。施加粘合物36之后，定子10优选抛转或旋转，从而尤其是粘合物36在内周侧面32上利用通过离心力产生的离心和惯性力至少部分朝向外周侧面方向或者说外周面34，尤其是朝向连接部位38引导。图2示出仅示例性具有粘合物层36的外周侧面34。

为了有利地影响粘合物36的毛细流动特性，将粘合物36和定子10在涂覆粘合物期间加热至大约30℃至50℃，其中，定子10优选比粘合物36热大约5℃至10℃。施加粘合物36之后，抛转定子10，接着在大约160℃的热室内加热一小时，从而使粘合物36硬化，由此形成特别刚性和稳定的定子部件10。

定子轭30由彼此堆叠的返回环叠片或定子叠片40制成。在安装状态下图2中不可见的绕组围绕定子星2的定子齿18。绕组在装配定子星2和定子轭30之前根据图3作为线圈42置于绕组架44上并且连同其被安放在定子齿18上。各个框架式绕组架44支承一个线圈或线圈绕组42作为定子绕组的部分。相应两个相继排列的线圈42连续相连并且构成包含串联线圈42的线圈对。线圈对相应可通过两个线圈端部46、48接触。

图3所示的总计十二个线圈端部46、48图3为了通过图4可见的互连元件50的进一步接触而沿轴向方向，即在轴向方向a(电机轴线的方向)定向。在电机模式下，通电绕组生成定子侧的磁场，其与无刷电机12的、围绕中心定子或电机轴线a旋转的转子22的永磁体相互作用。环形的互连元件50用于线圈端部46、48在三角形接线法中的接触和互连。

本发明不局限于前述实施例。相反，本领域技术人员可以由此推导出本发明其他变形方案，而不偏离本发明主题。尤其是还可将所有结合实施例说明的单独特征也以其他方式彼此组合，而不偏离本发明主题。

附图标记列表

2定子星

4定子叠片

6开口

8堆叠方向

10定子

12电机

14上侧

16下侧

18定子齿

20极靴

22转子

24空隙

26齿顶

28贴合面

30定子轭

32周侧面/内周面

34周侧面/外周面

36粘合物

38连接部位

40定子叠片

42线圈/线圈绕组

44绕组架

46线圈端部

48线圈端部

50互连元件

a轴向方向