用于制造磁极壳体的方法与流程

本发明涉及一种用于制造用于电动马达的磁极壳体的方法。本发明还涉及一种根据这种方法制造的磁极壳体以及一种装备有这种磁极壳体的电动马达。

背景技术

电动马达，尤其是紧凑型马达，往往具有所谓的磁极壳体，形成电动马达的定子的永磁体和转子(动子或电枢)在内壁侧被置入到该磁极壳体中。

磁极壳体往往以所谓的深冲法制成。磁极壳体也可以以传统的制管方式制成，在其中，例如通过应力消除退火和多次的管件拉制来将管件成形为之后的磁极管件形状。之后，例如在专用机床中将管件定尺剪切。随后对管件的端面进行磨削。最后，为了防腐蚀而将管件作为散料进行镀锌。在此不利的是，尤其是相对较大数量的单独的制造步骤、事后的镀锌和形式为管件的成本高昂的半成品。

由de10321863a1公知了一种用于制造管件的方法，在其中，管件由基本上是平的金属板材来成形。在此，板材的纵向棱边通过形状锁合地(formschlüssig)交错嵌接的元件相互连接。

由de10023313a1公开了一种用于将定子紧固在壳体中的方法，在其中，壳体由板材条借助弯曲制成。板材条的紧随弯曲过程之后进行碰触的端部棱边在形成接缝的情况下交错嵌接，其中，壳体的内径应当大于定子的外径。

这种机械的拼合连接通常会引发受方法所限的几何形状上的和设计结构上的不平整。在压接或卷边时，交错嵌接的元件通过塑性变形相互连接，从而产生了毛刺。这些毛刺需要附加的再加工。这种连接通常无法充分防止液体侵入。

在wo2012/113432a3中描述了一种用于制造气密和液密的磁极壳体的方法。为此，借助材料锁合(stoffschlüssig)的激光焊接法将由被预先镀锌的板料制成的管套面拼合成磁极管件。随后在第二方法步骤中，将轴承端盖材料锁合地接合在磁极管件的端侧上。

技术实现要素：

本发明的任务是，说明一种特别适用于制造磁极壳体的方法。该方法应当尤其能够实现简单、省时且成本低廉地制造磁极壳体。本发明的任务还在于，说明一种根据这种方法制成的磁极壳体和一种设有这种磁极壳体的电动马达。

根据本发明，在方法方面，所述任务利用权利要求1的特征来解决，在磁极壳体方面，所述任务利用权利要求10的特征来解决，以及在电动马达方面，所述任务利用权利要求11的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是各自的从属权利要求的主题。

根据方法，首先从由板料构成的管套面来提供当前的管套面。为了提供在下文被称为管套的管套面，将优选被预先镀锌的板料例如从板材卷(板材盘卷体)放卷并校直以及输送给用于分离出大致呈矩形的管套的冲压装置。

随后，将由经镀锌的板料构成的管套成形为柱体形的磁极管件，使得管套的沿管件纵向方向延伸的管件纵向棱边或端部棱边(套体纵向棱边)朝向彼此。此后，将管套面的这些套体纵向棱边彼此连接起来以形成圆周侧闭合的磁极管件。

最后，将盖形状锁合和/或力锁合(kraftschlüssig)地紧固在端侧的管件端部上。由此不需要附加的焊接装置来对盖进行紧固，由此节省了工具成本。这对磁极壳体的制造成本也是有利的。

由于使用了由已经被预先镀锌的板料构成的管材使得将管材成形为柱体形的磁极管件并且随后将它的套体纵向棱边彼此材料锁合地连接起来，而有利地减少了所需的工艺步骤的数量，这是因为既取消了事后的镀锌也省去了事后的处理。因此能实现比迄今为止的方法更为快速的制造和因此更高的生产量。此外还有利地降低了成本，这是因为尤其减小了在安装盖时所需的工具成本。由此相比按传统方法制造的磁极壳体普遍减少了单件成本。尤其是针对汽车工业需要大批量的磁极壳体，从而成本低廉且高质量的制造是值得追求的。

尤其用作用于电动马达的磁极壳体的轴承端盖的盖优选被作为预制件来提供。这就能够实现提供最为不同的轴承盖，而在深冲的磁极壳体中却不会有这种灵活性。

在合适的改进方案中，首先将管套输送给弯曲装置以预成形(滚压、弯曲、钳工)为近似圆形的或柱体的形状，并且随后输送给校正装置以生成柱体式磁极管件的正圆的形状。在校正装置中能调整磁极管件的期望的内径和外径。由此保证了特别高的制造精度，这在大批量制造磁极壳体方面是有利的。

在合适的构造方案中，在下一方法步骤中，为了形成圆周侧闭合的磁极管件而将管套的套体纵向棱边材料锁合地相互连接起来。为此，将旋转对称地(例如具有或不具有导入斜面的柱体形)弯曲的管套适宜地输送给焊接装置，焊接装置借助激光焊缝将经镀锌的管套的套体纵向棱边材料锁合地相互连接起来。根据经验，借助激光焊缝的这种连接确保了可靠的并且尤其是流体无法透过的对接棱边连接。此外，对接棱边连接由于因此所避免的套体纵向棱边的重叠而优选也是省材的。

进行激光焊接的端部棱边连接的另外的优点是到磁极管件内的能量输入较小且集中并且因此使因热所引起的翘曲更小。由此可以快速且简单地建立且遵守磁极管件的十分窄的公差。

此外，所述方法的该改进方案成本特别低廉地允许了在通过镀锌且无需再处理来维持表面特性、特别是防腐蚀特性的情况下进行具有高抗压强度的材料锁合的连接。因此业已表明，在激光焊接的过程中，经镀锌的材料在端部棱边连接的区域中被熔化，并且所熔化的经镀锌的材料或与之交联的焊接材料也对焊缝镀锌并且因此促成了对焊缝的防腐蚀保护。这可以归因于在两个靠近彼此延展的套体纵向棱边之间的相对狭窄的连接区域内的有针对性的热能输入。

连接也并不如在压接时那样逐点地进行，而是均匀地沿着磁极管件的套体纵向棱边进行。因此通过激光焊缝避免了几何形状上和设计结构上的不平整并且确保了特别是液体无法透过且气体无法透过的磁极管件的制造。

在适宜的设计方案中，在随后的方法步骤中，将在套体侧焊接好的磁极管件输送给冲压和/或弯曲装置以便将多个在圆周侧分布在端侧的管件端部上的紧固接片压弯。紧固接片是指拧接接片或拧接凸耳和/或电刷压接钩。紧固接片在此布置在与盖对置的端侧的管件端部上。

在方法的优选的实施方案中，通过管件端部的塑性变形，尤其借助敛缝或压接将盖紧固在磁极管件上。由此确保了磁极壳体的特别简单和成本低廉的制造。

在适宜的构造方案中，在盖与磁极管件之间的连接部或紧固部位是流体无法透过的，从而提供了流体密封的磁极壳体。

方法的附加的或另外的方面设置的是，在管件端部上，在内壁侧引入了优选环绕的阶梯轮廓，该阶梯轮廓具有用于支撑盖的径向的撑托面和轴向的环形壁区段。例如借助切削或改形技术进行的方法产生的阶梯轮廓在装配磁极壳体期间保证了盖在磁极管件上的精准的定位。

在合适的改进方案中，为了制造阶梯轮廓而将磁极管件输送给冲模装置。随后，冲模装置借助改形工艺在盖侧的管件端部上压印出阶梯轮廓。由此实现了对阶梯轮廓的特别简单的制造。

在此，尤其在有利的实施方案中设置的是，将轴向的环形壁区段径向向内改形以保持住盖。换句话说，为了将盖紧固在磁极管件上，首先将盖置入到管件端部的阶梯轮廓中。在此，环形壁区段的轴向的高度优选大于盖的轴向的高度，从而使环形壁区段至少部分探伸超过处于被安置状态下的盖。随后尤其借助敛缝或压接将环形壁区段的该突出的区域径向向内改形，尤其是变弯或压制。由此使盖被变弯的环形壁区段至少区段式地搭接，从而确保了盖运行安全且流体密封地保持在磁极管件上。

根据上述方法制造的磁极壳体具有特别低的制造成本。这对在汽车工业中的应用是尤其有利的，这是因为能因此特别简单且成本低廉地制造所需的大批量零件。在此背景下，与传统的方法相比，使用了在冲压-弯曲自动装置中被加工的被预先镀锌的板料。为此，首先将管套面(板坯)从板材盘绕体放卷、冲压并且在改形工作站中弯曲(钳工)成具有圆形横截面的管件。紧随对管件外径和管件内径进行校正地，通过激光焊接对套体纵向棱边进行牢固的和液体无法透过的连接。之后借助对阶梯轮廓的敛缝或压接将作为轴承端盖的盖形状锁合地和/或力锁合地以流体密封的方式紧固在磁极管件上。在这种磁极壳体中，基本上不需要任何再处理，且至少能极大地减少再处理过程的数量。

由被预先镀锌的材料通过冲压-弯曲方法所制成的磁极壳体因此特别适用于例如被设置成用于机动车的调整部件的伺服驱动器的电动马达。

附图说明

接下来借助附图详细阐述本发明的实施例。其中：

图1示意性示出用于由板料制造磁极壳体的方法流程；

图2立体地示出根据该方法制成的具有纵向焊缝的磁极管件；

图3示出在完成接片折弯和引入阶梯轮廓之后的根据图2的磁极管件；

图4示意性示出用于引入阶梯轮廓和将盖紧固在磁极管件上的工艺流程；以及

图5示出在完成盖紧固之后的根据图2的磁极管件。

彼此相应的部分在所有的附图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图2至5中示出的磁极管件2由优选经镀锌的钢板制成。磁极壳体2的管套面或者说管套4形成了两个对置的、沿管件纵向方向l延伸的套体纵向棱边6，套体纵向棱边被相对彼此延展，其中，径向的管件缝隙8轴向在管套4的两个套体纵向棱边6之间延伸。通过轴向延伸的激光焊缝10使管件缝隙8进而是朝向彼此的套体纵向棱边6材料锁合地并且液体无法透过和/或气体无法透过地相互连接成在圆周侧闭合的磁极管件2。

磁极管件2的其中一个端侧或管件端部12a用(轴承)盖14封闭。该轴承盖被用作轴承端盖来提供容纳电动马达的轴或该电动马达的转子的轴的轴承。由此以简单以及灵活的方式和方法提供了电动马达的至少在一侧被闭合的磁极壳体16。在由此制成的磁极壳体16的内侧上，可以事先安装作为电动马达的定子的永磁体。电动马达尤其能被作为用于机动车的调整部件，例如用于座椅调整件或车窗升降器的紧凑型伺服驱动器。

图1示意性阐明了用于制造由镀锌的材料构成的磁极壳体16的方法流程。起始点是板材卷(板材盘卷体)18，其具有多层卷绕的已被镀锌的且例如具有在1.0mm至3.0mm的板材厚度的板材。板材盘绕体18被展开并且在第一方法步骤中在校直机组20中被持续不断地校直，其中，被分别校直的板材区段始终是板材卷18的在一定程度上是连续的板料带的部分。板材卷18的带宽基本上与之后的磁极管件长度相应。

在下一方法步骤中，借助冲压装置22从板材卷18定尺剪切出所需的管套4的尺寸。在此所产生的板材区段已经与之后的磁极管件2的板材套体或管套4相应。随后，将被分别定尺剪切的板材套体4或板材件在弯曲装置24中至少粗略地弯曲成之后的柱体形。冲压装置22和弯曲装置24适宜地是组合式的弯曲和冲压自动装置的组成部分。

在接下来的方法步骤中，借助校直自动装置或者借助校正装置26将板材套体4精确成形为理想的、呈圆形的柱体形。在此将之后是磁极管件2的管件轮廓，这意味着内径和外径，校正成实际上最优的圆形状。

在下一方法步骤中，借助焊接装置28对由旋转对称地(例如具有或不具有导入斜面的柱体形)弯曲的板材套体构成的管套4的彼此对齐的轴向的套体纵向棱边6进行激光焊接。在焊接过程之前或期间，管套4通过如下方式被保持在它的经校正的、呈柱体的理想形状中，即，在管套4的多个部位上作用有相应的支撑力f。

在接下来的方法步骤中，又借助未详细示出的弯曲自动装置或弯曲/冲压自动装置通过如下方式在被焊接起来的磁极管件2的与端侧12a对置的端侧(管件端部)12b上构成拧紧点和/或电刷压接钩，即，将相应的紧固接片30或套面4的类似部分在圆周侧折弯到暴露的部位上。

为了紧固轴承盖或轴承端盖14，如在图4中所示那样，先将阶梯轮廓32引入到管件端部12a中，这意味着引入在磁极管件2的与紧固接片30对置的端侧上。为此，将磁极管件2放入到冲模装置34中，冲模装置例如也可以是包括弯曲装置24和冲压装置22的弯曲和冲压自动装置的部分。通过冲模装置32，在构成径向的撑托面36和轴向的环形壁区段38的情况下将阶梯轮廓32压印到管件端部12a的内壁中(图4左边)。

在另外的方法步骤中(图4中间)，将轴承盖14套装到撑托面36上，从而使轴承盖基本上完全被安置在环形壁区段38之内。随后，通过压接装置40将轴承盖14紧固在磁极管件2上。为此，环形壁区段38的突出于轴承盖14的区域被径向向内改形(图4右边)。经改形(弯曲、被压制)的环形壁区段38‘因此至少区段式地搭接轴承盖14。由此实现了轴承盖14在磁极管件2上的流体密封的紧固。轴承盖14在此例如作为成品部件或半成品被提供。

本发明并不局限于上述的实施例。更确切地说，可以由技术人员由此推导出本发明的其它的变型方案，而不会脱离本发明的主题。此外，所有结合实施例描述的单个细节尤其也能以其它方式相互组合，而不会脱离本发明的主题。

附图标记列表

2磁极管件

4管套/管套面/板材套体

6套体纵向棱边

8管件缝隙

10激光焊缝

12a、12b端侧/管件端部

14盖/轴承盖/轴承端盖

16磁极壳体

18板材卷/板材盘绕体

20校直机组

22冲压装置

24弯曲装置

26校直自动装置/校正装置

28焊接装置

30紧固接片

32阶梯轮廓

34冲模装置

36撑托面

38、38‘环形壁区段

40压接装置

l管件纵向方向

f支撑力