用于电机的线圈模块的制作方法

文档序号:37128214发布日期:2024-02-22 21:43阅读:41来源:国知局
用于电机的线圈模块的制作方法

本发明涉及一种用于电机的线圈模块、一种电机、一种车辆和/或一种工具机。


背景技术:

1、从现有技术中已知差异明显的各种类型的电机。专利文献de102017204072al公开了一种用于电动机的曲流形式的绕组类型,其中确保了在由永磁体产生的磁场范围内的导电材料的高密度。然而,这种类型的结构的缺点在于其使用的平导线由于其电磁特性而导致效率低下。此外,多相结构的设计是困难的。


技术实现思路

1、因此,本发明的目的是提出一种用于电机的线圈模块,利用该线圈模块克服了这些缺点,并且能够实现具有更小空间要求的紧凑结构。本发明的另一个目的是提供一种可靠、有效、节省空间和/或重量的电机冷却和/或增加电机的使用寿命。

2、在本文中,电机是指将电能转换为机械功或反之亦然的设备。“电机”一词可以特别理解为电发动机或者说电动机或者说电动马达或者发电机或者说电发生器。

3、上述一个、多个或全部目的根据本发明通过下文中公开的线圈模块、下文中公开的电机和/或下文中公开的车辆或工具来实现。

4、一种用于电机的线圈模块,具有至少一个线圈盘。线圈盘又具有由电绝缘材料制成的线圈架和多个由通常为金属线形式的导电材料制成的单个绕组。这些绕组可以嵌入(eingebettet)、例如浇注(eingegossen)在线圈架中。这些绕组围绕至少一个线圈盘的中心周向地布置在至少一个在线圈盘上。每个绕组具有两个从中心开始径向延伸的有源区域(aktive bereiche)和两个在其径向外缘和内缘上切向延伸的无源区域(passivebereiche)。在至少一个线圈盘的俯视图中,不同绕组的有源区域彼此不重叠,但是绕组的每个无源区域均部分地覆盖两个紧邻绕组的相应无源区域。各个绕组的在横截面中沿轴向方向的厚度在有源区域中大于各个绕组在无源区域中的厚度。

5、尽管本文中涉及到许多单个绕组,但是可以将多个单个电绕组,例如同相的单个绕组,相互连接。

6、有源区域可以被理解为绕组的那些适合于对电机的转矩做出贡献和/或位于电机的至少一个相邻磁性模块的磁场中的区域。相应的,绕组的无源区域不适合于对电机的转矩做出贡献和/或不在电机的相邻磁性模块的磁场中。

7、在本文中,术语“各个绕组沿轴向方向的厚度”或绕组的“在轴向方向上的厚度”应理解为沿轴向方向测得的绕组厚度。类似地,绕组的“沿切向或径向方向的宽度”应理解为在切向或径向方向上测得的绕组的宽度。这意味着,“沿轴向方向”、“沿切线方向”和“沿径向方向”的指示以及类似的指示给出了测量相应参数(例如厚度、宽度)的方向。

8、通过无源区域的部分重叠,在无源区域中导电材料(优选铜)的数量通常是有源区域的两倍。为了防止线圈盘和由至少一个线圈盘形成的线圈模块沿轴向方向有增厚(aufdickung),在有源区域中沿轴向方向的厚度在横截面中大于在无源区域中的厚度,从而确保了紧凑的结构。电绝缘材料在此应理解为在25℃的温度下电导率小于10-8s/m的材料。在25℃的温度下,电导率大于106s/m的任何材料都应理解为导电材料。由于径向方向在本文中是根据常规习惯从中心以直线延伸到边缘的方向,因此相应地切线方向就是指垂直于径向方向延伸的方向。在本文中,无源区域可以理解为绕组的那些非径向延伸并且将相应单个绕组的两个有源区域彼此连接的区域。但是,无源区域并非必须完全切向延伸。例如,无源区域也可以优选地具有短的径向延伸区域,其与有源区域相邻并且在该区域中例如发生横截面变化。通过改变在有源区域和无源区域之间环绕布置的绕组的横截面,可以改变磁盘之间的气隙的轴向距离,并因此提高相对的铜填充度。此外,无源区域中厚度的减少使得更容易安排绕组的三相布置。在本文中,将至少一个线圈盘沿法向量的视图视为俯视图,相应地将相对于俯视图成90°角的位置视为侧视图。法向量在这里应该从这样的表面开始:在该表面中,至少一个线圈盘的长度和宽度大于该至少一个线圈盘的厚度。因此,在电机中,法向量平行于旋转轴线。也被称为线圈的绕组优选是无芯的或者说无铁芯的绕组。在本文中,术语“线圈架”特别是指用于绕组或线圈的载体,其通常机械地连接绕组并优选由环氧树脂或其他耐温塑料制成。在本文中,术语“线圈盘”是指通过线圈架固定的、具有线圈或绕组的环,而术语“线圈模块”旨在表示一个完整构件,该构件具有至少一个线圈盘,但通常具有两个或更多的线圈盘。

9、例如,可以将所述许多单个绕组浇注到线圈架的材料中,线圈架优选为环氧树脂,从而形成线圈盘。

10、各个绕组在无源区域中的厚度与在有源区域中的厚度之比可以小于1。优选地,该比值大于或等于0.3且小于1,对于外部的无源区域特别优选正好是0.5,以便利用更大的安装空间并在考虑到线圈盘时产生等于1的与有源区域统一的相对厚度。

11、各个绕组的横截面形状在从有源区域过渡到无源区域时通常会发生变化。优选地,横截面的面积保持不变并且容积效率最大,这可以例如通过挤压来实现,但是通过改变形状使更多的材料可以被磁力线流过(durchflossen)并因此更有效地设计驱动力。通过改变形状,在磁距保持不变的情况下在电机中就有可用于导电材料的结构空间可供使用,从而能够相应地提高功率和效率。

12、可以设置:不同绕组、通常是所有绕组的全部有源区域在侧视图中都布置在一个平面中和/或与该平面相交。

13、该平面可以正交于线圈盘或电机的轴向方向。还应考虑的是,例如在扇出的实施方式中,有源区域可以具有变化的厚度,使得其顶和/或底侧也许不必平行于该平面。优选地将有源区域构造为与平面相交。可以将其中一个或几个有源区域排除在外,例如在其中构造有本文中所述的连接片(steg)。

14、这意味着,不同绕组的有源区域在侧视图中可以沿线圈盘的法向量的方向全部布置在相同的高度上,使得例如没有有源区域相对于其他有源区域突出。可以将其中的一个或几个有源区域排除在外,例如在其中构造有本文中所述的连接片。

15、通过上述的布置在一个平面中,实现了所有的有源区域平等地位于磁性模块的磁场中。替代于此而优选的是,将不同绕组的几乎所有、优选除一个以外的所有有源区域在侧视图中沿线圈盘的法向量的方向都布置在相同的高度上,从而例如只有少量的、优选一个有源区域相对于其他有源区域突出。例如可以将本文中所述的连接片布置在该区域中。

16、优选地,各个绕组的有源区域沿轴向方向的厚度沿向外的径向方向减小。此外,各个绕组的有源区域沿切线方向的宽度沿向外的径向方向增大。

17、换言之,有源区域是向外扇出。

18、通过有源区域的这种扇出使得能够在沿线圈盘的轴向方向厚度相同的情况下在各个绕组中安装更多的导电材料。这进而导致更高效的电机和/或电机有更高的效率。

19、但是这种扇出并非必须存在于绕组的整个有源区域中。例如,与无源区域相邻的有源区域可以具有被排除在该扇出之外的各过渡部。

20、优选地,有源区域沿径向方向的横截面积保持恒定。

21、典型地,绕组由细的绞合线(litze)形成,细绞合线由多根彼此电绝缘的金属线形成,其中所述彼此电绝缘的金属线具有小于等于0.1mm的线直径。通过多个配设有电绝缘涂层的绞合线,不仅可以在生产过程中确保由金属线形成的绕组的足够的柔性,而且还可以实现足够高的电导率。

22、绕组的数量优选是3的整数倍,从而使绕组能够三相运行。因此,这些绕组形成总共三股不同相的线路在这里特别优选的是,所有相的绕组的所有有源区域在侧视图中都位于一个单一平面中,而不同相的无源区域则分布在两个平面上。典型地,两相的无源区域分别在一个平面中,第三相的无源区域执行额外的平面变化。这两个平面通常彼此不同或错开,但是彼此平行。

23、可以设置为,所有的绕组都被相同的构造,即,特别地具有相同的尺寸和形状。但是替代地也可以设置为,使用至少一个在形状或厚度上与其余绕组不同的绕组。

24、线圈盘可以被构造为,其中一个绕组的一内部无源区域和一外部无源区域沿轴向方向的厚度不同。该内部无源区域在这里被布置为相对于线圈盘和线圈模块的中心的距离小于该外部无源区域。典型地,在这里将其中一个绕组的外部无源区域的厚度选择为,该区域的厚度与有源区域的厚度之比小于等于0.5。对于该内部无源区域可以设置为,该内部无源区域的厚度与该有源区域的厚度之比小于1。由此可以使冷却表面从有源区域扩展到该外部无源区域。

25、本发明还涉及一种电机,其具有轴承和在轴承中被引导的轴,其中沿着轴同心地布置至少一个具有多个永磁体的磁性模块和至少一个本文中公开的线圈模块。

26、诸如电动机或电动马达或发电机或电发生器这样的电机具有轴承和在轴承中被引导的轴。沿着轴同心的布置至少一个具有多个永磁体的磁性模块和至少一个具有前述特性的线圈模块,其中磁性模块附接在轴上,并且线圈模块连接到壳体。由于绕组的高封装密度(packungsdichte),在电机运行时实现了特别有利的效率和功率密度。

27、至少一个线圈模块可以至少在其面向磁性模块的一侧粘贴由电绝缘材料制成的薄膜,以防止液体通过并能够形成冷却通道。替代于粘接地,也可以通过其他的连接方式来施加该薄膜,例如作为材料配合连接的焊接,或者例如通过螺纹环这样的力配合连接。

28、为了有效地冷却电机和特别是有源区域,至少一个线圈模块可以具有至少两个互连的线圈盘和一个由两个线圈盘之间的空腔形成的冷却通道。替代地或附加地,冷却通道也可以由线圈盘或线圈模块和薄膜形成和限制。

29、本发明还涉及一种车辆或一种工具机或者说是具有本文中所公开的电机的工具。

30、本发明的一个、多个或全部的目的通过在下文中公开的线圈模块、在下文中公开的电机、和/或在下文中公开的车辆或者在下文中公开的工具机得以实现。

31、由于在下文中所要描述的线圈模块包含多个已经结合上述的线圈模块公开的特征,因此上述的技术效果、优点和说明也适用于下面将要说明的相应特征。特别应当注意的是,下面所描述的线圈模块可以优选地具有上面结合线圈模块所描述的每个特征。

32、线圈模块包括具有至少一个由导电材料制成的绕组的第一线圈盘和具有至少一个由导电材料制成的绕组第二线圈盘。第一线圈盘和/或第二线圈盘具有基本环形的凹部。第一线圈盘和第二线圈盘进一步被彼此附接为,在第一线圈盘与第二线圈盘之间通过该环形凹部形成用于冷却剂的基本环形的冷却通道。

33、线圈模块、第一线圈盘、第二线圈盘以及第一线圈盘和第二线圈盘的绕组可以如上所述地形成。

34、基本环形的凹部可以被理解为基本上围绕线圈盘的整个周向延伸的凹部。术语“基本上”意味着该凹部例如具有一个(或多个)将在下文中详细说明的连接片,该连接片中断了该基本环形的凹部。该基本环形的凹部可以围绕线圈盘的中心延伸并且不在线圈盘的中心。线圈盘的中心在此是指被轴的或电机的旋转轴线延伸穿过的线圈盘的点。

35、该基本环形的凹部的径向外边缘和/或径向内边缘在关于线圈盘的俯视图(即,正交于纵向和宽度方向的视图)中可以是圆形的。凹部的径向外边缘和径向内边缘在这里分别表示了从线圈盘的基本上平坦的表面到基本环形的凹部的过渡。然而,外边缘和/或内边缘的形状也可以差异于精确的圆形。例如,外边缘和/或内边缘可以是波纹状的。此外,外边缘和/或内边缘也可以具有多边形形状。

36、凹部可以具有矩形横截面,该矩形横截面具有两个相对的侧面和一个底面。替代地,凹部也可以具有梯形横截面,在该横截面中,相对侧面的间距朝向底面逐渐减小。此外,凹部还可以具有圆弧形或弯曲的横截面。

37、换言之,可以将该环形凹部理解为线圈盘中的基本环形的凹部。线圈盘在该基本环形的凹部区域中的厚度可以比该环形凹部之外的区域更低。

38、线圈盘优选通过将至少一个绕组浇注到电绝缘材料(例如环氧树脂)中来制造。为此,可以将绕组嵌入模子中,然后在模子中填充电绝缘材料。随后,可以在压制过程中产生基本环形的凹部。例如,借助基本环形的模子或压模。

39、该被嵌入至少一个绕组的模子可以具有突出部,该突出部保持绕组的有源区域之间的间隙畅通,使得线圈盘在绕组的有源区域所在的基本环形的区域中,在有源区域之间具有空气间隙。具有这些间隙的线圈盘可以特别是适用于电机的空气冷却,在此也优选地使用其他形式的冷却,例如借助于冷却剂(例如水-乙二醇混合物)。

40、在本文所述的扇出有源区域的情况下,可以优选地取消模子中的突出部,使得有源区域之间的间距可以非常小,并且在浇注之后在有源区域之间没有间隙。

41、然而,该基本环形的凹部也可以通过其它方法产生。例如,可以由被插入电绝缘材料的模子本身来限定该凹部,从而不再需要后续的压制过程。该基本环形的凹部还可以例如通过铣削制成。

42、可以在第一和/或第二线圈盘的其中一个中设置这种基本环形的凹部。优选地,可以在第一线圈盘和第二线圈盘中分别设置基本环形的凹部。

43、如前所述,盘在本文中被理解为这样的物体:其长度和宽度或者说其直径显著地大于其厚度,例如大10倍。盘的侧面是指平行于由长度和宽度扩展而成的平面、即正交于电机轴向方向的物体侧面。基本环形的凹部设置在线圈盘的一侧。然而,线圈盘也可以在两个侧面上分别具有基本环形的凹部。

44、第一和第二线圈盘可以彼此附接为,第一线圈盘的两个侧面之一贴靠在第二线圈盘两个侧面之一上,其中不排除在它们之间设置密封层。例如,可以将第一线圈盘和第二线圈盘彼此粘接在一起,其中粘接剂可以同时例如相对于周围环境密封冷却剂通道。

45、在下文中,将第一和第二线圈盘的贴靠在另一个线圈盘上的侧面各自称为内侧。相应地,将第一和第二线圈盘的向外指向并且不贴靠另一个线圈盘的侧面称为外侧。因此可以这样理解:所述基本环形的凹部是被设置在第一线圈盘的内侧上和/或第二线圈盘的内侧上。

46、如果第一线圈盘和第二线圈盘各自具有凹部,则第一线圈盘的凹部和第二圈盘的凹部优选地具有相同的形状,并优选地布置为它们彼此正好对置和/或覆盖。然而,也可能的是,第一线圈盘的凹部具有与第二线圈盘的凹部不同的形状,和/或它们在线圈模块的组装状态下相对于彼此偏移。

47、基本环形的冷却通道可以理解为由第一和第二线圈盘限定的空间,其一方面是由第一或第二线圈盘中的凹部的壁限定,另一方面是由第二线圈盘的内侧限定。优选地,基本环形的冷却通道由设置在第一线圈盘和第二线圈盘中的两个凹部限定。然而,该基本环形的冷却通道不必被完全限制。这意味着,该基本环形的冷却通道例如可以具有流入开口和/或流出开口,冷却剂可以通过该流入开口和/或流出开口进入冷却通道和/或从冷却通道排出。

48、该冷却通道的优点在于可以使冷却剂非常接近线圈,从而可以非常有效地冷却电机。同时,这种冷却结构不需要任何额外的部件来输送冷却剂,因此这种冷却结构节省了空间和重量。此外,这种冷却结构也非常鲁棒并且不易发生故障。

49、冷却剂优选为水基冷却剂,进一步优选是水-乙二醇混合物。变压器油也可以用作冷却剂。然而,本文中描述的线圈模块也可以是空气冷却的。

50、优选地,第一线圈盘和/或第二线圈盘在凹部的区域中具有流入开口,用以将冷却剂输送到基本环形的冷却通道中。替代地或附加地,第一线圈盘和/或第二线圈盘在凹部的区域中具有流出开口,用以将冷却剂从基本环形的冷却通道向外输送。

51、流入开口和/或流出开口可以例如设置在凹部的径向外侧表面中。优选地,将流入开口设置在第一线圈盘的凹部的侧表面中,并将流出开口设置在第二凹部的侧表面中,或者相反。可以在第一线圈盘中从流入开口开始延伸出一流入通道,并且在第二线圈盘中从流出开口开始延伸出一流出通道。流入通道和流出通道可以分别从流入开口或流出开口径向向外延伸。流入通道可以被构造为第一线圈盘中的凹部,流出通道可以被构造为第二线圈盘中的凹部。在第一和第二线圈盘中,可以在与流入开口相对的流入通道端部上设置流入孔和/或流入通孔,用以将冷却剂输送到流入通道中。在第一和第二线圈盘中,可以在与流出开口相对的流出通道端部上设置线圈盘中的流出孔和/或流出通孔,用以将冷却剂输送出流出通道。

52、流入通道和/或流出通道优选地延伸到绕组的一外部无源区域中,该外部无源区域不覆盖或仅部分覆盖紧邻的绕组的外部无源区域。通过这种方式,流入通道和/或流出通道被布置在绕组的厚度尽可能低的区域中。这允许实现节省空间的布置。

53、替代地,流入开口和流出开口以及流入通道和流出通道可以仅设置在两个线圈盘的一个中,或者可以设置在两个线圈盘的每一个中。

54、如果电机具有多个线圈模块,这些线圈模块通过线圈间隔件彼此连接,则线圈间隔件也可以具有流入孔和流出孔。在组装状态下,不同线圈模块的和布置在其间的线圈间隔件的流入孔重叠。同样地,在组装状态下,不同线圈模块的和布置在其间的线圈间隔件的流出孔重叠。换言之,所有的流入孔和流出孔可以各自对齐。

55、在此,例如在沿轴向方向看位于电机一端部上的线圈盘或线圈间隔件中可以省去流入孔和流出孔。在位于电机另一端部上的线圈盘或线圈间隔件中,冷却剂可以被引导通过流入孔和流出孔进入各个线圈模块中。通过这种方式,不同的线圈模块可以关于冷却剂流是彼此并联连接的。

56、在流入开口和线圈盘中心之间的第一连接线与在流出开口和线圈盘中心之间的第二连接线可以在线圈盘的俯视图中围成优选小于30°的角度,进一步优选小于20°、更进一步优选小于10°。特别优选地,将这些开口布置得尽可能彼此靠近,使得相应的角度尽可能小。这样可以确保冷却剂尽可能完全围绕线圈盘的中心流动,以确保所有线圈的冷却。

57、优选地,第一线圈盘和/或第二线圈盘在凹部中在流入开口和流出开口之间具有连接片,该连接片被构造为,使得基本环形的冷却通道在流入开口与流出开口之间具有分隔壁。在此应理解的是,连接片是布置在凹部中在流入开口和流出开口的最短连接之间,以迫使冷却剂几乎围绕线圈盘的整个周向流动。

58、连接片可以理解为凹部的中断。换言之可以理解为,连接片从凹部的径向内边缘延伸到凹部的径向外边缘。连接片可以例如从凹部的内边缘径向延伸到凹部的外边缘。替代地,连接片可以相对于径向方向形成一角度。连接片在此可以具有上侧,该上侧位于凹部的底表面上方,优选地与线圈盘的其余的内侧在同一平面内。在此,连接片优选地被构造为尽可能得窄,使其还是冷却剂的有效阻挡物。

59、优选地,流入开口与线圈盘中心之间的第一连接线和流出开口与线圈盘中心之间的第二连接线也围成小于30°的角度。由于流入开口和流出开口之间的连接片,冷却剂不能选取流入开口和流出开口间的“短路径”并被迫流到冷却通道的剩余的明显更大的圆弧部分。

60、连接片在冷却通道中形成对冷却剂的屏障。因此,通过该连接片确保冷却剂流过第一和第二线圈盘的所有相关区域,并因此冷却第一和第二线圈盘的所有相关区域。

61、优选地,第一和第二线圈盘各自具有凹部和连接片。在线圈模块的组装状态下,第一线圈盘的连接片和第二线圈盘的连接片彼此叠置,在此并不排除在它们之间布置粘接剂层和/或密封层,其中粘接剂可以同时体现密封。

62、优选地,第一线圈盘和第二线圈盘分别具有:至少一个由电绝缘材料制成的线圈架和多个由导电材料制成的单个绕组,这些绕组围绕至少一个线圈盘的中心周向地布置在该至少一个线圈盘上。在此,每个绕组具有两个从中心开始径向延伸的有源区域和两个在其径向外缘和内缘上切向延伸的无源区域。此外,在线圈盘的俯视图中,不同绕组的有源区域彼此不重叠,但是其中一个绕组的每个无源区域分别部分地覆盖两个紧邻绕组的相应无源区域。此外,各个绕组在横截面中在有源区域中沿轴向方向具有比在无源区域中更大的厚度。

63、这些特征的更多技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

64、优选地,将凹部/多个凹部至少布置在径向延伸的有源区域中,优选也布置在径向外部无源区域中。

65、由于其中一个绕组的无源区域是与紧邻绕组的相应无源区域分别部分地重叠,并且不同绕组的有源区域彼此不重叠,因此在第一和/或第二线圈盘的有源区域中可以存在用于凹部的空间。由于该空间被用于冷却,因此借助凹部/多个凹部提供冷却通道不会导致更大的空间消耗。同时,在前面已经说明的这种类型的绕组提供了可以在小空间中安装大量导电材料的优点。

66、然而,凹部/多个凹部也可以至少部分地设置在无源区域中,优选设置在径向外部无源区域中。例如,径向外部无源区域可以在径向方向上具有比径向内部无源区域更大的宽度,从而可能在轴向方向上形成具有更小厚度的径向外部无源区域。还可能的是,并非不同绕组的所有无源区域都覆盖紧邻绕组的无源区域。因此,例如通过这种方式,也可以在无源区域中存在用于凹部的空间。

67、优选地,第一线圈盘和/或第二线圈盘的各个绕组的有源区域沿轴向方向的厚度沿径向方向向外减小。此外,第一线圈盘和/或第二线圈盘的各个绕组的有源区域沿切线方向的宽度沿径向方向向外增大。

68、这种结构也被称为有源区域的“扇出”。

69、在此,沿轴向方向的厚度不必沿着有源区域的整个长度向外减小,并且沿切线方向的宽度不必沿着有源区域的整个长度向外增大。但是优选地,有源区域沿着其长度的至少70%、优选至少90%扇出。

70、这些特征的更多技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

71、这种扇出的另一个优点是,可以减小一绕组的有源区域和紧邻绕组的有源区域之间的间距或者说间隙。

72、由此产生的优点是:当凹部位于一个或多个绕组的有源区域中时,凹部的底表面是由线圈盘本身密封的。这意味着在一个或多个绕组的有源区域之间不存在必须被额外密封的间隙。因此,线圈盘不仅是自支撑的,而且是自密封的。

73、通过这种方式,可以例如省去上述的薄膜,使得线圈模块整体沿轴向方向具有更低的厚度。通过这种方式,可以使电机中的磁性模块更靠近一个或多个绕组,这反过来又提高了电机的功率和/或效率。

74、这也意味着制造线圈盘、线圈模块和/或电机所需的方法步骤更少。此外,用于成型线圈盘的模具可以被简化,因为在绕组的有源区域之间没有间隙被必须保持畅通。由此,整体而言可以降低电机的制造成本。

75、优选地,绕组的有源区域到紧邻绕组的有源区域的间距为几微米。

76、优选地,凹部在轴向方向上的深度沿径向方向向外增加。

77、凹部在轴向方向上的深度是指沿轴向方向测得的凹部的深度,例如凹部的最低点(例如底表面)与由线圈盘的内侧所定义的平面之间的差。

78、在凹部沿轴向方向的深度沿径向方向向外增加的情况下,可以理解的是,凹部的内部径向基本环形的区域的深度要低于凹部的进一步向外的基本环形的区域的深度。

79、深度在此可以连续地(即,稳定地)或逐级地(即不稳定地)从内向外增加。深度也可以线性地或非线性地从内向外增加。

80、凹部的这种几何形状也称为“v形冷却”几何形状。

81、优选地,各个绕组在无源区域中的厚度与在有源区域中的厚度之比小于1。

82、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

83、优选地,各个绕组在无源区域中的厚度与在有源区域中的厚度之比大于或等于0.3且小于1。

84、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

85、优选地,两个紧邻的绕组在重叠的无源区域范围内沿轴向方向的累加厚度大于这两个紧邻的绕组中的每一个在有源区域中沿轴向方向的厚度。例如,两个紧邻的绕组在重叠的内部无源区域范围内和在重叠的外部无源区域范围内沿轴向方向的累加厚度大于这两个紧邻的绕组中的每一个在有源区域中沿轴向方向的厚度。替代地,两个紧邻的绕组在重叠的内部无源区域范围内沿轴向方向的累加厚度可以大于这两个紧邻的绕组中的每一个在有源区域中沿轴向方向的厚度。附加地,两个紧邻的绕组在重叠的外部无源区域范围内沿轴向方向的累加厚度可以小于这两个紧邻绕组中的每一个在有源区域中沿轴向方向的厚度。

86、由于厚度的这种平滑性过渡绕组的各个短区域可以具有与上述厚度不同的其他厚度。

87、这可以应用于所有或基本上所有紧邻的绕组。也就是说,一个有源区域或几个有源区域可以位于本文所述的连接片的区域中,并因此具有比其他有源区域更大的厚度。

88、两个紧邻的绕组在重叠的无源区域范围内沿轴向方向的累加厚度应理解为各绕组的各无源区域沿轴向方向的各厚度之和,其中各无源区域的厚度是在其中紧邻的绕组的无源区域重叠的区域中测量得到。

89、这可以适用于径向内部无源区域和径向外部无源区域。替代地,也可以仅在径向内部无源区域的范围内,两个紧邻绕组沿轴向方向的累加厚度可以大于这两个紧邻绕组中的每一个在有源区域中沿轴向方向的厚度。

90、通过这种方式,有源区域和必要时外部无源区域在轴向方向上优选地总体上比无源区域占据更少的空间。因此,线圈盘在有源区域和必要时外部无源区域的范围内是用于凹部的空间。

91、优选地,两个紧邻绕组在重叠的无源区域范围内沿轴向方向的累加厚度与这两个紧邻绕组中的每一个在有源区域中沿轴向方向的最大厚度之比大于1。

92、这可以适用于所有紧邻的绕组。

93、优选地,各个绕组的横截面积的形状在从有源区域到无源区域的过渡时改变。

94、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

95、优选地,不同绕组的所有有源区域在侧视图中布置在一个平面中。

96、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

97、优选地,绕组由细绞合线形成,细绞合线由多个彼此电绝缘的金属线形成,这些金属线的线直径小于等于0.1mm。

98、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

99、优选地,绕组的数量是3的整数倍,由此使得绕组能够三相运行。

100、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

101、优选地,绕组之一的内部无源区域和外部无源区域在轴向方向上的厚度不同。

102、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

103、优选地,将绕组之一的外部无源区域的厚度选择为,使得该区域的厚度与有源区域的厚度之比小于等于0.5。

104、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

105、本发明还涉及一种电机,该电机具有轴承和在轴承中被引导的轴,其中沿着轴同心地布置至少一个具有多个永磁体的磁性模块和至少一个在本文中公开的线圈模块。

106、优选地,电机具有至少一个线圈模块,优选地具有至少一个线圈模块和最多六个线圈模块,特别优选地具有至少一个线圈模块和最多三个线圈模块。在此,电机优选地具有多于线圈模块的磁性模块。

107、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

108、本发明还涉及到一种车辆或一种工具机,其具有在本文中公开的电机。

109、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

110、本发明的一个、多个或全部的目的通过在下文中公开的线圈模块、在下文中公开的电机、和/或在下文中公开的车辆或者在下文中公开的工具机得以实现。

111、由于在下文中所描述的线圈模块包含多个已经结合上述的线圈模块公开的特征,因此上述的技术效果、优点和说明也适用于下面描述的相应特征。特别应当注意的是,下面所描述的线圈模块可以优选地具有上面结合线圈模块所描述的每个特征。

112、用于电机的线圈模块包括:第一线圈盘,该第一线圈盘具有由电绝缘材料制成的第一线圈架;至少一个由导电材料制成的绕组,绕组嵌入第一线圈架中;和第一陶瓷边界。线圈模块还包括:第二线圈盘,该第二线圈盘具有由电绝缘材料制成的第二线圈架;至少一个由导电材料制成的绕组,绕组嵌入第二线圈架中;和第二陶瓷边界。第一线圈盘和第二线圈盘被构造并彼此附接为,使得在第一线圈盘和第二线圈盘之间形成基本环形的冷却通道用于冷却剂。第一陶瓷边界和第二陶瓷边界各自至少部分地形成基本环形的冷却通道的内壁。冷却通道优选地具有在1mm和2mm之间的轴向扩展。

113、线圈模块、第一线圈盘、第二线圈盘以及第一和第二线圈盘的绕组可以如上所述地形成。

114、第一线圈盘和第二线圈盘,特别是第一线圈架和第二在线圈架,可以进一步被构造为,当它们接合在一起和/或彼此贴靠时,在它们之间形成基本环形的冷却通道。换言之,冷却通道可以是第一线圈盘和第二线圈盘之间的空腔,该空腔适用于和/或被构造用于输送冷却剂,由此可以有效地将热量从第一线圈盘和/或第二线圈盘中送走。

115、例如,第一和/或第二线圈架可以具有基本环形的凹部,该凹部在第一和第二线圈盘的接合状态下形成冷却通道。第一和第二线圈架可以例如各自具有增高的和/或更厚的径向内部区域,该径向内部区域在第一和第二线圈盘的接合状态下彼此贴靠。第一和第二线圈架的径向外部区域可以在第一和第二线圈盘的接合状态下彼此间隔开,从而形成基本环形的冷却通道。该冷却剂通道可以沿径向方向看向外由另一边界限定,例如本文所述的径向外部陶瓷边界和/或线圈架环限定。

116、第一陶瓷边界可以理解为第一线圈盘的由陶瓷材料制成的结构,其至少部分地形成和/或衬在基本环形的冷却通道的内壁。第二陶瓷边界可以理解为第二线圈盘的由陶瓷材料制成的结构,其至少部分地形成和/或衬在基本环形的冷却通道的内壁。换言之,第一陶瓷边界可以将基本环形冷却通道的内部与第一线圈架划界,第二陶瓷边界可以将基本环形冷却通道的内部与第二线圈架划界。

117、陶瓷边界可以以不同的方式配置。例如,陶瓷边界可以以陶瓷材料盘的形式提供,布置在第一或第二线圈架上的线圈盘之间。陶瓷边界也可以以线圈架上陶瓷涂层的形式提供。也可以是上述的结合,即,部分陶瓷边界以陶瓷盘的形式提供,部分陶瓷边界以陶瓷涂层的形式提供。

118、第一和第二陶瓷边界可以是两个独立的结构,它们在第一线圈盘和第二线圈盘接合在一起时彼此连接,例如粘接,以便形成基本环形冷却通道的内壁。第一和第二陶瓷边界也可以一体化和/或彼此构成整体。

119、这样的陶瓷边界在多个方面是有利的。一方面,陶瓷边界中所包含的陶瓷是不透气的或基本上不透气的。陶瓷边界因此不吸收水和/或防止了来自冷却通道的水可能积聚在线圈架的绝缘材料中。陶瓷整体上具有高的介质的和/或化学的抗性。此外,陶瓷边界的陶瓷具有明显高于线圈架材料的热导率。例如,陶瓷的热导率比塑料的热导率高大约100倍。因此,陶瓷边界可以通过冷却通道中的冷却剂提供更好的散热。陶瓷也是电绝缘的。

120、因此,第一陶瓷边界和第二陶瓷边界可以防止冷却通道中的冷却剂接触第一线圈架和第二线圈架并积聚在第一线圈架和第二线圈架的材料中。冷却剂的这种积聚可能导致线圈架的材料失去其绝缘作用,例如如果冷却剂是含水的。然而,由于线圈在运行过程中处于应力之下,因此必须始终确保绕组和壳体之间有足够的电绝缘。由于冷却剂在直接冷却过程中会与壳体和绕组接触,因此这里也必须确保绝缘。因此,通过提供陶瓷边界,可以使用含水冷却剂并在此确保了线圈架在长时间内保持其绝缘作用。含水冷却剂由于水的高热容量和良好的热传导而是有利的。因此,可以同时改善对电机的线圈盘的冷却,并增加电机的使用寿命。同时也改善了线圈盘的散热。

121、陶瓷边界还提供了这样的优点:可以由此减小线圈架的电绝缘材料的厚度,这反过来又改善了电机的冷却性能和效率。

122、此外,陶瓷边界的陶瓷是机械上非常坚固的材料。因此,陶瓷边界还可以确保或改善线圈盘的机械强度和/或稳定性。线圈盘的机械强度可以防止线圈盘由于冷却剂的内压和作用在线圈模块中的电磁力而在轴向方向上膨胀,从而使转子可能会在线圈模块上受到研磨。通过这种方式,线圈架的材料选择的焦点可以放在热传导和耐热性上,而线圈盘的机械强度可以通过陶瓷边界来确保。

123、优选地,第一和/或第二陶瓷边界包括铝基和/或硅基陶瓷,优选具有源自由氧化铝、氮化铝、碳化硅和氮化硅组成的群组中的材料。

124、这些陶瓷材料就其特性而言适合用作陶瓷边界。此外,氧化铝也是被广泛使用并且容易获得的,因此是特别适合的。

125、但是,也可以将其他的陶瓷材料用于陶瓷边界。

126、优选地,第一陶瓷边界在基本环形的冷却通道的整个径向区域中形成基本环形的冷却通道的内壁;和/或第二陶瓷边界在基本环形的冷却通道的整个径向区域中形成基本环形的冷却通道的内壁。

127、换言之,第一和第二陶瓷边界可以在基本环形的冷却通道的整个径向区域中形成基本环形的冷却通道的内壁。通过这种方式,在冷却通道的整个径向区域内保护材料不受冷却剂的影响。

128、优选地,第一陶瓷边界具有布置在第一线圈架上的第一陶瓷盘。优选地,第二陶瓷边界具有布置在第二线圈架上的第二陶瓷盘。

129、这样的陶瓷盘可以例如由平坦的陶瓷原材料切出或冲出。

130、陶瓷盘可以在制造线圈盘的过程中在嵌入(例如注入)绕组之后放置在线圈架上并与其粘接。替代地,陶瓷盘可以在浇注线圈时为了制造线圈架而被一起放置在模具中并与线圈一起浇注。

131、这使得能够实现线圈模块的简单且高效的制造过程。

132、优选地,第一陶瓷盘和/或第二陶瓷盘的厚度在0.1mm和1mm之间,优选地在0.2mm和0.8mm之间,进一步优选地在0.35mm和0.7mm之间。

133、通过这样的厚度,一方面可以确保冷却剂的边界以及线圈盘的强度,同时还能通过陶瓷边界将线圈盘的额外轴向膨胀减小到最低。

134、优选地,第一陶瓷盘和第二陶瓷盘是一体化和/或整体形成的陶瓷冷却通道的一部分。

135、陶瓷冷却通道因此可以是一体化和/或整体形成的三维中空体,其具有第一陶瓷盘和第二陶瓷盘。换言之,陶瓷冷却通道可以具有环形软管的形状,其中冷却通道是由中空体或者说环形软管的空腔形成。陶瓷冷却通道也可以分为多个区段,每个区段都具有第一陶瓷盘和第二陶瓷盘的盘区段。这些区段可以各自具有弯曲软管的形状。

136、优选地,第一陶瓷盘具有至少两个陶瓷盘区段,优选地具有两个、三个或四个陶瓷盘区段,和/或第二陶瓷盘具有至少两个陶瓷盘区段,优选为偶数,进一步优选具有四个陶瓷盘区段。这些陶瓷盘可以彼此相邻地布置在各线圈架上。

137、提供多个陶瓷盘区段形式的陶瓷盘可以简化陶瓷盘的生产,特别是在陶瓷盘具有一定尺寸的情况下。

138、优选地,陶瓷边界具有至少一个陶瓷密封元件,该陶瓷密封元件布置在陶瓷盘区段上,以密封陶瓷盘区段之间的接合处。

139、换言之,陶瓷盘区段可以这样布置在线圈架上,即,在陶瓷盘区段之间产生一个或多个接合缝。这些接合缝被密封,优选地通过在陶瓷盘区段上在接合缝的区域中分别布置陶瓷密封元件来密封。这种陶瓷密封元件可以具有条形形状。陶瓷密封元件可以通过粘接剂附接到陶瓷盘上。优选地,在陶瓷盘区段之间的所有接合缝处均布置陶瓷密封元件。

140、借助于陶瓷密封元件,可以确保陶瓷密封即使在陶瓷盘区段之间的接合缝区域中也是密封的。

141、优选地,第一陶瓷边界具有施加在第一线圈架上的第一陶瓷涂层。优选地,第二陶瓷边界具有施加在第二线圈架上的第二陶瓷涂层。

142、通过这种方式,可以提供非常薄的陶瓷边界。这另外减少了线圈模块的安装空间,进而提高了电机的效率。此外,涂层可以具有高导热性。由于这种涂层可以直接施加,因此在线圈架和边界之间也不需要额外的粘接层,从而可以进一步减少安装空间。由此也消除了粘接剂的热阻。

143、涂层可以例如通过气体分离、优选通过物理气体分离(pvd)来施加。涂层也可以通过化学气体分离(cvd)、电镀方法或溶胶-凝胶方法来施加。

144、优选地,第一陶瓷涂层和/或第二陶瓷涂层的厚度在1μm和100μm之间,优选地在1μm和50μm之间,进一步优选在1μm和30μm之间。

145、优选地,第一线圈架和/或第二线圈架具有基本环形的凹部。第一陶瓷边界和/或第二陶瓷边界是以基本环形的陶瓷盘的形式提供,该基本环形的陶瓷盘布置在第一线圈架或第二线圈架上的基本环形的凹部中。

146、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

147、第一线圈架和/或第二线圈架的基本环形的凹部可以例如这样提供:即,使第一和/或第二线圈架的径向内部区域相对于第一或第二线圈架的径向外部区域提高,和/或使线圈架的轴向厚度在径向内部区域中大于在径向外部区域中。例如,在线圈架的径向内部区域中可以布置在本文中公开的绕组的内部无源区域,而在线圈架的径向外部区域中布置绕组的有源区域和外部无源区域。基本环形的陶瓷盘可以具有径向内部凹部,该径向内部凹部基本上与线圈架的径向内部区域一致。环形陶瓷盘的外直径可以与线圈架的直径基本一致。

148、优选地,线圈模块具有至少一个连接元件,该连接元件布置在基本环形的冷却剂通道中,并且连接到第一陶瓷边界和第二陶瓷边界、优选地整体地构成。

149、换言之,所述至少一个连接元件能够将第一陶瓷边界和第二陶瓷边界彼此连接。通过这种方式,能够再次改善由陶瓷边界所确保的线圈盘或线圈模块的强度。同时,该连接元件可以增大冷却通道的冷却面,从而改善线圈盘的散热。此外,连接元件可以在冷却通道中被布置和/或构造为引起冷却剂的涡流,该涡流反过来又额外地改善了散热。

150、例如,连接元件可以整体地和/或一体化地形成在陶瓷边界中。但是也可以将连接元件作为单独的元件提供,其例如被粘接到陶瓷边界。

151、优选地,所述至少一个连接元件具有铝基和/或硅基陶瓷,优选是源自由氧化铝、氮化铝、碳化硅和氮化硅组成的群组中的材料。优选地,所述至少一个连接元件与第一陶瓷边界和/或第二陶瓷边界粘接在一起或整体地构成。

152、优选地,所述至少一个连接元件具有优选垂直于第一和/或第二线圈盘布置的支柱。优选地,所述至少一个连接元件具有平行于第一和/或第二线圈盘延伸的肋。

153、由这样的连接元件可以同时改善线圈模块的稳定性和冷却性能。

154、优选地,线圈模块具有径向内部陶瓷边界,其中该径向内部陶瓷边界进一步优选地被构造为衣领状和/或卡圈状的,并且沿径向方向看布置在内部邻近第一陶瓷边界和第二陶瓷边界。

155、径向内部陶瓷边界可以防止线圈架的与冷却通道相邻的径向内部区域接触到冷却剂并吸收冷却剂。

156、径向内部陶瓷边界可以作为单独的元件提供,其例如与第一和/或第二陶瓷边界粘接在一起。替代地,径向内部陶瓷边界也可以作为一部分与第一和/或第二陶瓷边界整体地构成和/或一体化地构成。

157、优选地,线圈模块具有径向外部陶瓷边界,其中,该径向外部陶瓷边界优选地被构造为衣领状和/或卡圈状的,并且沿径向方向看布置在外部邻近第一陶瓷边界和第二陶瓷边界。

158、径向外部陶瓷边界可以防止冷却通道沿径向方向看向外限界(abgegrenzt)。此外,径向外部陶瓷边界可以防止冷却剂沿径向方向向外逸出,从而随后与线圈架的相邻区域接触和/或被其吸收。

159、径向外部陶瓷边界可以作为单独的元件提供,其例如与第一和/或第二陶瓷边界粘接在一起。替代地,径向外部陶瓷边界也可以作为一部分与第一和/或第二陶瓷边界整体地构成和/或一体化地构成。

160、优选地,第一线圈盘和/或第二线圈盘具有流入开口,用以将冷却剂输送到基本环形的冷却通道中。优选地,第一线圈盘和/或第二线圈盘具有流出开口,用以将冷却剂从基本上环形的冷却通道向外输送。

161、流入开口和/或流出开口可以设置在第一和/或第二线圈盘的沿径向方向看位于线圈架之外的区域中。例如,每个线圈盘可以具有线圈架环,该线圈架环径向地布置在线圈架之外和/或围绕线圈架布置。流入开口和/或流出开口可以布置在线圈架环中。流入开口和/或流出开口可以以沿轴向方向对齐的孔的形式提供。冷却剂可以通过流入开口进入冷却通道,穿流冷却通道,然后再通过流出开口离开。优选地,流入开口和流出开口关于线圈模块的轴向轴线错开180°。

162、这种引导冷却剂的形式已经被证明在冷却功能以及线圈模块的制造方面是有利的。

163、优选地,在第一线圈架中嵌入许多由导电材料制成的单个绕组,这些绕组各自围绕第一线圈架的中心周向地嵌入第一线圈架中。此外,在第二线圈架中嵌入许多由导电材料制成的单个绕组,这些绕组各自围绕第二线圈架的中心周向地嵌入第二线圈架中。每个绕组具有两个从中心开始径向延伸的有源区域和两个在其径向外边缘和内边缘上切向延伸的无源区域。

164、优选地,在线圈盘的俯视图中,不同绕组的有源区域不互相覆盖,但是一个绕组的每个无源区域会各自部分地覆盖两个紧邻绕组的相应的无源区域,其中各个绕组在横截面中沿轴向方向在有源区域中的厚度大于在无源区域中的厚度。

165、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

166、优选地,第一线圈盘和第二线圈盘的许多单个绕组的相邻有源区域沿切线方向彼此间隔开,从而在相邻的有源区域之间设置有间隙,其中第一陶瓷边界和第二陶瓷边界各自具有伸入到布置在相邻有源区之间的间隙中的突出部。

167、换言之,所述许多单个绕组的相邻有源区域可以彼此间隔开,使得第一线圈架或第二线圈架各自在该许多单个绕组的相邻有源区域之间具有间隙。第一陶瓷边界和第二陶瓷边界的突出部可以沿轴向方向延伸入该间隙中。

168、所述间隙和所述突出部可以优选地具有扇形或者说“蛋糕块”的形状。

169、突出部可以是陶瓷边界的一部分,或者单独地接合到间隙中,并在必要时与陶瓷边界粘接在一起。突出部可以具有与陶瓷边界相同或不同的陶瓷材料或由其组成。

170、这些突出部可以一方面进一步增加线圈盘的稳定性和/或附加地加固线圈盘。由此可以更好地吸收来自冷却通道中的冷却剂的内部压力的加载。此外,可以在陶瓷边界的突出部和线圈架的间隙之间存在形状配合,其可以吸收转矩。由于电磁交感,例如会在转子和定子的或线圈模块的绕组之间产生转矩。该转矩导致一方面转子旋转并且必须在定子处被引出。通过提供蛋糕块,该转矩可以因为线圈架和陶瓷边界之间的形状配合而从线圈架传递到陶瓷边界。陶瓷边界然后可以将该转矩传输到线圈模块的或电机的壳体。通过这种方式,可以防止绕组的变形,特别是绕组有源区域的变形。突出部还可以改善绕组的散热。通过这种方式,可以显著提高冷却能力。

171、优选地,将冷却通道至少布置在径向延伸的有源区域的范围内,并且优选地也布置在径向外部无源区域的范围内。

172、换言之,冷却通道可以在第一和第二线圈盘的一径向区域中延伸,在该径向区域中至少布置有绕组的有源区域。由于很大一部分热量是在绕组的有源区域中产生,因此通过这种方式可以改善散热。优选地,冷却通道至少在第一和第二线圈盘的整个径向区域中延伸,绕组的有源区域完全布置在该径向区域中。

173、优选地,第一和/或第二线圈盘的各个绕组的有源区域沿轴向方向的厚度沿径向方向向外减小。优选地,第一和/或第二线圈盘的各个绕组的有源区域沿切线方向的宽度沿径向方向向外增大。

174、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

175、优选地,凹部在有源区域范围内沿轴向方向的深度沿径向方向向外增大。

176、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

177、优选地,各个绕组在无源区域中的厚度与在有源区域中的厚度之比小于1。优选地,各个绕组在无源区域中的厚度与在有源区域中的厚度之比优选大于或等于0.3并且小于1。

178、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

179、优选地,各个绕组的横截面的形状在从有源区域过渡到无源区域时发生变化。

180、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

181、优选地,第一线圈盘的不同绕组的所有有源区域在侧视图中布置在单一平面中。优选地,第二线圈盘的不同绕组的所有有源区域在侧视图中布置在单一平面中。

182、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

183、优选地,绕组由细绞合线形成,细绞合线由多根彼此电绝缘的金属线形成,这些金属线具有小于等于0.1mm的线直径。

184、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

185、优选地,第一线圈盘和/或第二线圈盘的绕组的数量分别为3的整数倍,以使绕组能够三相运行。

186、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

187、优选地,一绕组的一内部无源区域和一外部无源区域沿轴向方向的厚度不同。优选地,一绕组的外部无源区域的厚度优选地被选择为,该区域的厚度与有源区域的厚度之比小于等于0.5。

188、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

189、本发明还涉及一种电机,该电机具有轴承和在轴承中被引导的轴,其中沿着轴同心地布置至少一个具有多个永磁体的磁性模块和至少一个在本文中公开的线圈模块。

190、这些特征的技术效果、优点和/或说明已经在本文中的其他地方公开,并且也适用于本文中所描述的特征。

191、本发明还涉及一种车辆或一种工具机,其具有在本文中公开的电机。

192、本发明的其它实施方式按照下列编号的要点予以公开:

193、1.一种用于电机的线圈模块(18),具有:

194、至少一个线圈盘(6),该线圈盘具有

195、至少一个由电绝缘材料制成的线圈架(15)和许多由导电材料制成的单个绕组(13),这些绕组围绕至少一个线圈盘(6)的中心(14)周向地布置在至少一个线圈盘(6)上,其中

196、每个绕组(13)具有两个从中心(14)径向延伸的有源区域(16)

197、和两个在其径向外边缘和内边缘上切向延伸的无源区域(17a,17b),并且

198、在线圈盘(6)的俯视图中,不同绕组(13)的有源区域(16)

199、不相互覆盖,但是其中一绕组(13)的每个无源区域(17a,17b)均分别部分地覆盖两个紧邻的绕组的相应的无源区域(17a,17b),其特征在于,

200、各个绕组(13)在横截面中沿轴向方向的厚度在有源区域(16)中大于在无源区域(17a,17b)中。

201、2.根据要点1所述的线圈模块(18),其特征在于,各个绕组(13)在无源区域(17a,17b)中的厚度与在有源区域(16)中的厚度之比小于1。

202、3.根据要点1或要点2所述的线圈模块(18),其特征在于,各个绕组(13)在无源区域(17a,17b)中的厚度与在有源区域(16)中的厚度之比大于或等于0.3且小于1。

203、4.根据前述要点之一所述的线圈模块(18),其特征在于,各个绕组(13)的横截面的形状在从有源区域(16)过渡到无源区域(17a,17b)时发生变化。

204、5.根据前述要点之一所述的线圈模块(18),其特征在于,不同绕组(13)的所有有源区域(16)在侧视图中布置在单一平面中。

205、6.根据前述要点之一所述的线圈模块,其特征在于,各个绕组(13)的有源区域(16)沿轴向方向的厚度沿径向方向向外减小;并且各个绕组(13)的有源区域(16)沿切线方向的宽度沿径向方向向外增大。

206、7.根据前述要点之一所述的线圈模块(18),其特征在于,绕组由细绞合线形成,细绞合线由多根彼此电绝缘的金属线形成,这些金属线具有小于等于0.1mm的线直径。

207、8.根据前述要点之一所述的线圈模块(18),其特征在于,绕组(13)的数量等于3的整数倍,从而使绕组(13)能够三相运行。

208、9.根据前述要点之一所述的线圈模块(18),其特征在于,一绕组(13)的内部无源区域(17a)和外部无源区域(17b)沿轴向方向的厚度不同。

209、10.根据要点9所述的线圈模块(18),其特征在于,一绕组(13)的外部无源区域(17)的厚度被选择为,该区域的厚度与有源区域(16)的厚度之比小于等于0.5。

210、11.一种电机,具有轴承(1,3)和在轴承(1,3)中被引导的轴(2),其中沿着轴(2)同心地布置至少一个具有多个永磁体(5)的磁性模块(4)和至少一个根据前述要点之一所述的线圈模块(18)。

211、12.根据要点11所述的电机,其特征在于,至少一个线圈模块(18)至少在其面向磁性模块(4)的一侧粘贴由电绝缘材料制成的薄膜。

212、13.根据要点11或要点12所述的电机,其特征在于,至少一个线圈模块(18)具有至少两个相互连接的线圈盘(6)和由这两个线圈模块之间的空腔形成的冷却通道。

213、14.一种车辆或工具机,具有根据要点11至13之一所述的电机。

214、15.一种用于电机的线圈模块(18),特别是根据前述要点之一所述的线圈模块,具有:

215、第一线圈盘(6),具有至少一个由导电材料制成的绕组(13);

216、第二线圈盘(6),具有至少一个由导电材料制成的绕组(13);

217、其中第一线圈盘(6)和/或第二线圈盘(6)具有基本环形的凹部(22);

218、其中第一线圈盘(6)和第二线圈盘(5)彼此附接为,在第一线圈盘(6)和第二线圈盘(5)之间由该基本环形的凹部(22)形成基本环形的冷却通道用于冷却剂。

219、16.根据要点15所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(6)和/或第二线圈盘(6)在凹部(22)的区域中具有流入开口(43),以便将冷却剂输送到基本环形的冷却通道(23)中;和/或

220、其中第一线圈盘(6)和/或第二线圈盘(6)在凹部(22)的区域中具有流出开口(45),以便将冷却剂从基本环形的冷却通道(23)中向外输送。

221、17.根据要点16所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(6)和/或第二线圈盘(6)在凹部(22)中在流入开口(43)和流出开口(45)之间具有连接片(38a,38b),该连接片被构造为,使得基本上环形的冷却通道(23)在流入开口(43)与流出开口(45)之间具有分隔壁。

222、18.根据要点15至17之一所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(6)和第二线圈盘(6)各自具有:

223、至少一个由电绝缘材料制成的线圈架(15),和

224、许多由导电材料制成的单个绕组(13),这些绕组围绕至少一个线圈盘(6)的中心(14)周向地布置在至少一个线圈盘(6)上,其中

225、每个绕组(13)具有两个从中心(14)开始径向延伸的有源区域(16)和两个在其径向外边缘和内边缘上切向延伸的无源区域(17b),并且

226、在线圈盘(6)的俯视图中,不同绕组(13)的有源区域(16)不相互覆盖,但是绕组(13)的每个无源区域(17a,17b)各自部分地覆盖两个紧邻的绕组(13)的相应的无源区域(17a,17b),其特征在于,

227、各个绕组(13)在横截面中沿轴向方向的厚度在有源区域(16)中大于在无源区域(17a,17b)中。

228、19.根据要点18所述的线圈模块(18),其中,凹部(22)至少布置在径向延伸的有源区域(16)的范围内,并且优选地还布置在径向外部无源区域(17b)的范围内。

229、20.根据要点19所述的线圈模块(18),其中,第一和/或第二线圈盘的各个绕组(13)的有源区域(16)沿轴向方向的厚度沿径向方向向外减小;并且

230、其中第一和/或第二线圈盘的各个绕组(13)的有源区域(16)沿切线方向的宽度沿径向方向向外增大。

231、21.根据要点20所述的线圈模块(18),其中,凹部(22)在有源区域(16)中沿轴向方向的深度(34,34a,34b)沿径向方向向外增大。

232、22.根据要点18至21之一所述的线圈模块(18),其中,各个绕组(13)在无源区域(17a、17b)中的厚度与在有源区域(16)中的厚度之比小于1。

233、23.根据要点18至22之一所述的线圈模块(18),其中,各个绕组(13)在无源区域(17a、17b)中的厚度与在有源区域(16)中的厚度之比大于或等于0.3且小于1。

234、24.根据要点18至23之一所述的线圈模块(18),其中,各个绕组(13)的横截面的形状在从有源区域(16)过渡到无源区域(17a,17b)时发生变化。

235、25.根据要点18至24之一所述的线圈模块(18),其特征在于,不同绕组(13)的所有有源区域(16)在侧视图中布置在单一平面中。

236、26.根据要点18至25之一所述的线圈模块(18),其特征在于,绕组由细绞合线形成,细绞合线由多根彼此电绝缘的金属线形成,这些金属线具有小于等于0.1mm的线直径。

237、27.根据要点18至26之一所述的线圈模块(18),其特征在于,绕组(13)的数量等于3的整数倍,从而使绕组(13)能够三相运行。

238、28.根据要点18至27之一所述的线圈模块(18),其特征在于,一绕组(13)的内部无源区域(17a)和外部无源区域(17b)沿轴向方向的厚度不同。

239、29.根据要点28所述的线圈模块(18),其特征在于,一绕组(13)的外部无源区域(17b)的厚度被选择为,该区域的厚度与有源区域(16)的厚度之比小于等于0.5。

240、30.一种电机,具有轴承(1,3)和在轴承(1,3)中被引导的轴(2),其中沿着轴(2)同心地布置至少一个具有多个永磁体(5)的磁性模块(4)和至少一个根据要点15至29之一所述的线圈模块(18)。

241、31.一种车辆(150)或工具机(154),具有根据要点30所述的电机。本发明的更多实施方式按照下列编号的方面予以公开:

242、1.一种用于电机的线圈模块(18),特别是根据前述要点之一所述的线圈模块,具有:

243、第一线圈盘(6,6a),具有由电绝缘材料制成的第一线圈架(15,15a)、至少一个嵌入到第一线圈架(15,15a)中由导电材料制成的绕组(13)、和第一陶瓷边界(56,56a);

244、第二线圈盘(6,6b),具有由电绝缘材料制成的第二线圈架(15,15b)、至少一个嵌入到第二线圈架(15,15b)中由导电材料制成的绕组(13)、和第二陶瓷边界(56,56b);

245、其中,第一线圈盘(6,6a)和第二线圈盘(6,6b)被构造并彼此附接为,在第一线圈盘(6,6a)和第二线圈盘(6,6b)之间形成基本环形的冷却通道(23)用于冷却剂;并且

246、其中,第一陶瓷边界(56,56a)和第二陶瓷边界(56,56b)各自至少部分地形成所述基本环形的冷却通道(23)的内壁。

247、2.根据方面1所述的线圈模块(18),其中,第一和/或第二陶瓷边界(56,56a,56b)具有铝基和/或硅基陶瓷,优选地是源自由氧化铝、氮化铝、碳化硅和氮化硅组成的群组中的材料。

248、3.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),其中,第一陶瓷边界(56,56a)在基本环形的冷却通道的整个径向区域中形成基本环形的冷却通道(23)的内壁;和/或

249、其中,第二陶瓷边界(56,56b)在基本环形的冷却通道的整个径向区域中形成基本环形的冷却通道(23)的内壁。

250、4.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),其中,第一陶瓷边界(56,56a)具有布置在第一线圈架(15,15a)上的第一陶瓷盘;和/或

251、其中,第二陶瓷边界(56,56b)具有布置在第二线圈架(15,15b)上的第二陶瓷盘。

252、5.根据方面4所述的线圈模块(18),其中,第一陶瓷盘(56,56a)和/或第二陶瓷盘(56,56b)的厚度在0.1mm和1mm之间,优选在0.2mm和0.8mm之间,进一步优选在0.35mm和0.7mm之间。

253、6.根据方面4或5所述的线圈模块,其中,第一陶瓷盘和第二陶瓷盘是一体化构成的冷却通道的一部分。

254、7.根据方面4至6之一所述的线圈模块(18),其中,第一陶瓷盘(56,56a)具有至少两个、优选为偶数、进一步优选为四个陶瓷盘区段;和/或

255、其中,第二陶瓷盘(56,56b)具有至少两个、优选为偶数、进一步优选为四个陶瓷盘区段。

256、8.根据方面7所述的线圈模块(18),其中,陶瓷边界具有至少一个陶瓷密封元件,该陶瓷密封元件布置在所述陶瓷盘区段上,以便密封这些陶瓷盘区段之间的接合处。

257、9.根据方面1至3之一所述的线圈模块(18),

258、其中,第一陶瓷边界(56,56a)具有施加在第一线圈架(15,15a)上的第一陶瓷涂层;和/或

259、其中,第二陶瓷边界(56,56b)具有施加在第二线圈架(15,15b)上的第二陶瓷涂层。

260、10.根据方面9所述的线圈模块(18),其中,第一陶瓷涂层和/或第二陶瓷涂层的厚度在1μm和100μm之间,优选在1μm和50μm之间,进一步优选在1μm和30μm之间

261、11.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),其中,第一线圈架(15,15a)和/或第二线圈架(15,15b)具有基本环形的凹部(22);并且

262、其中,第一陶瓷边界(56,56a)和/或第二陶瓷边界(56,56b)以基本环形的陶瓷盘的形式被提供,陶瓷盘布置在第一线圈架或第二线圈架上的基本环形的凹部(22)中。

263、12.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),还包括:至少一个连接元件(63,64),该连接元件布置在基本环形的冷却通道(23)中,并且与第一陶瓷边界(56,56a)和第二陶瓷边界(56,56b)连接、优选整体地构成。

264、13.根据方面12所述的线圈模块(18),

265、其中,至少一个连接元件(63,64)具有铝基和/或硅基陶瓷,优选是源自由氧化铝、氮化铝、碳化硅和氮化硅组成的群组中的材料;和/或

266、其中,至少一个连接元件(63、64)与第一陶瓷边界和/或第二陶瓷边界粘接在一起或整体地构成。

267、14.根据方面12或13所述的线圈模块(18),

268、其中,至少一个连接元件(63,64)具有优选垂直于第一和/或第二线圈盘(6,6a,6b)布置的支柱;和/或

269、其中,至少一个连接元件(63,64)具有平行于第一和/或第二线圈盘(6,6a,6b)延伸的肋。

270、15.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),还具有径向内部陶瓷边界(57);

271、其中,径向内部陶瓷边界(57)优选地被构造为衣领状和/或卡圈状的,并且沿径向方向看布置在内部邻近第一陶瓷边界(56,56a)和第二陶瓷边界(56,56b)。

272、16.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),还具有径向外部陶瓷边界(58);

273、其中,径向外部陶瓷边界(58)优选构造为衣领状和/或卡圈状的,并且沿径向方向看布置在外部邻近第一陶瓷边界(56,56a)和第二陶瓷边界(56,56b)。

274、17.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(6,6a)和/或第二线圈盘(6,6b)具有流入开口(43,54),以便将冷却剂输送到基本环形的冷却通道(23)中;和/或

275、其中,第一线圈盘(6,6a)和/或第二线圈盘(6,6b)具有流出开口(45,55),以便将冷却剂从基本环形的冷却通道(23)中向外输送。

276、18.根据前述方面之一所述的线圈模块(18),其中,在第一线圈架(15,15a)中嵌入许多由导电材料制成的单个绕组(13),这些绕组分别围绕第一线圈架(15,15a)的中心(14)周向地嵌入第一线圈架(15,15a)中,

277、其中,在第二线圈架(15,15b)中嵌入许多由导电材料制成的单个绕组(13),这些绕组分别围绕第二线圈架(15,15b)的中心(14)周向地嵌入第二线圈架(15,15b)中,

278、其中,每个绕组(13)具有两个从中心(14)开始径向延伸的有源区域(16)和两个在其径向外边缘和内边缘上切向延伸的无源区域(17b),并且

279、其中,在线圈盘(6,6a,6b)的俯视图中,不同绕组(13)的有源区域(16)不相互覆盖,但是绕组(13)的每个无源区域(17a,17b)各自部分地覆盖两个紧邻的绕组(13)的相应的无源区域(17a,17b),其中各个绕组(13)在横截面中沿轴向方向的厚度在有源区域(16)中大于在无源区域(17a,17b)中。

280、19.根据方面18所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(6,6a)和第二线圈盘(6,6b)的许多单个绕组(13)的相邻的有源区域(16)沿切线方向彼此间隔开,使得在相邻的有源区域(16)之间布置有间隙,并且

281、其中,第一陶瓷边界(56,56a)和第二陶瓷边界(56,56b)各自具有突出部(65),该突出部伸入布置在相邻有源区域(16)之间的间隙中。

282、20.根据方面18或19所述的线圈模块(18),其中,冷却通道(23)至少布置在径向延伸的有源区域(16)的范围内,并且优选地还布置在径向外部无源区域(17b)的范围内。

283、21.根据方面20所述的线圈模块(18),其中,第一和/或第二线圈盘的各个绕组(13)的有源区域(16)沿轴向方向上的厚度沿径向方向向外减小;并且

284、其中,第一和/或第二线圈盘的各个绕组(13)的有源区域(16)沿切线方向的宽度沿径向方向向外增大。

285、22.根据方面21所述的线圈模块(18),其中,凹部(22)在有源区域(16)的范围内沿轴向方向的深度(34,34a,34b)沿径向方向向外增大。

286、23.根据方面18至22之一所述的线圈模块(18),其中,各个绕组(13)在无源区域(17a,17b)中的厚度与在有源区域(16)中的厚度之比小于1;

287、其中,各个绕组(13)在无源区域(17a,17b)中的厚度与在有源区域(16)中的厚度之比优选地大于或等于0.3且小于1。

288、24.根据方面18至23之一所述的线圈模块(18),其中,各个绕组(13)的横截面的形状在从有源区域(16)过渡到无源区域(17a,17b)时发生变化。

289、25.根据方面18至24之一所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(15)的不同绕组(13)的所有有源区域(16)在侧视图中布置在单一平面中;和/或

290、其中,第二线圈盘(15)的不同绕组(13)的所有有源区域(16)在侧视图中布置在单一平面中。

291、26.根据方面18至25之一所述的线圈模块(18),其中,绕组由细绞合线形成,细绞合线由多根彼此电绝缘的金属线形成,这些金属线具有小于等于0.1mm的线直径。

292、27.根据方面18至26之一所述的线圈模块(18),其中,第一线圈盘(15)和/或所述第二线圈盘(15)的绕组(13)的数量分别等于3的整数倍,从而使绕组(13)能够三相运行。

293、28.根据方面18至27之一所述的线圈模块(18),其中,一绕组(13)的内部无源区域(17a)和外部无源区域(17b)沿轴向方向的厚度不同;

294、其中,一绕组(13)的外部无源区域(17b)的厚度优选地被选择为,使得该区域的厚度与有源区域(16)的厚度之比小于等于0.5。

295、29.一种电机,具有轴承(1,3)和在轴承(1,3)中被引导的轴(2),其中沿着轴(2)同心地布置至少一个具有多个永磁体(5)的磁性模块(4)和至少一个根据前述方面之一所述的线圈模块(18)。

296、30.一种车辆(150)或工具机(154),具有根据方面29所述的电机。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1