CN102224656A - 电动马达的分段的定子/转子元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有至少一个定子和转子的电动马达，其中该定子具有至少一个定子齿（2），并且该至少一个定子齿（2）具有至少一个第一和第二端部件（15a、15b）以及至少一个连接所述端部件（15a、15b）的位于所述第一和第二端部件（15a、15b）之间的连接体，其中所述连接体具有至少一个第一区段（8）作为用于线圈的一部分的支承面，所述连接体构造成多件式的并且由至少两个段（11a、11b）组成。

Description

电动马达的分段的定子/转子元件

技术领域

本发明涉及电动马达并且尤其涉及电动马达的定子和转子齿，其中电动马达可以构造成伺服马达。这种定子和转子齿以多种多样的实施方式由现有技术公开。从现有技术中公开的电动马达拥有定子齿，所述定子齿构造成一件式的并且用绝缘纸覆盖。需要所述绝缘纸用于形成线圈的铜绕线与齿的导电基体之间的电绝缘。此外，所述绝缘纸除了产生电绝缘之外也形成了热绝缘，由此阻碍马达的热量排出。

背景技术

为了回避这种情况，借助于浇模将合成材料层置于基体上，该合成材料层在电绝缘相同时实现了更好的导热能力。借助于浇模将合成材料层施加到基体上。从大于100mm的段长度起，产生了困难的或者说过程不可靠的注塑过程，此外，在所需的结缝（电击穿强度，机械稳定性）方面产生了技术上增加的风险。此外，必须为每种段结构长度使用一种注模，由此产生了很高的成本。

发明内容

因此，本发明的任务是能够成本低廉地制造具有不同的定子齿长度的电动马达，其中应该优选只需要一种浇模用于制造具有不同的马达结构长度也就是具有不同的段结构长度的马达结构尺寸的电动马达。此外，应该降低所需的注入长度并且由此降低对结构部件的精度以及注塑过程的要求。

所述任务通过独立权利要求的主题得到解决。优选的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题。

按本发明的电动马达具有至少一个定子和转子，其中所述定子具有至少一个定子齿。所述至少一个定子齿具有至少一个第一和第二端部件以及至少一个连接端部件的位于第一和第二端部件之间的连接体。此外，所述连接体具有至少一个第一区段作为用于线圈的一部分的支承面。按本发明将所述连接体构造成多件式的并且由至少两个段组成。

通过这种布置，人们降低了所需的注塑长度并且由此显著降低了对制造技术和部件的精度的要求。这简化了注塑过程，降低了废品率并且由此降低了制造成本。

具有12或者说18个定子齿的电动马达是特别优选的。然而这不意味着本发明只能应用在具有这个定子数的电动马达上。此外，具有更多或者说更少的齿的电动马达以及具有非偶数个定子齿的电动马达也是优选的。

所述端部件有利地由合成材料制成并且因此起到电绝缘的作用。在本发明的另一优选的实施方式中，至少部分地用合成材料挤压包封所述连接体的至少一个第一区段，这种用合成材料挤压包封的第一段起到电绝缘的作用并且因此优选是电绝缘的区段。

相对于***绝缘纸的现有技术，通过喷涂的合成材料层获得了类似的电绝缘作用。在此实现了至少500伏并且特别优选超过800伏的电绝缘效果。然而有利地通过合成材料层获得显著更好的导热能力（绝缘纸大约0.2W/K*m，合成材料大约1.0W/K*m）。此外优选的是，绝缘纸相对于所使用的合成材料的导热能力的关系从1:5变化到1:7.5或者优选变化到1:10。换句话说：值得期望的是，所述合成材料层具有较高的导热能力，因此在其它实施方式中力求所述合成材料层的导热能力例如为1.5W/K*m或者说2W/K*m或者更高。

作为替代方案或者补充方案，根据本发明的构思也包括连接体，该连接体构造成一件式的并且其中根据从属权利要求之一至少部分地用合成材料挤压包封所述第一区段。所述设计方案包含所有在从属权利要求中提到的组合。

此外，作为替代方案或者补充方案，尤其包括尤其具有至少两种不同的定子长度的电动马达的产品系列，其中-除了权利要求1前序部分的特征-连接体由一个或者多个段构成，其中在产品系列内部为每种结构类型使用结构相同的段，尤其相同形式的或者相同的段。所有在从属权利要求中提到的分别具有一个或者多个段的组合、尤其至少部分地用合成材料挤压包封所述段的第一区段的组合也适用于所述产品系列。

在本发明的另一优选的实施方式中，所述至少两个段基本上构造成相同形式的。由此获得了以下优点，即通过大量能够并排布置的段可以延长所述连接元件或者说第一区段任意的长度。

此外优选的是，每个马达结构尺寸使用至少两个不同长度的段。如此，例如可以为每个马达结构尺寸形成可变的组合部件***，借助于该组合部件***通过不同长度的段或者说相同长度的段实现了每种所希望的段结构长度。由此可以形成两个或者更多个用合成材料挤压包封的定子和转子段的电绝缘（优选大于700伏）并且机械稳定的连接，所述定子和转子段的结构长度可以由磁体节距预先给出。定子和转子段能够理想地以任意长度存在。

通过所述段连接在一起的连接体的另一优点由方法技术上所需的合成材料厚度的降低产生，由此实现了马达内部更高的铜容积效率，这引起了马达的功率提升。此外，在较短的冲压组或者说段中提高了结构部件稳定性，因为仅仅通过自重产生的作用到主体上的力和力矩是很小的并且还更好地得到支撑。

本发明的已经提到的主题的另一优点是，如已经说明的那样，在挤压包封中产生更小的模具成本。在挤压包封中对较短的部件的更简单的操作视作其另外的原因。此外，可以通过注塑过程中（平行性和回复力在较短的段中显著更好）较高的精度如前面所描述地降低所需的合成材料厚度。此外，需要更少数量的变型方案替代大量“A、B、C、D、E-长度”，因为只需要基本长度的段以及端部件，由此提高了相同部件的数量，这产生了在订购或者说存放材料和原材料时下游的优点。

在本发明的另一优选的实施方式中，所述段至少在其长度方面是不同的。

单个的主体理解为一段，两个单个的主体理解为两段，等等。在此，可以通过插接、粘贴、焊接并且通过其它已知的制造和接合技术连接所述段。两个段优选具有相同的横截面。此外，相同形式意味着所述段基本上具有相同的形状，其中各个元件的尺寸可以以因子x相互不同。然而，在各个段接触的接触位置中所述段具有基本上连续的过渡部分。

定子齿的长度以及所述段的长度沿着马达的旋转轴线的方向延伸。所述定子齿构造得越长，转子也可以构造得更长，由此增加了马达功率。

在本发明的另一优选的实施方式中，所述段不可松开地相互连接。不可松开的连接使得所述段特别稳定地相互连接并且在所述段之间不会出现相对运动。由此提供了近似一体的定子齿，而不会出现一体构造的定子齿的缺点。

此外，优选所述段可松开地相互连接。由此产生了拆卸方面的优点，由此简化或者说实现了修改、回收或维修工作。

在本发明的另一优选的实施方式中，每个端部件不可松开地与段连接。在此，这又如在各个段之间不可松开的连接中一样，也形成了尽可能稳定的布置。

在本发明的另一优选的实施方式中，所述定子齿的第一区段具有至少10mm的长度（L），优选50-90mm的长度，并且特别优选根据磁体长度的倍数的长度。

所述定子齿越长，转子也可以构造得越长，由此增加了马达功率。

在另一优选的实施方式中，所述第一区段具有合成材料层，该合成材料层的厚度在0.5mm以下，优选在0.4mm以下并且特别优选在0.3mm以下。所述层越薄，铜容积效率就可以越高，由此改善了马达的功率。

在本发明的另一优选的实施方式中，第二区段的至少一部分和/或第三区段的至少一部分构造成电绝缘的。在此，定子齿根的邻接第一区段的区域称作第二区段，并且在此所述定子齿顶的也邻接第一区段的区域称作第三区段。通过所述第二和/或第三区域的绝缘的设计避免了一个或者说两个区域和线圈之间的短路。

所述第二和/或第三区域可以设计成平坦的或者弯曲的。此外，所述第一和/或第二区段朝第一区段倾斜或者以直角进行布置。

根据另一优选的实施方式，在所述段的内部布置可磁化的主体。在此，尤其使用铁芯作为可磁化的主体。然而也可以使用所有其它可磁化的材料。

根据本发明的另一优选的实施方式，所述端部件的横截面基本上相应于所述段的横截面。这意味着所述端部件具有相同形式的横截面。在由两个相同形式的端部件以及相同形式的段构成的定子齿结构中提高相同部件的数量，由此又产生了前面所述的优点。

此外可以使用横截面基本上与所述段的横截面不同的端部件。在此重要的是，一方面所述线圈的绕线可以布置在为其设置的位置上。另一方面重要的是，在所述线圈和定子齿之间设置持续的或者说连续的电绝缘件。这意味着必须避免线圈与定子齿的导电材料之间的接触，由此不会出现短路。

此外，本发明涉及一种用于制造在电动马达中使用的定子齿的方法。在此，定子齿具有第一区段，该第一区段按本发明由至少两个沿着定子齿的纵向布置的段形成。在此，所述段由第一和第二端部部件沿纵向封闭。如已经在前面所描述的那样，该纵向也沿着旋转轴线的方向延伸。

在此，所述端部部件布置在相互定向的表面上并且沿着相反的方向定向。

在本发明的另一优选的实施方式中，为电动马达中的使用提供定子齿。在此，所述定子齿具有金属的基体。按本发明将至少两个段布置在定子齿的连接体中，由此产生定子齿的至少10mm的长度。在此，还如此布置两个端部件，即在每个段的至少两侧上布置端部件或者段。

所述基体由板材制成，该板材以确定的尺寸冲压而成。在小于100mm的长度范围内，可以在通过合成材料注塑将合成材料施加到板材上时实现合成材料层<0.5mm的厚度，如前面所说明的那样。

附图说明

其它优点和实施方式从附图中获知。

其中示出：

图1是定子齿的可能的布置情况的视图；

图2是定子齿的透视图；

图3是定子齿的连接件；

图4是定子齿的剖视图；

图5a是多部件组装在一起的定子（侧视图）；

图5b是多部件组装在一起的定子（透视图）；

图5c是连接位置的细节图；

图6是组件的视图，分段的定子由所述组件组成。

具体实施方式

图1示出了定子24的透视图。所示出的定子24由大量并排布置的定子齿2组成。此外，附图中除了定子齿2之外还可以看到端部件15a、15b以及连接元件28、29，所述定子齿通过所述连接元件处于接触之中。

图2示出了定子段11a、11b、11c的透视图。此外，从所述附图中获知接触区域26，在该接触区域上可以布置其它定子段11b或者一个或者说两个端部件15a、15b。在从马达的中间轴线M向外定向的定子头部中设置用于形成定子齿2之间的连接的连接元件28、29。此外示出了接触区域26内部的啮合元件。

图3示出了定子齿段11a、11b、11c的正视图。从附图中获知连接元件28、29以及耦合元件30a、30b、30c，所述耦合元件用于形成两个定子齿段11a、11b、11c之间或者定子齿段11a、11b、11c与端部件15a、15b之间的连接。可以根据需要增加或者减少耦合元件30a、30b、30c的数量。此外，所述耦合元件30a、30b、30c的形状不限制于所示出的正方形的变型方案，而是也可以设计成其它每种可想到的形状。此外，从图3中可以看到所述连接元件28、29，所述连接元件可以构造成槽和凹处。

在图4中示出了定子齿2的剖视图。在此，绝缘层32至少部分地遮盖第一区段8、第二区段6以及第三区段10。可以看到，所述绝缘层32连续地延伸并且因此没有空隙。

在图5a中可以看到由多个部件组成的定子齿2。在此，定子齿2由所述段11a、11b、11c以及两个端部件15a、15b组成。在此可以将仅仅两个定子段11a、11b或者三个以上的定子段连接在一起。

在图5b中示出了前面所描述的定子齿2的侧视图。如从图5中可以看到，如此构造所述接触区域26，即例如可以将段11a布置在段11b上并且将段11b布置在段11c上。此外，从图5中可以看到，所述端部件15a和15b设计成不同的，因为所述一个端部件15a嵌入段11a中并且段11c嵌入端部件15b中。然而也可以设想用相同构造的端部件15a、15b进行布置。

在图5c中，放大的截取部分示出了在图5b中用X表示的区域，其中示出了耦合元件30a。在此，段11a的耦合元件30a卡入元件11b的凹处中。可以任意选择在其上设置耦合元件30a、30b、30c的位置，仅仅重要的是，不同的段11a、11b、11c或者说端部件15a、15b的耦合元件30a、30b、30c是相互兼容的。

图6示出了定子齿2的分解图。从图6中可以看到，所述定子齿2在所示出的变型方案中由两个端部件15a、15b以及三个段11a、11b、11c组成。在此，所述段11a、11b、11c分别具有第一区段8、第二区段6以及第三区段10。所有段11a、11b、11c的第一区段8形成了端部件15a、15b之间的连接区域。

在从第一区段8到第二区段6的过渡区域中，将连续的绝缘层32置于两个区段上。所述第二区段6沿着与纵轴线L正交的方向通过连接区域延伸出来。所述第二区段6的在该过渡区域中用合成材料层覆盖的部分仅仅延伸通过第三区段10的深度的一小部分。从第一区域8到第三区域10的过渡区域可以根据从第一区域到第二区域的的过渡区域进行设计。

在此，所述段11a、11b、11c的第三区段10到平面上的投影大于第二区段6到该平面上相应的投影。所述第三区段的电绝缘的部分沿着正交于纵轴线L方向的方向通过第二区段6的涂层的部分延伸出来。所述段11a、11b、11c具有耦合元件，所述耦合元件通过接合技术相互连接。从图2中获知，所述段11b布置在段11a和11c之间并且因此没有与所述端部件15a、15b之一接触。此外，所述端部件15a、15b的横截面相应于所述段11a、11b、11c之一。此外，所述端部件15a、15b具有开槽的部件段22，该部件段用于在卷绕线圈时引导电线。所述端部件15a、15b由非导体的材料制成并且端部件15a、15b的长度相应于段11a、11b、11c的长度的一小部分。

只要所有在申请资料中公开的特征以单独或者组合的形式相对于现有技术来说是新颖的，那么就将其作为本发明的重要部分要求得到保护。

Claims (14)

1.具有至少一个定子和转子的电动马达，其中该定子具有至少一个定子齿（2），并且至少一个定子齿（2）具有至少一个第一和第二端部件（15a、15b）以及至少一个连接所述端部件（15a、15b）的位于所述第一和第二端部件（15a、15b）之间的连接体，其中所述连接体具有至少一个第一区段（8）作为用于线圈的一部分的支承面，

其特征在于，

所述连接体构造成多件式的并且由至少两个段（11a、11b）组成。

2.按权利要求1所述的电动马达，

其特征在于，

至少所述第一区段（8）至少部分地用合成材料挤压包封。

3.按权利要求2所述的电动马达，

其特征在于，

所述用合成材料挤压包封的第一区段（8）是电绝缘的区段（8）。

4.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

所述至少两个段（11a、11b）基本上构造成相同形式。

5.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

所述段（11a、11b）至少在长度（L）方面是相同的或者不同的。

6.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

所述段（11a、11b）不可松开地相互连接。

7.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

每个端部件（15a、15b）不可松开地与段（11a、11b）连接。

8.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

所述第一区段（8）具有至少10mm的长度（L），优选50-90mm的长度以及优选根据磁体长度的倍数的长度。

9.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

所述第一区段（8）具有合成材料层，该合成材料层的厚度在0.5mm以下，优选在0.4mm以下并且特别优选在0.3mm以下。

10.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

第二区段（6）的至少一部分和/或第三区段（10）的至少一部分构造成电绝缘的。

11.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

在所述段的内部布置可磁化的主体。

12.按上述权利要求中至少一项所述的电动马达，

其特征在于，

所述端部件（15a、15b）的横截面基本上相应于所述段（11a、11b）的横截面。

13.用于制造在电动马达中使用的定子齿（2）的方法，其中定子齿（2）具有第一区段（8），

其特征在于，

所述第一区段（8）由至少两个沿着定子齿（2）的纵向（L）布置的段（11a、11b）制成，其中所述段由第一和第二端部部件沿纵向封闭。

14.定子段（11a），用在定子齿（2）中，其中所述定子齿具有金属的基体（13），其特征在于，至少两个段（11a、11b）布置在定子齿（2）的连接体中，并且由此获得定子齿的至少10mm的长度，并且如此布置两个端部件，从而在每个段（11a、11b）的至少两侧上布置端部件或者段。

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