CN102449881A - 电机 - Google Patents

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Abstract

电机(1)，尤其用作为电动机，具有一转子(2)，该转子(2)包括多个盘片(4)。在这里，转子(2)的盘片(4)沿周向方向(5)被划分为多个盘区(6，7，8)，在盘区之间设置了磁袋(9，10)。此外所述盘片(4)包括一内部的固定环(15)、以及将盘区(6，7，8)连接到固定环(15)的连接件(20，23，24)。这样的连接件(20)包括主接片(21)、沿周向方向(5)从主接片(21)分支的侧臂(30)、以及沿周向方向(5)的反向从主接片(21)分支的侧臂(31)。因此可以确保盘片(4)较高的机械稳定性，其中降低了磁流损耗。

Description

电机
背景技术
本发明涉及一种电机、尤其是具有转子和轴的电动机。确切地说，本发明涉及用于机动车辆的电动机领域、尤其是用作电动辅助驱动装置的电动机用来对于机动车辆零部件进行外力操作式的调整，或者用于支持对于汽车零部件的调整。
由US2007/0252469A1公开了一种带有盘片的电动机，其中在沿着轴线方向贯通转子芯延伸的凹槽内设置了磁体。所述凹槽还沿径向扩展。通过该转子的设置能够尽可能地减少磁流损耗。
由US2007/0252469A1已知的电动机的缺点在于，根据上述设置会产生在盘片上的磁流损耗或者会明显地减小机械负荷。
本发明的公开内容
具有权利要求1特征的、根据本发明的电机具有以下优点：结构在磁流损耗的方面以及在机械负荷方面得以改善。尤其是，在给定的机械负荷方面能够减小磁流损耗，在根据预定的磁流损耗方面能够改善机械负荷。
通过在从属权利要求中所述的措施，实现了对于在权利要求1中所给出的电机的有利改进方案。
转子的盘片(Lamelle)可以单独地预装地、或者作为盘片组预装地、或者借助于多个盘片组预装地装配到轴上。此时，所述盘片和/或盘片组至少间接地与该轴连接。转子的多个盘片、尤其是转子的全部或几乎全部的盘片优选地沿着周向方向具有多个盘区(Lamellensektor)，磁袋设置在所述盘区之间，其中所述盘片的每一个都具有一内部的固定环，其中所述盘片的每一个具有连接件，所述连接件使得盘区与固定环相连接，其中所述连接件的每一个具有主接片(Hauptsteg)、从主接片起沿着周向方向分支的至少一个侧臂(Seitenarm)、以及从主接片起沿周向方向的反向分支的至少一个侧臂。
优选的是，恰好一个侧臂由主接片沿周向方向分支，和/或恰好一个侧臂由主接片沿周向方向的反向分支。由此能够得到盘片的更坚固的构造。另外，盘片的制造得以简化，例如可以通过冲压由板片来形成所述盘片。所述盘片包括固定环、连接件和盘区，该盘片在这种情况下优选地由板片一体地冲压而成。
但是，还优选的是，在周向方向上与侧臂相间隔地使得另一侧臂由主接片起分支，并且在周向方向的反向上与侧臂相间隔地使得另一侧臂由主接片起分支。由此，不但在周向方向上以及在周向方向的反向上，连接件的主接片与每个盘区都分别实现了两个或多个连接。此时可根据所出现的负荷、尤其是材料中的应力来优化侧臂的结构设置。尤其是，为了减小磁流损耗，可以省略下述区域内的盘片的材料：该区域对于构件强度仅具有很小的贡献。
此外在这里有利的是，从主接片沿周向方向分支的所述侧臂和另一侧臂在周向方向上至少部分地会聚，而从主接片沿周向方向的反向分支的所述侧臂和另一侧臂由主接片起沿周向方向的反向至少部分地会聚。由此可获得优化后的几何形状，其中侧臂的材料对于构件强度产生特别良好的贡献。因此侧臂可设置得相对较薄，以减小磁流损耗。
连接件的主接片还优选地引导到固定环。在此设置方案中，连接件的侧臂引导到单个的盘区。
在此有利的是，每个连接件的侧臂分别引导到每个盘区，并且连接件的所述侧臂以及该连接件的侧臂所引导到的盘区围出了盘区的一凹槽。在此设置方案中的优点尤其是，具有主接片和侧臂的连接件设置为至少近似Y形。在该设置方案中，可由此降低磁流损耗：从具有磁N极的盘区流到具有磁S极的盘区的磁流必须在盘片上流经非常长的路径。磁流不仅必须流经设置为Y形的连接件的上部，还必须流经设置为Y形的连接件的下部、即主接片，且然后还流经固定环。因此该路径非常长，且磁流损耗很小。
优选地还在于，每个连接件的侧臂分别引导到各个相邻的盘区。在此有利的还在于，连接件的主接片至少近似地设置在磁袋的径向轴线上，该磁袋位于连接件的侧臂所导通到的相邻的盘区之间。由此，在通过连接件连接相邻的盘区时能够确保较高的机械稳定性。另外，在该设置方案中，有利地在主接片上设置了沿着径向轴线向磁袋延伸的夹紧***，其中将设置在磁袋中磁体由夹紧***夹持在磁袋内。在此优选地通过多个连续设置的盘片中的多个该类型的夹紧***而将磁体夹持在磁袋内。
优选的是，盘片通过固定环至少间接地位于轴上，和/或至少间接地固定在轴上。其中可在固定环上设置夹紧突起和对中突起
Figure BPA00001498219700032
所述突起朝向该轴，并用于盘片在轴上的对准以及用于将盘片固定到轴上。
优选的是，所述盘区在盘片的周边上在磁袋(Magnettasche)处通过外部设置的接片相互连接，或者所述盘区在盘片的周边上在磁袋处不互相连接，并且设置了夹持凸起
Figure BPA00001498219700033
在所述夹持凸起上支撑着位于磁袋内的磁体。由此可以根据各种应用情况，在机械稳定性方面进行优化，并且减小磁流损耗。
附图简要说明
在下面的说明中，将基于附图详细地描述本发明的优选实施例，其中相应的元件具有相一致的附图标记。图中示出：
图1相应于第一实施例的具有盘片和轴的电机的转子的示意图；
图2相应于第二实施例的、在图1中所示盘片的局部视图；
图3相应于第三实施例的、在图1中所示盘片的局部视图；
图4相应于第四实施例的、在图1中所示盘片的局部视图；
图5相应于第五实施例的、在图1中所示盘片的局部视图。
本发明的具体实施方式
图1示意性地示出了根据一种实施例的具有转子2和轴3的电机1。电机1尤其被设置为电动机，并用于机动车辆。尤其是，电机1可被用于对于机动车辆的器件—例如天窗、窗户或者座椅部件进行外力操纵地调整。此外，电机1可用作助力转向装置(Lenkkraftunterstützung)的电动机。然而根据本发明所述的电机1也适用于其他应用情况。
电机1优选被设计为一种永久激励的电驱动装置，其中转子2被设置为轮辐形式或聚集形式。在该实施例中，转子2包括一盘片4(Lamelle)以及与该盘片4相应的多个其他盘片。在本实施例中，盘片4直接固定在轴3上。盘片4在周向方向5上被分为多个盘区(Lamellensektoren)6，7，8，在盘区之间设置了磁袋9，10。为了简化示图，此处仅标出了盘区6，7，8和磁袋9，10。
此外，盘片4包括一固定环15，在该固定环上设置了多个夹紧突起16和对中突起17。通过夹紧突起16和对中突起17将盘片4定位在轴3上，从而可将盘片4在固定环15处固定到轴3上。
在图1中示出了盘区7的径向轴线18。此外还示出了磁袋10的径向轴线19。盘区7相对于径向轴线18对称地设置。磁袋10相对于径向轴线19对称地设置。
盘区7通过一连接件20与固定环15相连接。在该实施例中，连接件20由主接片21构成。在这种情况下，主接片21沿着盘区7的径向轴线18延伸。主接片21被设置为细长的且相对较窄的主接片21。因此在盘区7和固定环15之间存在一特定距离。在位于磁袋10内的磁体和固定环15之间的空腔22因此相对较大。另外在该磁体和轴3之间也存在相对较大的距离。
此外，盘区6，8通过连接件23，24与固定环15相连接。本实施例中，连接件23，24与连接件20相应地进行构造。但是，连接件20，23，24也可以被设计为两种或多种不同的形式。
图2示出了根据第二种实施例的、在图1中示出的盘片4的局部视图。在该实施例中，示出了连接件20，23，所述连接件和其他的连接件一起将盘区6，7，8连接到固定环15。其中，盘区7既借助于连接件20也借助于连接件23与固定环15相连接。
连接件20具有主接片21以及侧臂30和侧臂31。在这里，侧臂30沿着周向方向5由主接片21分支，而侧臂31沿周向方向5的反向由主接片21分支。该实施例中，连接件20的侧臂30连接到盘区7。连接件20的侧臂31连接到盘区6。连接件23与连接件20相应地进行设置，其包括一主接片32以及侧臂33，34。在此情况下侧臂33沿着周向方向5由主接片32分支，而侧臂34沿周向方向5的反向由主接片32分支。
因此在该实施例中，盘区7一方面通过连接件20的侧臂30和主接片32连接到固定环15，另一方面通过连接件23的侧臂34和主接片32连接到固定环15。由此盘区7通过两个连接件20，23直接连接到固定环15。
盘区7、侧臂30，34、主接片21，32和固定环15围出了盘片4的凹槽35。
永磁体36，37设置在磁袋9，10内，其中永磁体36，37的磁体极性用字母“N”表示N极或者说北极，字母“S”表示S极或者说南极。由通过盘片4材料的从N极至S极的磁流会产生磁流损耗。例如该磁流从邻近磁体36，37的N极的盘区7流到其它邻近磁体36，37的S极的盘区6，8。
例如，磁流从盘区7通过连接件20的侧臂30和侧臂31产生。但是，侧臂30，31相对较薄，由此降低了与此相关的磁流损耗。通过相对较大的凹槽35以及连接件20，23的相对较小的主接片21，32来降低轴3上的磁流。因此，磁流损耗被减小，且由此改进了电机1的操作性。
在图2所示的实施例中，连接件20，23被设计为Y形。这确保能获得特别高的强度。另外在这种情况下还能够获得距轴3较大的距离。
关于通过连接件23所确保的沿着径向轴线19的特定的距离，侧臂33，34优选相对较长，而主接片32设置得相对较短。对于连接件20来说相应地适用于此。由于从盘区7通过连接件20，23到盘区6，8的磁流路径可由此被延长，所以由此能够进一步降低磁流损耗。
在该实施例中，盘区6，7，8在盘片4的周边40处与磁袋9，10不互相连接。但是，在磁袋9上设置了夹持凸起41，42，在该夹持凸起上向外支持位于磁袋9中的磁体36。相应地，在磁袋10上设置了夹持凸起43，44，该夹持凸起用于夹持磁体37。夹持凸起41设置在盘区6上。夹持凸起42，43设置在盘区7上。夹持凸起44设置在盘区8上。
图3示出了根据第三种实施例的、在图1所示转子2的盘片4的局部视图。在该实施例中，每个盘区6，7，8单独地通过连接件20，23，24连接到固定环15。例如，盘区7仅通过连接件20直接连接到固定环15。连接件20的主接片21至少邻近于盘区7的径向轴线18地设置。连接件20的侧臂30，31通到盘区7，此时侧臂30，31以及侧臂30，31所通向的盘区7围出了盘片4的凹槽45。该凹槽45相对于径向轴线18对称。另外，凹槽45由于所述两个侧臂30，31的V形结构而设置为水滴形。但是凹槽45也可以设置为其他形式，尤其是三角形的凹槽45。
通过所述具有主接片21和侧臂30，31的Y形结构的连接件20能够产生较大的机械强度。尤其借助于相对较短的主接片21以及相应的长侧臂30，31能优化该机械强度。在此设置方案中，能够明显地降低所述磁流损耗。由于从盘区7流至例如盘区6的磁流的磁流损耗通过盘片4的材料仅在相当长的路径上产生。该路径不仅经过连接件20的所述两个侧臂30，31，而且还经过主接片21。另外，该确定的路径必须流经固定环15和整个的连接件23。因此在该设置方案中此路径非常长，并且磁流损耗相应地较小。
图4示出了相应于第四种实施例的、在图1所示的转子2的盘片4的局部视图。在该实施例中，例如，盘区7通过连接件20，23连接到固定环15以及其他的盘区6，8。
连接件20，23的主接片21，32连接到固定环15。连接件20，23的侧臂30，31，33，34连接到盘区6，7，8。因此主接片21，32通到固定环，而侧臂30，31，33，34通到盘区6，7，8。在这种情况下，连接件20的侧臂30，31通到相互相邻的盘区6，7。连接件23的侧臂33，34相应地通到相互相邻的盘区7，8。
在该实施例中，例如连接件23的主接片32设置在磁袋10的并因此磁体37的径向轴线19上。另外，主接片32包括沿着磁袋10的径向轴线19延伸的夹紧***46。在此，该夹紧***46延伸到位于磁袋10中的磁体37处。
在该实施例中，盘片4在其周边40处闭合地进行构造。在此，盘片4在磁袋9，10上在周边40处具有在外部设置了接片47，48。磁体36，37在接片47，48上向外径向地进行支撑。由此，磁体37被夹在夹紧***46和接片48之间。此时，其他盘片上的其他夹紧***和夹紧***46一起固定磁袋10内的磁体37。相应地，连接件20的主接片21具有一夹紧***49。以相同的方式来实现连接件20在夹紧***49方面的设置方案以及用来对于磁袋9内的磁体36的夹持功能。
在该实施例中，连接件20，23仅部分地构造为Y形。此时，连接件20的主接片21和侧臂30，31一起形成为Y形，其中额外设置了夹紧***49。
图5示出了根据第五种实施例的、在图1中所示电机1的转子2的盘片4。该实施例中，盘区6，7通过连接件20连接到固定环15。另外，盘区7，8通过连接件23连接到固定环15。其中，连接件20包括侧臂30，31。在这种情况下，侧臂30沿周向方向5从主接片21分支，而侧臂31沿周向方向5的反向从主接片21分支。此外还设置了其他侧臂30’，31’。在此，侧臂30’沿周向方向5从主接片21分支。侧臂31’沿周向方向5的反向从主接片21分支。其中沿着周向方向5从主接片21分支的所述侧臂30，30’由主接片21相互间隔。另外，这两个侧臂30，30’至少部分地在周向方向5上延伸，并且在本实施例中完全汇聚起来。由此，所述侧臂30，30’和主接片21构成了一种凹槽50，其形状为一变形的三角形。
相应地，沿周向方向5的反向相互间隔距离地由主接片21分支出连接件20的侧臂31，31’。其中侧臂31，31’沿周向方向5的反向汇聚起来。
连接件23也具有其它的侧臂33’，34’。连接件23与连接件20相应地进行设置。另外，连接件20，23在其主接片21，32上具有短的夹紧***46，49，用于夹持所述磁袋9，10内的永久磁体36，37。
此实施例中，连接件20，23设置为近似Y形，由此在周向方向5上以及其反向上出现的机械负荷、尤其是机械应力能够有利地从盘区6，7，8转移到固定环15上。另外，在盘区6，7，8之间的机械应力也能够被转移。由此能够获得盘片4在电机1的操作过程中较高的机械强度，其中减小了所出现的漏磁。
因此在所述实施例中，磁流主要被引导流经盘片4的周边40上的空气间隙和电机1的定子。在很大程度上防止了在这里出现的漏磁。
在构造电机1的转子2时，可以使用轴3的单独的连续涂层的盘片的不同的盘片形状。尤其是转子2的一部分盘片在周边40处可以敞开地设置，正如在借助于图1，2，3和5所描述的实施例中的情况那样。另一部分盘片在周边40处可以封闭，正如在借助于图4所描述的实施例的情况那样。单个盘片4在这里优选在其周边40处是完全闭合的，或者在各个磁袋处、尤其在磁袋9，10处是敞开的。在这种情况下，在所有的磁袋9，10上设置了夹持凸起41至44或者接片47，48。
转子2的单个盘片4优选为一体成型。在此，该类盘片4优选通过板片冲压而成，其中使用冲床构造出所有结构，尤其可以通过冲床构造出借助于图1到5所描述的不同形状的连接件20，23，24。其中还可以依据应用情况做出调整。尤其是可以使用如图5所示的具有多于两个侧臂30，31的设计方案、例如具有侧臂30，30′，31，31′的设计方案，即使当在图3中所示的连接件20的设置时一此时盘区6，7，8的每一个分别通过恰好一个连接件20，23，24连接到固定环15。
所述极性连接还适用于一种连续极性设置(Folgepolanordnung)。其中每两个转子磁极仅通过一永久磁体36，37来实现。此处，没有磁体的转子磁极必须通过磁端(magnetischer Rückschluss)来构成。此外，极性连接还可与其它措施组合。例如可以实现一种与在磁体36，37之上和之下的接片的任意组合的结合，所述磁体在此沿着轴向方向被推入到转子2之中，并且也可以省略所述接片。具体地说，可以相应地在磁袋9，10上设置在图4中所示出的位于外部的接片47，48，同样也可以实现一种具有位于内部的接片方案，用于夹持磁袋9，10之内的磁体36，37。此外，还可以采用其它的措施来夹紧磁袋9，10之内的磁体36，37。另外，也可使用其他方法来构造所述固定环15，以便构造所述盘片4到轴3的接口。
此外，还可以使用塑料或夹紧剂(Klemmstoff)来填充剩余的开孔或缺口。尤其可通过粘合、注塑塑料或类似方式来固定磁体36，37。但是还可以使用附加构件、尤其是弹性件来固定磁体36，37。为了固定磁体36，37，还可以使用在盘片4上构造为位于内部的夹持凸起。
另外，盘片4可以在周边40处具有不同地构造的轮廓。尤其是可设置一种合适的轮廓以减小卡锁转矩(Rastmoment)，例如正弦极性轮廓(Sinuspol-Kontur)。
为了进一步地降低磁流损耗、也就是漏磁，可在制造转子2时也可使用盘片4，其中沿着轴向方向在一个或多个板片中放弃磁极连接。随后松开的盘片例如可通过包装尖(Paketierpunkte)或者通过闭合的外部接片固定在转子2的盘片组上。相应地，所述磁体固定可以仅在几个板片上存在。另外，不是必需在一盘片4上存在每个连接件20，23，24。尤其是可以仅设置每第二个或者第三个连接件。在该情况下，可借助于其它的盘片间接地将盘区6，7，8固定在固定环15上。
本发明不局限于上述的实施例。

Claims (12)

1.电机(1)，尤其电动机，具有一转子(2)，该转子(2)具有多个盘片(4)，其中转子(2)的盘片(4)沿周向方向(5)被划分为多个盘区(6，7，8)，在该盘区之间设置了磁袋(9，10)，其中盘片(4)具有一内部的固定环(15)，其中盘片(4)具有连接件(20，23，24)，所述连接件(20，23，24)将盘区(6，7，8)与固定环(15)连接起来，并且其中连接件(20，23，24)具有一主接片(21)、沿周向方向(5)从主接片(21)分支的至少一个侧臂(30)、以及沿周向方向(5)的反向从主接片(21)分支的至少一个侧臂(31)。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，刚好一个侧臂(30)沿周向方向(5)从主接片(21)分支出来，和/或刚好一个侧臂(31)沿周向方向(5)的反向从主接片(21)分支出来。
3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，沿周向方向(5)与所述侧臂(30)间隔距离地从主接片(21)分支出来另一侧臂(30’)，和/或沿周向方向(5)的反向与所述侧臂(31)间隔距离地从主接片(21)分支出来另一侧臂(31’)。
4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述侧臂(30)和所述另一侧臂(30’)在周向方向(5)上至少部分地汇聚，或者所述侧臂(31)和所述另一侧臂(31’)在周向方向(5)的反向上至少部分地汇聚。
5.如权利要求1至4之一所述的电机，其特征在于，连接件(20)的主接片(21)引导到固定环(15)。
6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，每个连接件(20)的侧臂(30，31)分别引导到各个盘区(7)，并且连接件(20)的侧臂(30，31)以及连接件(20)的侧臂(30，31)所通向的盘区(7)围出盘片(4)的一凹槽(45)。
7.如权利要求5所述的电机，其特征在于，每个连接件(20)的侧臂(30，31)分别引导到各个相邻的盘区(6，7)。
8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，连接件(23)的主接片(32)至少近似地设置在磁袋(10)的径向轴线(19)上，该磁袋(10)位于连接件(23)的侧臂(33，34)所导通到的相邻的盘区(7，8)之间。
9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，主接片(32)具有沿着径向轴线(19)向磁袋(10)延伸的夹紧***(46)，并且由该夹紧***(46)将设置在磁袋(10)内的磁体(37)夹持在磁袋(10)之中。
10.如权利要求1至9之一所述的电机，其特征在于，具有主接片(21)和侧臂(30，31)的连接件(20)至少接近Y形地进行构造。
11.如权利要求1至10之一所述的电机，其特征在于，设置有轴(3)，盘片(4)通过固定环(15)至少间接地放置在轴(3)上，和/或至少间接地固定在轴(3)上。
12.如权利要求1至11之一所述的电机，其特征在于，盘区(6，7，8)在盘片(4)的周边(40)上在磁袋(9，10)处通过设置在外部的接片(47，48)互相连接起来；或者盘区(6，7，8)在盘片(4)的周边(40)上在磁袋(9，10)处不互相连接，并且设置了夹持凸起(41-44)，将设置在磁袋(9，10)之内的磁体(36，37)支撑在所述夹持凸起上。
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