專利名稱：加工用于電機(jī)的機(jī)器構(gòu)件的構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加工機(jī)器構(gòu)件的構(gòu)件，用于構(gòu)造電機(jī)，其中所述機(jī)器構(gòu)件具有齒，圍繞齒要設(shè)置線圈。
背景技術(shù)：
電機(jī)通常具有機(jī)器構(gòu)件例如以定子和轉(zhuǎn)子的形式。尤其在同步電機(jī)中定子具有定子齒，它們被線圈包圍。在其它電機(jī)類型中動(dòng)子也可以配有動(dòng)子極，它們支承相應(yīng)的動(dòng)子線圈。
存在不同的附件，用于使線圈安置在機(jī)器構(gòu)件的齒上。尤其在旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)中將線圈安置在兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽里面是困難的，因?yàn)槠潺X在基本圓柱形定子的旋轉(zhuǎn)軸線方向上向內(nèi)指向，因此槽開口相對較小。這種效應(yīng)還由此得到增強(qiáng)，即在向內(nèi)指向的定子齒端部上設(shè)有齒頂，它們使向內(nèi)指向的定子齒端部在圓周方向上加寬。由此在相互對置的齒頂端部上僅僅保留窄的間隙，它正好這樣大地選擇，使繞組可以加入到槽里面。
尤其在執(zhí)行針繞線時(shí)(其中導(dǎo)引導(dǎo)線的針圍繞一個(gè)或者多個(gè)定子齒移動(dòng)，用于加入繞組)需要最小工作空間，由此限制在槽內(nèi)部的由繞組導(dǎo)線占據(jù)的橫截面與槽整個(gè)橫截面積的比例。這個(gè)比例也稱為槽填充度。槽填充度主要決定電機(jī)可達(dá)到的緊湊性。
為了簡化機(jī)器構(gòu)件的齒的繞線，由現(xiàn)有技術(shù)已知許多方法。例如已知多體地構(gòu)成定子，用于簡化定子齒的繞線。例如可以使單個(gè)定子扇形段在組裝前繞線成環(huán)形的定子。在其它情況下定子齒不通過齒頂構(gòu)成并且只有在繞線定子齒以后才放置齒頂。此外已知，繞線基本帶狀的配有定子齒的定子部件并接著將帶彎曲成圓柱形的定子，由此使繞線的定子齒指向定子內(nèi)部。
所有這些方法的缺陷是，在單個(gè)齒繞線以后還需要其它費(fèi)事的加工步驟，用于完成繞線的定子。此外多體的定子結(jié)構(gòu)或者存在連接位置可能在定子中實(shí)現(xiàn)增加磁阻的部位，這對于在定子中所需的磁回路是不利的并且起到降低通過這種定子構(gòu)成的電機(jī)效率的作用。發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供用于構(gòu)造電機(jī)的定子或動(dòng)子的機(jī)器構(gòu)件供使用，它避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并且能夠?qū)崿F(xiàn)安置在機(jī)器構(gòu)件上的齒的更好繞線性。
這個(gè)目的通過如權(quán)利要求1所述的用于加工用于構(gòu)造電機(jī)的機(jī)器構(gòu)件的構(gòu)件以及通過如附屬權(quán)利要求所述的機(jī)器構(gòu)件、電機(jī)、用于加工用于電機(jī)的機(jī)器構(gòu)件的方法得以實(shí)現(xiàn)。
其它有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中給出。
按照第一方面規(guī)定用于加工機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的構(gòu)件，用于構(gòu)造電機(jī)。該構(gòu)件包括-基體；-多個(gè)齒，所述齒在布置方向上設(shè)置在所述基體上并且所述齒設(shè)置用于配備線圈；其中所述基體在每兩個(gè)齒之間具有一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位。
上述機(jī)器構(gòu)件的思想在于，使這種機(jī)器構(gòu)件圓柱形地配有與所期望的尺寸相比加大的直徑，由此使向內(nèi)指向的齒總體上并且首先在其向內(nèi)指向的端部上具有相互間加大的距離，由此可以更簡單地執(zhí)行繞線，例如借助于針技術(shù)。要繞線的槽具有更大的橫截面積， 由此加大用于繞線裝置、例如用于繞線針的工作空間并且可以加入更多匝圈數(shù)量。所述機(jī)器構(gòu)件在其殼體上配有壓縮部位，由此在齒繞線以后使外周體通過施加適合的、例如徑向向內(nèi)作用的力變形。由此壓縮壓縮部位并且減小機(jī)器構(gòu)件的半徑。
可以規(guī)定，所述壓縮部位借助于接臂構(gòu)成，它基于齒的布置方向具有減小的橫截面并且傾斜于布置方向。
此外所述接臂通過兩個(gè)或多個(gè)相互傾斜于所述布置方向?qū)χ玫陌枷?、尤其是V形的凹陷構(gòu)成，它們垂直于所述布置方向延伸。
按照一種實(shí)施例所述基體圓柱形地構(gòu)成，其中對每個(gè)齒配屬基體的一個(gè)扇形段， 它與相鄰扇形段分別通過壓縮部位連接。
按照另一方面規(guī)定機(jī)器構(gòu)件，它借助于上述的構(gòu)件制成，其措施是在繞線以后通過施加力壓縮壓縮部位。
按照另一方面規(guī)定一種用于構(gòu)造機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的方法，用于構(gòu)造電機(jī)。該方法包括下面的步驟-繞線上述構(gòu)件的一個(gè)或者多個(gè)齒； -施加力，由此壓縮一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位。
按照另一方面規(guī)定一種用于構(gòu)造機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的方法，用于構(gòu)造電機(jī)。該方法包括下面的步驟-繞線上述構(gòu)件的一個(gè)或者多個(gè)齒；-施加力，由此壓縮一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位，其中所述力在徑向上向內(nèi)對準(zhǔn)基體的每個(gè)扇形段。


下面借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中圖1簡示出加入繞組到用于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的定子的兩個(gè)定子齒之間的槽里面， 圖2示出在繞線定子齒之前的定子橫截面圖， 圖3示出圖2的定子在繞線定子齒以后的橫截面圖， 圖4示出定子與繞線的定子齒在變形后的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
圖1簡示出具有定子體2的定子結(jié)構(gòu)1的橫截面圖，定子體基本圓柱形地構(gòu)成。該定子體2是空心圓柱形的并且具有向內(nèi)指向的定子齒3。所述定子齒3基本均勻地設(shè)置定子體2的內(nèi)圓周上并且最好具有相同的徑向長度。定子齒3的向內(nèi)指向的端部配有齒頂9， 它們在圓周方向在兩側(cè)在切向突出于定子齒3的寬度并且確定內(nèi)輪廓，內(nèi)輪廓基本具有圓柱形外周面扇形段的形狀。
為了清晰，借助于針繞線裝置5簡示出繞線定子齒3的過程。該針繞線裝置5包括繞線針6，在其中穿過繞線導(dǎo)線7，它通過圍繞一個(gè)或者多個(gè)定子齒3導(dǎo)引針繞線到定子齒上。為了導(dǎo)引繞線針6必需在齒頂9的相互面對的側(cè)面端部之間保留足夠的中間空間8， 由此使針繞線裝置5可以在槽4內(nèi)部導(dǎo)引繞線針6。
通過繞線針6的工作范圍限制可達(dá)到的填充度。為了最佳地充分利用供使用的槽橫截面積現(xiàn)在規(guī)定，在繞線定子齒3期間加大槽開口和槽橫截面積并且使它們在結(jié)束繞線過程以后對于所有的齒變小，由此一方面減小相鄰齒頂之間的距離，另一方面減小位于其間的槽橫截面積，用于改善填充度系數(shù)，它主要地決定電機(jī)的緊湊性。
此外加大的槽橫截面積和加大的槽開口能夠?qū)崿F(xiàn)可最佳影響的線圈結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛糜诶@線針6的所有槽部位都可以良好地接觸到。此外對于大的槽橫截面積和大的槽開口能夠放入預(yù)制成的分繞組或總繞組，否則在太窄的槽開口時(shí)不能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
在圖2中簡示出定子體11，它與要加工的繞線定子相比具有加大的直徑。所述定子體11如上所述基本上空心圓柱形地通過基本圓形的橫截面構(gòu)成。所述定子體11的形狀僅僅由于規(guī)定的壓縮部位12偏離圓柱形的形狀，在壓縮部位可以壓縮定子體11。
所述定子體11最好是一體的，但是具有齒扇形段1，它們分別具有定子齒13。在相鄰定子齒13之間分別設(shè)置一個(gè)壓縮部位12。該壓縮部位12在繞線前和繞線期間處于伸展的狀態(tài)。所述壓縮部位12能夠使定子齒13以較大的距離相互設(shè)置，由此可以加大槽開口 14并加大槽15的橫截面面積，用于易于繞線或加入線圈。
所述壓縮部位12例如可以借助于V形的凹陷16構(gòu)成，它們在圓柱形定子體11的軸向上延伸。在所示的實(shí)施例中存在三個(gè)V形的凹陷16，它們這樣相互設(shè)置，使得在相鄰定子齒扇形段之間形成基本V形的接臂部位15。該V形接臂部位15能夠?qū)崿F(xiàn)方便的彎曲并由此實(shí)現(xiàn)定子體11在切向上的壓縮，因?yàn)椴牧蠙M截面在這個(gè)位置上減小。
具體地說，兩個(gè)相鄰的V形凹陷16在兩個(gè)定子齒13之間位于定子體11內(nèi)側(cè)面上。 V形凹陷16在軸向上基本在整個(gè)定子體11上延伸。在定子體11的內(nèi)側(cè)面上的兩個(gè)V形凹陷16之間在外側(cè)設(shè)有另一 V形凹陷16，它導(dǎo)致形成V形的接臂部位15。盡管在所述實(shí)施例中V形凹陷16的數(shù)量為三個(gè)，但是也可以使壓縮部位通過兩個(gè)或多于三個(gè)V形的凹陷 16構(gòu)成。所述壓縮部位也可以以其它方式存在。但是重要的是，在力作用時(shí)所述壓縮部位盡可能在切向上壓縮并且盡可能不允許在徑向上的相互移動(dòng)。
在圖3中示出在繞線以后的定子1的橫截面圖。為了簡化僅僅示出兩個(gè)定子線圈 17 ；但是在正常情況下規(guī)定，每個(gè)定子齒13或至少每隔一個(gè)定子齒13繞線。借助于標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、例如借助于針技術(shù)實(shí)現(xiàn)繞線。大的槽橫截面積和大的槽開口對于繞線針6給出許多空隙空間并由此可以可靠且快速地執(zhí)行定子齒13繞線。同時(shí)可以達(dá)到定子線圈17的高度有序度。備選地代替借助于繞線技術(shù)繞線也可以將預(yù)制成的定子線圈17以相應(yīng)的形狀體放置在定子齒13上。
如圖4所示，在繞線后使定子體11通過徑向變形過程在直徑上減小。為此最好在所有定子齒扇形段上在壓縮部位12之間施加徑向向內(nèi)的力，由此使壓縮部位12彎曲并且允許在切向上的壓縮。如果事先還在定子體11中存在V形的切口，則它們在這個(gè)過程以后由于壓縮完全消失，由此產(chǎn)生定子體11的封閉環(huán)形表面。
因?yàn)槎ㄗ芋w11用于形成定子齒13的磁回路，必需這樣規(guī)定V形凹陷16，使它們在所需的壓縮以后基本上完全消失，即V形切口的兩個(gè)側(cè)面要完全相互貼靠。
在為了減小定子體11外圓周而變形以后呈現(xiàn)具有高度自穩(wěn)定性的定子體。同時(shí)使所述定子齒13相互靠近地運(yùn)動(dòng)，由此使槽橫截面積和槽開口減小。通過減小在已經(jīng)繞線狀態(tài)中的槽橫截面積，壓縮線圈的單個(gè)匝圈，由此可以提高填充度系數(shù)。這導(dǎo)致明顯改善通過所述定子10構(gòu)成的電機(jī)的緊湊性。為了固定定子體11還可以規(guī)定，將它們裝配在支承環(huán)里面(未示出)，支承環(huán)可以擠壓或收縮支承環(huán)。
可以規(guī)定，在繞線單個(gè)定子齒13前使它們配有絕緣遮蔽件，這樣成形絕緣遮蔽件，使它們在變形后為了減小定子直徑同時(shí)產(chǎn)生槽封閉，使異物不能擠入到槽里面。由此可以降低短路隱患。例如可以使這些絕緣遮蔽件分別具有形狀，該形狀具有徑向上突出的接臂，由此使接臂比定子齒13的齒頂更多地伸進(jìn)槽里面。盡管這減小了用于繞線的槽開口， 但是還保留變形后提高填充度系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。兩個(gè)相鄰的絕緣遮蔽件也可以包括相互面對的接臂，它們作為突出的輪廓在變形時(shí)相向運(yùn)動(dòng)并由此可以完全封閉槽。
上述方法與由單個(gè)齒扇形段構(gòu)造定子體11的方案相比的優(yōu)點(diǎn)是，可以借助于繞線裝置進(jìn)行單個(gè)定子線圈布線。與由扁平疊片形成的定子體(它為了形成定子而滾壓)相比的優(yōu)點(diǎn)是，以上述方法加工的定子體具有對稱的材料應(yīng)力狀態(tài)。由此在變形過程以后可以達(dá)到更好的圓度。此外在上述定子體11中不存在對磁流產(chǎn)生不利影響的分開位置。
權(quán)利要求
1.用于加工機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的構(gòu)件，用于構(gòu)造電機(jī)，包括 -基體(11)；-多個(gè)齒(13)，所述齒在布置方向上設(shè)置在基體(11)上并且所述齒設(shè)置用于配備線圈；其中所述基體(11)在每兩個(gè)齒(13)之間具有一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中所述壓縮部位(12)借助于接臂(15)構(gòu)成，所述接臂基于齒(13)的布置方向具有減小的橫截面并且傾斜于所述布置方向。
3.如權(quán)利要求2所述的構(gòu)件，其中所述接臂通過兩個(gè)或多個(gè)相互傾斜于所述布置方向?qū)χ玫陌枷?16)、尤其是V形的凹陷構(gòu)成，所述凹陷垂直于所述布置方向延伸。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件，其中所述基體(11)圓柱形地構(gòu)成，其中每個(gè)齒(13)配屬基體(11)的一個(gè)扇形段，它與相鄰扇形段分別通過壓縮部位(12)連接。
5.機(jī)器構(gòu)件，它借助于如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件制成，其措施是在繞線以后通過施加力壓縮壓縮部位(12)。
6.電機(jī)，具有如權(quán)利要求5所述的機(jī)器構(gòu)件。
7.一種用于構(gòu)造機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的方法，用于構(gòu)造電機(jī)，具有下面的步驟 -繞線如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件的一個(gè)或者多個(gè)齒；以及-施加力，由此壓縮一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位(12)。
8.一種用于構(gòu)造機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的方法，用于構(gòu)造電機(jī)，具有下面的步驟 -給如權(quán)利要求4所述的構(gòu)件的一個(gè)或者多個(gè)齒(13)繞線；-施加力，由此壓縮一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位(12)，其中所述力在徑向上向內(nèi)對準(zhǔn)基體 (11)的每個(gè)扇形段。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于加工機(jī)器構(gòu)件、尤其是定子的構(gòu)件，用于構(gòu)造電機(jī)，包括-基體(11)；-多個(gè)齒(13)，所述齒在布置方向上設(shè)置在基體(11)上并且所述齒設(shè)置用于配備線圈；其中所述基體(11)在每兩個(gè)齒(13)之間具有一個(gè)或者多個(gè)壓縮部位(12)。
文檔編號H02K15/02GK102545410SQ201110361019
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者M.胡貝爾, R.施密特, S.馬克 申請人:羅伯特·博世有限公司