用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件的方法、機(jī)器組件以及電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件（1）的方法，其中所述機(jī)器組件（1）通過導(dǎo)磁材料構(gòu)造，在所述導(dǎo)磁材料中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)不導(dǎo)磁的分隔區(qū)域（4），其中所述分隔區(qū)域（4）通過在機(jī)器組件（1）的導(dǎo)磁材料熔化過程中加入形成奧氏體的材料來形成，從而在所述機(jī)器組件（1）的導(dǎo)磁材料中形成奧氏體組織。
【專利說明】用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件的方法、機(jī)器組件以及電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)、尤其具有鐵磁材料的機(jī)器組件的構(gòu)造以及尤其用于導(dǎo)引磁流的措施。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)一般具有定子，而定子具有定子齒。通常以定子線圈纏繞定子齒，定子線圈根據(jù)其通電激勵(lì)磁場。為了導(dǎo)引磁場定子通常導(dǎo)磁地構(gòu)造，由此使磁場對準(zhǔn)朝向電機(jī)的轉(zhuǎn)子的方向。
[0003]為了導(dǎo)磁地構(gòu)造定子，經(jīng)常由疊摞的電工鋼片(ElektiOblech)構(gòu)成所述定子。替代地也能夠利用粉末材料制成定子的段以及完整的定子。然后通過調(diào)質(zhì)工藝、例如熱擠壓、燒結(jié)、MM和類似工藝處理粉末材料。
[0004]在制造配有定子線圈的定子時(shí)，必須在簡單的制造性與良好的導(dǎo)磁性之間進(jìn)行折衷。制造性尤其通過各個(gè)定子齒的槽接觸性、即纏繞性或者說兩個(gè)相鄰的定子齒之間繞組側(cè)的加入和微少的裝配費(fèi)用來限定。
[0005]例如與完全切開相比能夠?qū)崿F(xiàn)良好的槽接觸性和良好的導(dǎo)磁性，其方式為使定子借助分段或單個(gè)段構(gòu)成，它們必須在纏繞定子齒以后再組合到一起。這種制造方法的一個(gè)實(shí)施例是T形段定子。但是在此與不分段的定子體相比組合到一起涉及明顯更多的費(fèi)用。
[0006]另一方面，如同由文獻(xiàn)DE 198 42 948公開的那樣，存在設(shè)計(jì)解決方案使得與完全切開相比僅不明顯地增加裝配費(fèi)用，但是由于其構(gòu)造形式只能構(gòu)造有系統(tǒng)引起的磁短路。由此使這些解決方案在效率方面與完全切開或者T形分段定子相比是不利的。尤其規(guī)定，以定子齒的相互連接的齒頭構(gòu)造定子，其中齒頭通過接片以減小的橫截面相互連接。
[0007]由文獻(xiàn)DE 10 2005 004 565公開了一種用于構(gòu)造定子的方法，具有高的相對導(dǎo)磁率的雙狀態(tài)鋼。為了實(shí)現(xiàn)相鄰的定子齒的齒頭之間的低導(dǎo)磁性(低的相對導(dǎo)磁率)規(guī)定，通過接片使齒頭相互連接，熱處理接片，由此在那里產(chǎn)生低的相對導(dǎo)磁率的部段。由此在這個(gè)部段中明顯降低導(dǎo)磁性。
[0008]由文獻(xiàn)US 5，684，352已知轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)方案,其具有用于導(dǎo)引磁流的鐵磁定子區(qū)和用于限制磁流的不導(dǎo)磁的定子區(qū)，由此降低漏磁。例如通過定子材料熔化并且通過將形成奧氏體的元件添加到熔液中形成定子中的不導(dǎo)磁區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件的方法，該機(jī)器組件能夠簡單地得以制造并且在磁流導(dǎo)引方面具有良好的特性。
[0010]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的、用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件的方法以及根據(jù)并列權(quán)利要求所述的機(jī)器組件和電機(jī)實(shí)現(xiàn)。
[0011]本發(fā)明的其他的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0012]根據(jù)第一方面規(guī)定一種用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件的方法，其中所述機(jī)器組件通過導(dǎo)磁材料構(gòu)造，在所述導(dǎo)磁材料中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)不導(dǎo)磁的分隔區(qū)域，其中所述分隔區(qū)域通過在機(jī)器組件的導(dǎo)磁材料熔化過程中加入形成奧氏體的材料來形成，從而在機(jī)器組件的導(dǎo)磁材料中形成奧氏體組織。
[0013]上述方法的構(gòu)思在于，通過熔化和加入形成奧氏體的材料使機(jī)器組件的導(dǎo)磁材料配有不導(dǎo)磁的分隔區(qū)域，所述分隔區(qū)域設(shè)置用于避免機(jī)器組件中的磁短路。
[0014]此外能夠規(guī)定，所述加入形成奧氏體的材料通過在所述機(jī)器組件的導(dǎo)磁材料熔化過程期間或之前將摻雜元件施加在分隔區(qū)域上或中實(shí)現(xiàn)，其中所摻雜元件包含一種或多種原料，其在機(jī)器組件的導(dǎo)磁材料熔化過程中在分隔區(qū)域中形成奧氏體組織。
[0015]根據(jù)另一種實(shí)施方式，在分隔區(qū)域上施加的摻雜元件是條狀的、帶狀的、絲狀的或粉末狀的。
[0016]尤其能夠?qū)⑺鰮诫s元件施加于機(jī)器組件的對置的邊緣之間的邊界區(qū)域中或上，其中所述邊緣通過熔化過程相互連接并且所述摻雜元件的形成奧氏體的材料與機(jī)器組件的導(dǎo)磁材料形成奧氏體組織。
[0017]上述方法的構(gòu)思在于，提供機(jī)器組件的邊緣的可靠連接，其中所述連接具有微小的導(dǎo)磁性或者沒有導(dǎo)磁性。通過熔化機(jī)器組件的材料并且添加形成奧氏體的材料，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣之間的金屬式牢固的連接，而另一方面能夠保證所述連接是不導(dǎo)磁的。
[0018]根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述機(jī)器組件能夠是用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的、具有定子齒的定子或具有轉(zhuǎn)子極或者說動(dòng)子極(Uiuferpol)的轉(zhuǎn)子或者說動(dòng)子(Ukifer)，其中在兩個(gè)定子齒之間或者說兩個(gè)轉(zhuǎn)子極(Rotorpol)之間分別設(shè)有分隔區(qū)域。
[0019]此外能夠規(guī)定，所述分隔區(qū)域相對于電機(jī)的軸向傾斜地延伸。由此尤其能夠通過在應(yīng)不導(dǎo)磁的分隔區(qū)域中熔化機(jī)器組件使組件齒或者說組件極之間的連接傾斜，其中磁分隔部的傾斜無需單個(gè)組件齒或者說組件極的傾斜就能夠?qū)崿F(xiàn)。由此能夠改善電機(jī)的噪聲形成，而無需耗費(fèi)大的傾斜繞組。尤其能夠使分隔區(qū)域走向相對于軸向的傾斜一次或多次地改變，其中在多次改變所述傾斜的情況下也能夠使分隔區(qū)域的部段平行于軸向延伸。
[0020]根據(jù)另一方面規(guī)定了用于電機(jī)的機(jī)器組件、尤其是定子或轉(zhuǎn)子，其按照上述方法來制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。附圖中:
圖1示出通過將定子齒接合到環(huán)形體中來制造用于電機(jī)的定子的方法；
圖2示出將由形成奧氏體的材料構(gòu)成的帶施加到兩個(gè)定子段之間的邊界位置上的示意圖；
圖3a和3b示出用于通過在熔化之前插入絲或者鋪設(shè)帶來沿軸向施加所述形成奧氏體的材料的變體；
圖4a至4c示出用于通過在重熔前沿軸向施加形成奧氏體的材料來在定子體中設(shè)置不導(dǎo)磁區(qū)域的方案。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示意地示出用于電機(jī)的定子I的分解圖以及定子I的透視圖。通過定子環(huán)2和齒結(jié)構(gòu)3的接合來裝配定子I。
[0023]齒結(jié)構(gòu)3具有各個(gè)沿周向相互鄰接的定子齒31，所述各個(gè)定子齒分別具有齒體32和齒頭33。齒頭33限定了內(nèi)空隙，在該內(nèi)空隙中能夠容納電機(jī)的(未示出的)轉(zhuǎn)子。所述相鄰的齒頭33能夠在整個(gè)軸向長度上或者僅在單個(gè)接片34上與相應(yīng)的位于其之間的空隙相互連接，從而使得齒結(jié)構(gòu)3基本上能夠作為單個(gè)結(jié)構(gòu)元件來操作。在替代的實(shí)施方式中也能夠規(guī)定，各個(gè)定子齒31彼此獨(dú)立地制造并且在齒結(jié)構(gòu)3中相互不連接。
[0024]通過將齒結(jié)構(gòu)3接合到定子環(huán)2中能夠形成定子I。一般在將齒結(jié)構(gòu)3插入到定子環(huán)2中之前先纏繞定子齒31。在這種情況下定子繞組能夠從外面施加到相應(yīng)的定子體32上。
[0025]為了抵抗機(jī)械應(yīng)力、尤其也由于熱膨脹導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力使定子I穩(wěn)定化，有利的是，定子齒31在其突出于定子環(huán)2的端部上、即在其齒頭33上相互連接，從而能夠最大程度上抑制齒頭33沿周向、即朝向相鄰齒頭33相對運(yùn)動(dòng)。因此提出，通過焊接或者說熔化使齒頭33的相互對準(zhǔn)的邊緣36沿著定子I軸向相互連接。
[0026]為此在圖2中示出，在齒結(jié)構(gòu)3的兩個(gè)相鄰的齒段的齒邊緣36之間或上面的分隔區(qū)域4上、即在相鄰的齒頭33之間的邊界位置上或者說在齒邊緣36相互接觸的區(qū)域中施加由形成奧氏體的材料構(gòu)成的摻雜元件5并且在焊接過程或者說熔化過程中使其熔化。
[0027]在定子I的整個(gè)長度上或者在多個(gè)相互銜接的部段上施加形成奧氏體的材料。因此形成奧氏體的材料能夠構(gòu)造為摻雜元件5并且例如構(gòu)造成帶狀、條狀、絲狀或棒狀。替代地也能夠?qū)⑺鲂纬蓨W氏體的材料作為粉末在熔化之前或期間進(jìn)行施加。在圖3b中作為實(shí)施例在橫截面中示出了將帶狀的摻雜元件5施加到邊界位置中的情況。
[0028]能夠借助由焊接技術(shù)公開的方法實(shí)現(xiàn)所述熔化，例如借助于激光射線、等離子弧或光弧。
[0029]由形成奧氏體的材料構(gòu)成的摻雜元件5具有這樣的組成，其在形狀和量上如此實(shí)現(xiàn)，即分隔區(qū)域4在施加到要熔化的區(qū)域上時(shí)通過由定子I的材料與所述元件的材料組成的熔合物來形成，從而對于所有在電機(jī)的制造、停止或運(yùn)行中產(chǎn)生的溫度都產(chǎn)生奧氏體組織。
[0030]優(yōu)選奧氏體組織，因?yàn)槠洳皇氰F磁性的并且因此沒有或者說基本上沒有導(dǎo)磁性。用于要熔化的元件的材料例如能夠在大于80%的高含量上具有鎳、錳和/或銅。能夠通過附加的碳和/或鉻含量來提高用于形成奧氏體組織的效果。定子I中熔化的分隔區(qū)域優(yōu)選具有下面的組分:0至25%的鎳、O至25%的錳、O至10%的銅、O至1%的碳和O至25%的鉻。
[0031]所述熔化一般通過沿軸向?qū)⑾鄳?yīng)的焊接裝置接合到要熔化的摻雜元件5上或者說在相鄰的齒邊緣36之間沿邊界區(qū)域接合相應(yīng)的焊接裝置來實(shí)現(xiàn)，從而使定子I的齒頭33之間的區(qū)域完全熔化并且與要熔化的摻雜元件5的材料形成熔合物。
[0032]在圖1所示的實(shí)施方式中，齒頭33當(dāng)熔化進(jìn)行時(shí)已經(jīng)通過接片34相互連接，而在另一實(shí)施方式中，齒結(jié)構(gòu)3由單個(gè)段構(gòu)造并且齒頭33能夠分別沿周向具有寬度，從而使相互鄰接的齒頭33的齒邊緣36相互頂靠或者相互間僅具有微小的距離。因此通過下面的齒邊緣36的熔化過程為了加入形成奧氏體的材料能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)在相鄰的齒頭33之間的材料連接以及不導(dǎo)磁的分隔區(qū)域，從而使得在那里不會(huì)產(chǎn)生磁短路。齒頭33之間的連接能夠?qū)崿F(xiàn)定子I的改善的機(jī)械穩(wěn)定性。[0033]在將各個(gè)原先不相互連接的齒段接合成齒結(jié)構(gòu)3時(shí)，能夠在齒頭33之間插入要熔化的摻雜元件5，例如在圖3a中所示的那樣。為此齒頭33的齒邊緣36具有空隙37，從而構(gòu)成用于絲狀的摻雜元件5的容納部。由此能夠，在將齒段接合成齒結(jié)構(gòu)3以后無需事先施加摻雜元件5就進(jìn)行熔化，并且該實(shí)施方式尤其保證了將要熔化的摻雜元件5可靠地定位在齒邊緣36之間的邊界區(qū)域中。
[0034]在圖4a至4c的附圖中示出作為機(jī)器組件的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)6。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分別具有用于容納永磁體的凹口 61，以構(gòu)成轉(zhuǎn)子極。在凹口 61之間為了避免磁短路設(shè)有分隔區(qū)域62，所述分隔區(qū)域以類似的方式通過沿著沿軸向的區(qū)域施加要熔化的摻雜元件5并且通過接下來的分隔區(qū)域62的熔化(aufschmelzen)或者說重熔(umschmelzen)來制造。對于轉(zhuǎn)子6而言,這能夠基于轉(zhuǎn)子6的外表面或者基于軸空隙63中的內(nèi)表面進(jìn)行。
[0035]在上述機(jī)器組件中，分隔區(qū)域62也能夠相對于軸向傾斜地設(shè)置在齒頭33之間，用于在定子I情況下設(shè)置定子齒31的偽傾斜或者說在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)6中設(shè)置轉(zhuǎn)子極的偽傾斜(Pseudoschragung)o這是有利的，因?yàn)闊o需齒幾何變形,而是僅通過分隔區(qū)域62的傾斜設(shè)置就能夠設(shè)置齒頭33的超出。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造用于電機(jī)的機(jī)器組件(I)的方法，其中所述機(jī)器組件(I)通過導(dǎo)磁材料構(gòu)造，在所述導(dǎo)磁材料中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)不導(dǎo)磁的分隔區(qū)域(4)， 其中所述分隔區(qū)域(4)通過在所述機(jī)器組件(I)的導(dǎo)磁材料熔化過程中加入形成奧氏體的材料來形成，從而在所述機(jī)器組件(I)的導(dǎo)磁材料中形成奧氏體組織。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述加入形成奧氏體的材料通過在所述機(jī)器組件(I)的導(dǎo)磁材料熔化過程期間或之前將摻雜元件(5)施加在分隔區(qū)域上或中實(shí)現(xiàn)，其中所述摻雜元件(5)包含一種或多種原料，其在所述機(jī)器組件(I)的導(dǎo)磁材料熔化過程中在所述分隔區(qū)域(4)中形成奧氏體組織。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述分隔區(qū)域(4)上施加的摻雜元件(5)是條狀的、帶狀的、絲狀的或粉末狀的。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述摻雜元件(5)施加于所述機(jī)器組件(I)的對置的邊緣(36)之間的邊界區(qū)域中或上，其中所述邊緣(36)通過熔化過程相互連接并且所述摻雜元件(5)的形成奧氏體的材料與所述機(jī)器組件(I)的導(dǎo)磁材料形成奧氏體組織。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述機(jī)器組件(I)相應(yīng)于用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的、具有定子齒(31)的定子或具有轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子，其中在兩個(gè)定子齒(31)之間或在兩個(gè)轉(zhuǎn)子極之間分別設(shè)有所述分隔區(qū)域(4 )。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述分隔區(qū)域(4)相對于所述電機(jī)的軸向傾斜地延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述分隔區(qū)域(4)具有多個(gè)擁有相對于電機(jī)軸向不同的斜度的部段。
8.用于電機(jī)的機(jī)器組件、尤其是定子或轉(zhuǎn)子，其按照根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法來制造。
9.電機(jī)，其具有如權(quán)利要求8所述的機(jī)器組件。
【文檔編號】H02K15/02GK103828196SQ201280048068
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】M.賽特, A.埃韋特, J.施萊格爾, S.A.埃萬斯 申請人:羅伯特·博世有限公司