本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的類型的轉(zhuǎn)子、包含轉(zhuǎn)子的電機以及用于制造轉(zhuǎn)子的方法。

背景技術(shù)：

由EP 0 895 668 B1已經(jīng)公開了一種直流馬達，其中片組固定在銜鐵軸上。在裝配片板之后以環(huán)氧樹脂涂覆該片板，所述環(huán)氧樹脂使銜鐵組相對于繞組導(dǎo)線絕緣。在此換向器為了其固定沿軸向朝所述環(huán)氧樹脂壓緊在所述銜鐵軸上，由此在冷卻之后形成形狀鎖合的連接。

在這種電動馬達中，能夠由于外部負(fù)載、尤其在使用了細(xì)的銜鐵軸的情況下出現(xiàn)銜鐵軸的彎曲。由此存在下述危險：即所述銜鐵繞組的導(dǎo)線松開和/或斷裂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

與此相對，具有獨立權(quán)利要求的特征的、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子、電機以及這種轉(zhuǎn)子的根據(jù)本發(fā)明的制造方法具有下述優(yōu)點：即通過在轉(zhuǎn)子組的端片上構(gòu)造管狀的套管借助于所述套管的材料加厚來加固轉(zhuǎn)子軸。由此所述轉(zhuǎn)子軸能夠在尤其直接鄰近轉(zhuǎn)子組處不再那么劇烈地彎曲，由此使得導(dǎo)線繞組不受持續(xù)的彎曲負(fù)載。由此也能夠?qū)⑾鄳?yīng)的電機例如安裝在機動車的馬達艙中，在這里電機的振動載荷特別高。通過轉(zhuǎn)子的根據(jù)本發(fā)明的實施方式能夠可靠地排除用于這種馬達艙應(yīng)用方案的電動馬達的停止運轉(zhuǎn)。

通過在從屬權(quán)利要求中所提及的措施能夠?qū)υ讵毩?quán)利要求中所給出的特征有利地進行改進和改善。特別有利的是，將端片連同片體和套管作為唯一的部件一體地制造，因為由此使得其機械穩(wěn)定性特別高。通過使用堅硬的材料、像例如鐵能夠由此防止所述套管相對于所述片體彎折。通過使用能夠?qū)Т诺脑?，所述片體能夠與鄰近的板片一樣有助于產(chǎn)生所述轉(zhuǎn)子的磁通量。

為了防止所述轉(zhuǎn)子軸的徑向彎曲，將所述套管壓緊到所述轉(zhuǎn)子軸上，從而使得所述套管的內(nèi)壁直接徑向地貼靠到所述轉(zhuǎn)子軸上。由此使得所述轉(zhuǎn)子軸在所述套管的孔之內(nèi)沒有間隙，借此提高了所述轉(zhuǎn)子軸的加固度。

為了不由于所述轉(zhuǎn)子軸的根據(jù)本發(fā)明的加固而降低所述轉(zhuǎn)子的磁通量，所述端片的片體與其余的板片一樣都有助于產(chǎn)生磁通量。為此，所述導(dǎo)線繞組沿軸向穿過縱槽走向，所述縱槽由在所述板片和所述片體中的單個徑向的凹部組成。所述縱槽在此能夠平行于所述銜鐵軸延伸，或者圍繞所述轉(zhuǎn)子軸扭轉(zhuǎn)地構(gòu)造，以便降低止動力矩。

為了使轉(zhuǎn)子繞組相對于轉(zhuǎn)子組絕緣，將絕緣層鋪設(shè)到所述板片和所述端片上。所述絕緣層也包圍套管，從而使得在轉(zhuǎn)子組與換向器之間的軸向區(qū)域相對于所述繞組絕緣。特別可靠的絕緣通過使用環(huán)氧化物-粉末-涂覆方法來獲得，其中有待絕緣的表面完全地、最初以靜電的方式用粉末涂覆，所述粉末隨后以感應(yīng)的方式被熔化。這種熱的粘稠的環(huán)氧化物團一方面形成封閉的絕緣層，并且同時成為所述板片與所述端片的機械連接部。在沒有額外的加工費用的情況下，在此能夠?qū)⑺鰮Q向器沿軸向推移并且定位到還流動的環(huán)氧樹脂團上。由此使得所述換向器在所述環(huán)氧樹脂冷卻之后可靠地固定在所述轉(zhuǎn)子軸上。

有利的是，所述套管從所述片體出發(fā)在整個軸向的中間空間內(nèi)延展到換向器處。由此加固了所述轉(zhuǎn)子組與所述換向器之間的整個軸向的中間空間，并且能夠通過對所述套管進行涂覆簡單地在完整的軸向的長度范圍內(nèi)絕緣。

在本發(fā)明的改進實施方式中，所述套管沿軸向甚至延伸到所述換向器之中，從而使得所述套管與所述換向器軸向重疊。在此能夠以更簡單的方式使得所述換向器的合成材料中的內(nèi)孔與所述套管的外直徑適配。通過該實施方式也防止了所述換向器相對于所述套管彎折。加固區(qū)域由此最大化地從所述轉(zhuǎn)子組延伸到所述換向器的軸向端部處。

為了使帶有套管的端片相對于所述轉(zhuǎn)子軸不傾斜，所述片體優(yōu)選平面地沿軸向貼靠在鄰近的板片上。由此所述片體能夠沿軸向支撐在徑向外部區(qū)域、尤其所述齒頭上，由此通過大的徑向桿使得所述套管基于轉(zhuǎn)動軸線可靠地、精確地固持所述轉(zhuǎn)子軸。

所述片體優(yōu)選具有與板片相同的板段，從而使得所述端片能夠相對于其他的板片以相同的方式安裝。由于該靈活性，還能夠在所述轉(zhuǎn)子組中構(gòu)造縱槽以便降低止動力矩，所述縱槽平行于所述轉(zhuǎn)子軸走向或者相對于所述轉(zhuǎn)子軸扭轉(zhuǎn)。

根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，所述端片構(gòu)造為深沖的沖壓件，其中所述套管由板段一體地拉出。這種深沖件能夠非?？焖俨⑶依门c所述板片相同機器來制造。而作為替代方案，端片連同片體和套管也能夠作為一體的燒結(jié)構(gòu)件由能夠?qū)Т诺牟牧蠅褐贫伞?/p>

帶有套管的端片優(yōu)選應(yīng)用在下述轉(zhuǎn)子軸中：所述轉(zhuǎn)子軸具有大約4-6mm的直徑并且由此相對容易彎曲。在此所述套管的壁厚大約為0.5-1.5mm，取決于是否成型有軸向的延長部，所述延長部伸入到所述換向器中。由此封閉的套管的壁厚厚到足以防止所述轉(zhuǎn)子軸彎曲。為了使所述轉(zhuǎn)子組電絕緣，還能夠在所述轉(zhuǎn)子組的軸向端部處分別將絕緣殼插裝到所述片體上。該絕緣殼也包圍所述套管，從而使得所述套管也完全用絕緣體覆蓋。這種絕緣殼能夠借助于合成材料-注塑方法以特別低廉的成本制造。

因為所述轉(zhuǎn)子組與所述換向器之間的繞組導(dǎo)線也沿著周向延伸，因此所述繞組導(dǎo)線徑向地支撐在所述套管上。在所述繞組頭的區(qū)域中多個導(dǎo)線層上下疊置，并且一些導(dǎo)線層在轉(zhuǎn)子組與換向器鉤之間的整個軸向的距離范圍內(nèi)延伸。通過所述繞組導(dǎo)線在所述套管上的徑向支撐使所有的繞組頭都固定，并且由此保護所述繞組頭免受振動負(fù)載。

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子由此特別適用于安裝在電動馬達中，所述電動馬達調(diào)節(jié)馬達艙中的可動部件、例如節(jié)氣門。

通過轉(zhuǎn)子的根據(jù)本發(fā)明的制造方法能夠以與其余板片相同的方式構(gòu)造固定用的端片，從而能夠使用以前的生產(chǎn)線。同樣也能夠?qū)⒗铆h(huán)氧化物團的涂覆方法用于所述端片和所述端片的套管，從而使得所述套管的完整的軸向的延展部（必要時延展到換向器之中）也電絕緣。此外，同樣能夠?qū)⑺龉潭ǚ椒ń柚跓岬沫h(huán)氧化物團用于所述換向器。

附圖說明

本發(fā)明的實施方式在附圖中示出并且在下文的說明中得到詳細(xì)闡述。

其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的第一實施例在卷繞之前的情況；

圖2示出了根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)子在已安裝狀態(tài)下的情況；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的端片的另一實施例；并且

圖4示出了帶有所安裝的圖3中的端片的、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的實施例。

具體實施方式

在圖1中示出了電機10的轉(zhuǎn)子12，其中轉(zhuǎn)子組16布置在轉(zhuǎn)子軸14上。所述轉(zhuǎn)子組16由單個上下層疊的板片18組成，所述板片在所述轉(zhuǎn)子組16的軸向端部處分別具有一個端片20。所述板片18通常由電工鋼片沖壓出來并且具有徑向的轉(zhuǎn)子齒26和位于其間的槽28。在所述轉(zhuǎn)子齒26的徑向外部的端部處成型有齒頭27，所述齒頭沿徑向覆蓋了所述槽28的一部分。上下堆疊的板片18則連同所述端片20一起具有縱槽29，根據(jù)圖2中的圖示所述轉(zhuǎn)子繞組30被容納到所述縱槽中。所述端片20同樣由能夠?qū)Т诺慕饘僦圃於刹⑶揖哂衅w22，在所述片體上沿軸向連接有套管24。在該實施例中，所述套管24連同所述片體22一起構(gòu)造成一體的構(gòu)件，所述構(gòu)件例如借助于沖壓加工和深沖加工或者借助于金屬燒結(jié)加工來制造。所述套管24沿著周向9完全包圍所述轉(zhuǎn)子軸14并且沿徑向貼靠在所述轉(zhuǎn)子軸上。所述端片20例如借助過盈配合被推移到所述轉(zhuǎn)子軸14上，從而使得所述片體22平面地沿軸向支撐在鄰近的板片18上，其中所述套管24沿徑向直接支撐在所述轉(zhuǎn)子軸14上。由此使所述轉(zhuǎn)子軸14在所述轉(zhuǎn)子組16與布置在所述轉(zhuǎn)子軸14上的換向器32之間的區(qū)域中在徑向彎曲方面得到固定。在圖1中，所述端片20的片體22例如具有軸向厚度34，所述厚度近似是單個板片18的軸向厚度35的兩倍。因此，對于所述轉(zhuǎn)子12的電氣設(shè)計而言，兩個最后的軸向的板片18能夠由根據(jù)本發(fā)明的端片20代替，借此近似獲得了所述電機10的相同的電功率。由于所述片體22與所述板片18相比具有更大的厚度34，防止了所述板片的徑向彎曲，由此能夠避免所述套管24在所述轉(zhuǎn)子軸14上傾斜。在一種替代的實施方式（在圖4左側(cè)示出）中，所述片體22具有與所述板片18的厚度35類似的厚度34。在此，對所述端片例如使用堅硬的材料，所述材料較難以彎曲。如由圖4可見，也能夠在所述轉(zhuǎn)子組16的兩個軸向的端部上分別布置一個端片20，所述端片分別具有一個金屬的套管24。由此能夠進一步降低所述轉(zhuǎn)子軸14的徑向彎曲（在安裝到定子40中的狀態(tài)下）。所述板片18的和所述端片20的槽28一起形成縱槽29，所述轉(zhuǎn)子繞組30的繞組導(dǎo)線38被裝入到所述縱槽中。在卷繞所述轉(zhuǎn)子12時構(gòu)造了多個繞組線圈31，所述繞組線圈分別與所述換向器32的單個換向器板片33電連接。所述換向器板片33例如具有在其上成型的換向器鉤36，所述繞組導(dǎo)線38被裝入并且例如壓入或焊接到所述換向器鉤中。

但是在卷繞之前，所述轉(zhuǎn)子組16設(shè)有絕緣層42。為此，以未詳細(xì)示出的方法對例如所述轉(zhuǎn)子組16、尤其所述轉(zhuǎn)子組的縱槽29用粉末進行涂覆，然后對所述粉末進行加熱直到其液化。由此，至少所述縱槽29的內(nèi)部、所述端片20的軸向端側(cè)和所述套管24完全用絕緣層42所包覆，所述絕緣層例如構(gòu)造為環(huán)氧樹脂44。所述絕緣層42在冷卻中時效硬化并且然后形成固態(tài)的表面，所述固態(tài)的表面也將所述端片20與鄰近的板片以機械的方式連接起來。為了將所述換向器32固定在所述轉(zhuǎn)子軸14上，例如在所述套管24與所述換向器32之間的軸向區(qū)域46中同樣布置了粘稠的絕緣層42，然后沿著軸向8將所述換向器32朝所述絕緣層推移。所述粘稠的絕緣層42在此貫穿到所述換向器32的內(nèi)孔48中，由此在所述絕緣層42時效硬化之后，在所述換向器32與所述轉(zhuǎn)子軸14和/或所述套管24之間形成固定的連接。此外，將環(huán)形磁體50推移到所述轉(zhuǎn)子軸14上，所述環(huán)形磁體構(gòu)造為用于所述轉(zhuǎn)子12的磁性的轉(zhuǎn)動位置檢測的信號發(fā)送器。所述環(huán)形磁體50例如沿軸向貼靠在所述換向器32上并且優(yōu)選被壓緊到所述轉(zhuǎn)子軸14上。在所述絕緣層42冷卻和時效硬化之后，則能夠完全卷繞所述轉(zhuǎn)子12，如這在圖2中示出的那樣。

所述轉(zhuǎn)子繞組30在圖2中示意性地示出，其中單個繞組導(dǎo)線38盡可能地填充所述縱槽29并且在所述轉(zhuǎn)子組16的軸向端部上形成繞組頭39。在所述端片20與所述換向器32之間的該區(qū)域46中，單個繞組導(dǎo)線38沿徑向貼靠在所述套管24的外周面25上。由于所述繞組導(dǎo)線38在剛性的套管24上的徑向支撐，還保護了所述繞組導(dǎo)線38免受所述轉(zhuǎn)子的外部的振動負(fù)載。所述轉(zhuǎn)子12以已知的方式支承在所述定子40中，其中所述繞組線圈31與所述定子40的永磁體41的交互作用促使所述轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)動。

在圖3中放大地示出了端片20的另一實施方式，所述端片例如構(gòu)造為燒結(jié)構(gòu)件52。片體22具有轉(zhuǎn)子齒26，在所述轉(zhuǎn)子齒之間形成了徑向的留空54，所述留空形成了槽28。所述片體22例如具有八個對稱地構(gòu)造的轉(zhuǎn)子齒26。所述套管24與所述片體22一體地成型，所述套管在該實施方式中具有軸向的延長部56。所述套管24的該軸向的延長部56用于容納換向器孔48，如這在圖4中以組裝好的狀態(tài)示出的那樣。與套管24在區(qū)域46中的壁厚60相比，所述軸向的延長部56在此具有更小的壁厚58，其中所述區(qū)域46沿軸向直接連接到所述片體22上。由此，根據(jù)圖4中的圖示，所述轉(zhuǎn)子組16與所述換向器32之間的區(qū)域46由于所述套管24的較大的壁厚60而特別好地得到加固，而具有較小的壁厚58的所述軸向的延長部56則以結(jié)構(gòu)空間優(yōu)化的方式沿軸向嵌入到所述換向器32的內(nèi)部中。由此，附加地阻止了所述換向器32相對于所述轉(zhuǎn)子組16彎曲。根據(jù)圖4中的實施方式，為了固定所述換向器32，例如將粘稠的絕緣層42鋪設(shè)到所述軸向的延長部56上，并且在所述絕緣層42還粘稠期間沿軸向8將所述換向器32推移到所述軸向的延長部56上。由于所述絕緣層42的時效硬化，隨后也將所述換向器32與所述套管24剛性地連接起來。所述換向器孔48在此相應(yīng)地與所述軸向的延長部56的直徑58適配。在根據(jù)圖4的實施方式中，所述轉(zhuǎn)子組16與所述換向器32之間的整個軸向的中間空間46通過所述套管24或者說所述套管的軸向的延長部56得到加固。此外，作為可選方案，也能夠在所述轉(zhuǎn)子組16的背向所述換向器32的側(cè)面上布置端片20和套管24，所述套管在該側(cè)面上對轉(zhuǎn)子軸14進行加固以抵抗彎曲應(yīng)力。在根據(jù)圖1的實施方式中，所述套管24沿軸向沒有完全在所述片體22與所述換向器32之間的整個區(qū)域46內(nèi)延伸。在一種未示出的變型方案中，所述套管24還能夠延伸到所述換向器32的開端，而不是沿軸向貫穿到所述換向器之中。

在另一未示出的實施方式中，還能夠替代所述環(huán)氧樹脂44將由合成材料制成的絕緣層42鋪設(shè)到所述轉(zhuǎn)子組16上。這種絕緣層42例如構(gòu)造為絕緣殼，所述絕緣殼例如借助于合成材料-注塑方法制造而成。這種絕緣殼能夠沿軸向罩到兩個端片20上，其中優(yōu)選將軸向的凸起嵌入到所述轉(zhuǎn)子組16的縱槽29中。在該實施方式中，也用合成材料管給所述套管24加外殼，所述轉(zhuǎn)子繞組30的繞組導(dǎo)線38能夠再支撐在所述合成材料管上。所述換向器32在此例如借助于過盈配合固定在所述轉(zhuǎn)子軸14上。在這種沒有環(huán)氧樹脂44的實施方式中，能夠省去對所述轉(zhuǎn)子12的加熱，由此顯著地簡化了轉(zhuǎn)子的裝配過程。在所述轉(zhuǎn)子軸14上布置了未示出的從動小齒輪，所述從動小齒輪將所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過機械機構(gòu)例如傳遞到節(jié)氣門調(diào)節(jié)器上，所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)器布置在機動車的馬達艙中。

要注意的是，關(guān)于圖中和說明書中所示出的實施例，單個特征相互間的各種各樣的組合方案都是可行的。就是說套管24例如也能夠制造為單獨的構(gòu)件并且隨后與端片20固定地連接。套管24的壁厚60、58和片體22的厚度34同樣能夠與有關(guān)轉(zhuǎn)子軸14的剛性的需求適配?？v槽29的數(shù)量和總長度以及轉(zhuǎn)子繞組30的類型能夠根據(jù)電機10的功率需求而變化。轉(zhuǎn)子組16的絕緣在此能夠獨立于使用根據(jù)本發(fā)明的端片20借助于環(huán)氧樹脂44或者借助于絕緣殼進行。電機10優(yōu)選用于機動車中的伺服驅(qū)動裝置、例如作為馬達艙調(diào)節(jié)器，但是不局限于這種應(yīng)用方案。