专利名称：直流电动机的制作方法
直流电动机本发明涉及一种直流电动机，该直流电动机包括具有用于接收转子的空腔的定子和磁场产生装置，利用该磁场产生装置可以产生旋转磁多极场。此外该直流电动机还包括可旋转安置的轴和基体，该轴支撑所述转子，该基体与所述轴抗扭连接，其中所述基体具有多个凹口。在所述基体的凹口内布置多个永磁体，其中所述凹口的形状与所述永磁体的形状互补。
背景技术：
由DE 19915664A1公知一种电机，具有定子和由板叠构成的转子。转子在此具有长凹口，在所述凹口内可以使用方形的永磁体，以产生磁多极场。运行该直流电动机时转子的磁场联接到利用定子的电磁线圈产生的旋转磁场。由此也可以移动旋转中的转子并产生转矩。为了提供高可用性的旋转转矩，必须提供转子和定子之间的气隙中的大场强。为此根据现有技术永磁体尽可能靠近转子的外周表面而定位。由此在外周表面上只有细长条可供使用，该细长条相对于在转子中发生作用的向心力抓住方形的永磁体。因此通过这个条可传输的制动力限制转子的最大允许的转速。从现有技术出发，本发明要解决的技术问题在于提供一种直流电动机，该直流电动机能够提供可比较的转矩并具有相对于现有技术改善的转速稳定性。
发明内容
根据本发明，该技术问题通过一种直流电动机解决，该直流电动机包括具有用于接收转子的空腔的定子和磁场产生装置，利用该磁场产生装置可以产生旋转磁多极场。此外该建议的直流电动机还包括可旋转安置的轴，该轴支撑所述转子。该直流电动机还包括基体，该基体与所述轴抗扭连接，其中所述基体具有多个凹口。在所述基体的凹口内布置多个永磁体，其中所述凹口的形状补充所述永磁体的形状并且所述永磁体具有至少一个弯曲的外部轮廓。根据本发明可以看出，利用径向磁化的弧形永磁体可以实现改善的转子几何结构，其中永磁体具有更大承载的接触面积用于环绕转子材料。由此可以传输更大的向心力， 由此提升转子的转速稳定性。同时根据本发明建议的转子几何结构适于提供转子和定子之间的气隙中的几乎未改变的磁化，从而可供使用的转矩仅少量减少或甚至上升。在本发明的优选实施方式中弧形的永磁体具有圆弓的形状，其中该圆弓特别优选覆盖全圆的三分之一。由此可以通过两个永磁体的镜像对称布置覆盖全圆大约三分之二的圆弓，从而每两个永磁体环绕转子的一个磁极靴。当永磁体具有长度b的径向终端和长度a的切向终端，其中a与b之间的比例大约为1时，然后产生永磁体的特别有利的可制造性。在此，通常对本领域技术人员而言可以理解的是不严格符合该数值。确切地说，在出现偏差的情况下根据本发明具有优点的效果还可以至少部分自行调整。
根据本发明建议的转子例如可以借助压注方法由填充的塑料制成。特别优选由多个冲压部件制成上述建议的转子，所述冲压部件借助补充成型的模具通过板，特别是变压器板冲压。然后多个冲压板，例如通过精确压紧，抗转矩地固定在直流电动机轴上，从而沿着轴的纵向长度形成大约为圆柱形的板叠作为转子基体。在本发明的实施方式中可以为板叠使用相同的板段。在这种情况下沿着转子的纵向长度形成恒定的横截面。在本发明的改进方案中可以至少使用两个不同的板段，从而转子的横截面沿该纵向长度不恒定。在此特别优选的是根据板截面冲压板具有切向的连接条和/或径向延伸的肋。由此转子多极场的场形成可以在永磁体的保持力和因此转速稳定性的费用方面得到优化及反之。利用这种方式，或者可以制造具有相对高转矩的慢速运转直流电动机，或者可以制造具有低转矩的快速运转直流电动机。下面应根据实施例和附图不限制通用的本发明思想地详细阐明本发明。其中
图1示出根据本发明建议的直流电动机的横截面，图2示出根据本发明的转子的横截面的局部面，图3示出根据第一实施例用于制造可使用转子基体的冲压板的板截面，图4示出根据第二实施例用于制造可使用转子基体的冲压板的板截面，图5示出根据第三实施例用于制造可使用转子基体的冲压板的板截面，图6示出根据第四实施例用于制造可使用转子基体的冲压板的板截面，图7示出根据本发明使用的永磁体的横截面。图1示出根据本发明实施例的直流电动机。该电动机包括定子100和转子200。 定子100包括通过缝隙110相互分离的多个极靴115。在示出的实施例中定子具有12个缝隙110和12个极靴115。极靴115通过轭140相互连接，以引导磁通量。在优选的实施方式中极靴115和轭140可以一体实施。此外定子包括具有各自电导体的，例如漆绝缘铜线的N个圈的12个线圈。这些圈在此部分穿过缝隙110延伸。这种线圈对本领域技术人员而言是公知的并且因此在附图中未示出。定子100的线圈借助未示出的开关装置利用电流周期性加载。通过这种方式形成磁多极场，该磁多极场的定向相对于定子100周期性变化。这种磁场在本发明的上下文中称为旋转磁场。在此本领域技术人员通常例如仅选择示出的具有12个极靴115的几何结构。在本发明的其它实施方式中定子也可以具有更多或少量的极靴。转子200位于定子100的柱形内部空间内。转子200具有旋转轴线120。旋转轴线环绕基本上柱形的基体。转子200的基体外表面通过气隙130与定子100的内表面分离。在转子200内嵌入永磁体270。永磁体270在此具有弧形，特别是扇形的横截面。 永磁体270同样产生在运行直流电动机时联接到定子的旋转多极场的磁多极场。通过这种方式转子200与具有定子的旋转磁场一起旋转，由此提供转子200的有效转矩。在示出的实施例中永磁体270具有大约120°开角的扇形。每两个永磁体270在其朝向轴120的内侧借助肋250相互隔开。每两个永磁体270包围一个极靴210。极靴210用于引导由永磁体产生的多极场。 在两个各自包围一个极靴210的永磁体270对之间布置一个极靴220。为了可以单件完成极靴220和210，这两个极靴通过条260和肋250相互连接。对本领域技术人员而言通常可以理解的是，建议的转子不必在本发明的每个实施方式中都具有8个永磁体270。根据转子的几何结构本领域技术人员可以设置具有更多或少量的永磁体270和相应与之合适数量的极靴210和220的另一转子几何结构。本发明不教导维持图1中示出的几何结构作为解决方案原则。图2示出图1所示转子的大约90°的局部面。根据图2应该可以阐明本发明的主要优点。图2在横截面中示出两个弧形永磁体270，该永磁体各自部分包围极靴210。极靴 210通过条260与在中间图形部分可见的极靴220相连接。在绕旋转轴线120旋转转子200时通过作用的向心力径向向外加速永磁体270。 这导致永磁体270以其外表面275至少部分，就是说在部分表面240和M5的区域内与极靴220的表面传力连接地接触。极靴220通过杆230中的拉应力分离在表面240和245上产生影响的力。杆230在此具有相对于现有技术增大的材料强度，该材料强度允许传输更大的力并因此允许转子的更高转速。因为磁通量在极靴210和220区域内集中，增大的材料强度230对在气隙130内可获得的磁场强度没有影响并因此对可由转子200产生的可用转矩没有影响。在本发明的优选实施方式中转子200的基体通过板叠构成，该板叠包括在轴120 上布置的多个冲压板。冲压板的板截面由此表明转子200的横截面。因为为了构造转子 200的基体而仅使用相同的板叠，所以转子200具有沿其纵向长度的恒定横截面。只要使用不同的冲压板，转子的横截面沿其纵向长度变化。通过这种方式可以优化转子的磁特性和机械特性。用于不同冲压板的实施例阐明如下。图3示出用于根据本发明建议的转子200的冲压板的第一实施例。在冲压板中心设置一个接收轴120的开口。根据图3的板截面此外还具有4个极靴120。这些极靴由各自两个设置用于接收永磁体270的凹口 300和305限制。每两个凹口 300和305通过肋 250相互分离。在两个相邻凹口 300和305之间各自在背离极靴210的一侧布置其它极靴220。 每个极靴210通过条260与其相邻的极靴220相连接。通过这种方式板截面单件地以最大稳定性制成。在此凹口 300和305补充永磁体270的外形，就是说永磁体允许以可预先给定的公差导入到凹口中。为了固定永磁体可以设置浇注材料或粘合剂。在本发明的另一实施方式中可以这样选择凹口 300和305与永磁体270的尺寸的公差，使得永磁体270在开口 300或305中夹住。图4示出根据本发明的板截面的另一构成方式。根据图4的板截面还具有通过条 260与各自相邻的极靴220相连接的4个极靴210。每个极靴210由开口 300包围。开口 300具有扇形形状，该扇形具有大约的开角。这意味着，在开口 300中可以接收具有大约三分之一扇形横截面的两个永磁体。缺少肋250不会干扰开口 300内两个相邻永磁体270之间的磁通量。通过条260可以单件实施根据图4的板截面。图5示出用于根据本发明的转子200的板截面的另一实施方式。根据图5的板截面也具有多个凹口 300和305，这些凹口各自通过肋250相互分离。肋250使极靴210在其基础上与两个相邻极靴220的基础相连接。通过这种方式也可以单件实施根据图5的板截面。尽管缺少条260，根据图5的板截面具有设备面240和对5，这些设备面实现开口 300 和305中的永磁体270和极靴220之间的力传输。因此，尽管缺少条沈0，根据图5的板截面还是可以在永磁体270上实施与向心力相对设置的保持力。板截面的第四实施例在图6中示出。根据图6的板截面的特征在于，在极靴区域 210和极靴区域220之间不布置肋250或条沈0。这样可以尽可能少地干扰可以在开口 300 中布置的永磁体270的磁通量。然而根据图6的板截面也适于在设备面240和250上向永磁体270实施保持力并在转子200中在高转速的情况下在其位置上保持这些永磁体。最后图7示出永磁体270的横截面。永磁体270具有扇形基面。因此永磁体270 具有弧形外界面275，该外界面在使用转子中的永磁体时毗邻极靴220和设备面M0。此外永磁体270还具有弧形内界面274，该内界面当在转子200中置入永磁体270时毗邻极靴 210。示出的永磁体270的磁化271径向指向外部。在根据本发明的转子中置入永磁体 270时磁通量因此从表面275出发穿过转子的极靴220延伸到定子的极靴115。磁回路由此穿过轭140向相邻的极靴115，由此穿过气隙130向转子的极靴210并由此到向磁体270 的内表面274闭合。扇形永磁体270优选具有120°的开角。在图7中示出的实施方式中永磁体具有长度b的径向终端和长度a的切向终端，长度a与长度b的比例为大约1 1。这意味着长度a大约等于长度b。两种措施都支持图7中示出的径向磁化271。对本领域技术人员而言通常可以理解的是，本发明并不局限于示出的实施例。因此本说明书不能看作限定性的，而是阐述性的。
权利要求
1.直流电动机，包括-具有用于接收转子(200)的空腔和磁场产生装置的定子(100)，利用该磁场产生装置可以产生旋转磁多极场，-可旋转安置的轴(120)，该轴支撑所述转子000)，-基体，该基体与所述轴(120)抗扭连接，其中所述基体具有多个凹口(300，305)， -多个永磁体070)，所述永磁体布置在所述基体的凹口(300,30 中，其中所述凹口 (300,305)的形状与所述永磁体O70)的形状互补， 其特征在于，-所述永磁体(270)具有至少一个弯曲的外部轮廓。
2.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，所述永磁体(270)具有圆弓的形状。
3.根据权利要求2所述的直流电动机，其特征在于，所述圆弓具有大约110°到大约 130°的开口。
4.根据权利要求2或3所述的直流电动机，其特征在于，所述永磁体(270)具有径向磁化 071)。
5.根据权利要求2或4之一所述的直流电动机，其特征在于，所述永磁体(270)具有长度b的径向终端和长度a的切向终端，其中a与b之间的比例为大约0. 9到大约1. 1。
6.根据权利要求1-5之一所述的直流电动机，其特征在于，所述基体由多个分层的冲压板组合而成，其中所述冲压板具有至少两个不同的板截面。
7.根据权利要求6所述的直流电动机，其特征在于，根据板截面至少一个冲压板具有切向的连接条(260)和/或径向延伸的肋(250)。
8.根据权利要求1-7之一所述的直流电动机，其特征在于，每两个永磁体(270)环绕一个极靴(210)。
全文摘要
本发明涉及一种直流电动机，该直流电动机包括具有用于接收转子的空腔的定子和磁场产生装置，利用该磁场产生装置可以产生旋转磁多极场。此外该直流电动机还包括可旋转安置的轴和基体，该轴支撑所述转子，该基体与所述轴抗扭连接，其中所述基体具有多个凹口。在所述基体的凹口内布置多个永磁体，其中所述凹口的形状补充所述永磁体的形状并且所述永磁体具有至少一个弯曲的外部轮廓。
文档编号H02K1/27GK102273050SQ200980153849
公开日2011年12月7日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年1月5日
发明者S·A·埃文斯 申请人:罗伯特·博世有限公司