专利名称：转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电动马达的转子，其中，该转子具有基体，其上形成有至少一个支承面，该支承面上具有至少一个永磁元件。此外，本发明还涉及一种用于制造电动马达的转子的方法。
背景技术：
公知许多开头所述类型的电动马达的转子，并且它们的应用场合多种多样。其中有用于将永磁元件固定到转子的基体上的不同方法。例如从DE 10 2005 052 870 Al中公知，用塑料完全地注塑包封永磁元件，于是就这样将它们固定到基体上。然而，在这种情况下，很难在注塑过程中将永磁元件准确地保持在它们的位置上。因为在注塑成型工艺中，会以极高的压力喷射注塑材料，所以永磁元件在基体上的位置可能会在浇铸期间移动。永磁元件也可以粘附在基体上。然而，这是非常困难并且因此十分昂贵工艺，此外，这种方法经常会导致令人不满的结果。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于电动马达的转子，其中，至少一个永磁元件被成本低廉地、并且以精确的预定位置固定到基体上。该目的通过独立权利要求所述的特征得以实现。通过用具有室壁的连接套管部分地包围基体，其中，这些室壁与支承面形成至少一个腔室，至少一个永磁兀件布置在腔室中，于是该至少一个永磁兀件非常精准地保持在它在支承面上的位置上。于是得到一个非常好平衡性的转子，即使在高速运转时它也不会失去平衡，并且因此仅仅对转子的轴承造成很小的负担。这就显著地延长了电动马达的寿命。因为连接套管将永磁元件在径向方向上固定在它在基体上的位置上，所以防止了永磁元件在喷射注塑期间的移动，而且防止了永磁元件在转子制造完成后在径向方向上的移动。因为在基体上喷射注塑了卡锁件，卡锁件锁闭腔室，并且因此将永磁元件在径向方向上固定在它的在转子的位置上，所以能够以成本低廉的方式生产出用于电动马达的高档马达。在一个改进方案中，在基体上形成有至少一个通道，该通道在轴向方向上延伸经过整个基体，并且将两个支承面分隔开，其中，连接套管的室壁伸入该通道。由于室壁伸入了通道，所以连接套管有利地、抗扭转地固定在基体上。当通道具有侧凹部，并且在室壁上构造出锚定件，其中，锚定件形状锁合地嵌入侧凹部中时，那么就确保了能够非常持久地并且位置稳定地将连接套管固定在基体上。通过在基体上构造多个通道，它们将多个支承面相互分隔开，并且在连接套管上构造相应数量的室壁，其中这些室壁中的每个第二个室壁都具有一个锚定件，其形状锁合地嵌入所属的通道的侧凹部中，一方面使连接套管进而使永磁元件高度稳定地固定到基体上，并且另一方面还使得未完全填充满的通道保留在基体中，在喷射注塑卡锁件时，一部分注塑材料能够穿过这些通道，于是能够在基体的两个端侧上形成该卡锁件，即使只有一个端侧用注塑材料进行了喷射注塑。在注塑成型工艺中，流体的注塑材料从基体的被喷射注塑的端侧穿过基体中未完全填充满的通道压向与基体的被喷射注塑的一侧相对置的一侧。在此期间，就连在喷射注塑之前未完全填充满的通道也被注塑材料完全填充了。在一个设计方案中，基体由导磁材料构成。为此例如可以适用铁磁性材料，但是也可以适用由化合在塑料材料中的铁磁性颗粒构成的材料。由导磁性材料制成的基体提高了电动马达的效率，并且因此也提高了它的功率。在此特别有利的是，基体由堆叠的冲压板材部件组成。此外，本发明的目的还通过一种用于制造电动马达的转子的方法得以实现，其中，转子具有基体，其上形成有至少一个支承面。至少一个用磁性元件安装在该支承面上，并且仅用保持工具保持住，之后将具有室壁的连接套管在轴向方向上推送覆盖基体和永磁体。由此现在由连接套管保持住该永磁元件，并且可以去除保持工具。可以确保的是，永磁元件被连接套管和支承面在径向方向上充分地固定在基体上。然后连接套管被完全地推过永磁元件，并且卡锁件在注塑成型工艺中被喷射注塑到基体上。卡锁件使得永磁元件在轴向方向上固定在基体上。在此公开的方法非常简单并且成本低，因为能够完全地省去像粘贴或 者焊接这样的耗时耗力的过程。在装配转子之前，就能够在一个独立的注塑成型工艺中成本很低地、并且高度精确地制造出连接套管。在这里介绍的用于制造转子的方法特别适于完全自动化地生产转子。这就节约了生产成本，并且最小化出错率。此外，本发明的目的还通过一种用于生产电动马达的转子的方法得以实现，其中，该转子具有基体，其上形成有至少一个支承面。在这里，具有室壁的连接套管在轴向方向上推送覆盖基体，使得支承面和室壁至少构成一个腔室。然后将永磁元件在轴向方向上推入这个腔室，并且支承面被充分地在径向方向上固定到基体上。然后在注塑成型工艺中将一个卡锁件喷射注塑到基体上，该卡锁件使得永磁元件在轴向方向上固定到基体上。在这种方法中甚至能够省去用于永磁元件的保持工具。这种方法用于生产转子的方法也特别适于完全自动化地生产转子。
接下来借助附图更详尽地阐述本发明。其中示出图I是电动马达，图2是转子的构造图，图3是基体，图4是基体上的通道和侧凹部，图5是连接套管，图6是具有金属制基体的转子，图7是穿过根据本发明的转子的部段剖面图，图8是通过注塑成型工艺形成的卡锁件本身。
具体实施例方式图I示出具有定子2和转子4的电动马达I。在此例如可以是所谓的磁阻马达。在定子2上安置了线圈3，它们可以接通整流电流，借此能够产生交换磁场。转子4可旋转地支承在轴6上，并且具有基体10和永磁元件5。该永磁元件5由连接套管9和卡锁件8保持在基体10上。用箭头表示的是轴向方向7，例如可以在这个方向上将连接套管9推送覆盖基体10。永磁元件5在这里设计为方形的，这种构造特别省钱。但是其也可以构造为罩壳形式的。在图2中更详尽地示出了转子4的构造。可以看出有许多永磁元件5，它们布置在基体10的圆柱形外表面上。在这里，永磁元件5都构造成方形的。安放在基体10上的永磁元件5由连接套管9在径向方向19上固定住，并且由卡锁件8在轴向方向上固定住。此外还能够看出旋转轴6，当转子4被安装到电动马达I中后，就围绕着它旋转。图3示出了可以由铁磁材料构成的基体。特别有利的是，当基体10由冲压板叠构成。此外还可以考虑的是，由一种其中混合了铁磁性颗粒的塑料构造基体。在基体10上形成有多个通道11，它们在轴向方向7上延伸经过整个基体10。每一个通道11分别将两个支承面13相互分隔开。这些通道11具有侧凹部12。为了完成转子4，在这里所示的基体10必须装配上永磁元件5,这些永磁元件固定在支承面13上。为此,永磁元件5可以作为 已磁化的永磁元件5或者作为未磁化的永磁元件5在制造过程中安放在基体10上。在永磁元件5尚未磁化的情况下，在转子制造完成以后再对永磁元件5实现磁化。图4示出了具有安装在支承面13上的永磁体5的基体10。在本实施例中，永磁体5被保持工具14 一直保持在其在支承面13上的位置上，直到连接套管9至少部分地被引导覆盖过基体10和永磁元件5。在图4中能够看出基体10上的通道11和侧凹部12。此外，这里还示出了基体10的端侧20。图5中所示的连接套管9现在能够在轴向方向7上被推送覆盖图4中的配置。其中，连接套管9上的锚定件16形状锁合地嵌入基体10上的侧凹部12中。图5示出了连接套管9。该连接套管9例如可以在装配转子之前在注塑成型工艺中作为单独的组件制成。在图5中能够看出，仅仅在连接套管9的每个第二个室壁5上才形成一个锚定件16。因为在基体10上构造了相同数量的具有侧凹部12的通道11，正如在连接套管9中具备的室壁15数量，然而仅在连接套管9的每个第二个室壁5上才形成一个锚定件16，所以，当连接套管9被推送覆盖基体10时，基体10中的每个第二个通道18都会部分地未完全填充满。此外，图5示出由室壁15形成的腔室17，在将连接套管9推送覆盖基体10时,永磁元件5进入这个腔室。这在图6中示出。图6示出具有金属基体10和放置在支承面13上的永磁元件5的转子4，其中，连接套管9被推送覆盖永磁元件5和基体10。能够看出的是，只有基体10的每个第二个侧凹部12嵌入了连接套管9的锚定件16。在喷射注塑卡锁件8时，未填充的通道18及其侧凹部12被证明特别有利。后面还会示出这一点。值得注意的是，除了每个第二个室壁之外，也可以每隔第η个室壁配置一个锚定件，于是，当连接套管9被推送覆盖基体10时，每第η个通道中才只有一个完全填充至侧凹部(η是自然数，η=2、3、4…)。此外值得注意的是，将永磁元件5安放到支承面13上的顺序也是可以改变的。为此有可能的是，向图3中的基体10推送连接套管9，然后才将永磁元件5推入这样形成的腔室17中。在这种方法中，甚至可以省去保持工具。此外还可以考虑将两种所述方法进行任意组合。在基体10装配好永磁元件5，并且连接套管9被带到它的覆盖基体10和永磁元件5的位置上以后，就实现卡锁件8的喷射注塑。有可能的是，将根据图6所示的结构引入到注塑成型工艺中，并且仅仅从基体10的一个端侧20将注塑材料对基体10进行喷射注塑，然后注塑材料通过通道11和侧凹部12的开放区域流向基体10的相对置的端侧20上，其中，卡锁件8在基体10的两个端侧20上构成，这就彻底阻止了在卡锁件硬化过程中，永磁元件5在轴向方向7上运动。在注塑材料穿流过通道11的开放区域时，在卡锁件8的两个贴靠在端侧20上的区域之间构造多个横梁21，通过这种方式使得永磁元件5能够特别牢固地地并且寿命长久地固定到基体10上。图7示出穿过这样制造的根据本发明的转子4的部段剖面图。还能够看出具有一侧端侧20的基体10。在基体10上能看出具有侧凹部12的通道11。每个通道11都至少部分地被一个室壁15填充。然而，每个第二个(或者每个第η个)通道11被填充至一半，其中，侧凹部12保持敞空。室壁15利用锚定件16形状锁合地嵌入在完全填充满的通道12中。特别是在侧凹部12区域中，卡锁件8的注塑材料被挤压穿过未完全填充的通道，其中，不仅能够在基体10的喷射注塑的端侧10上，还能够在相对置的端侧20上构造卡锁件。卡锁件8的上部构造和下部构造通过横梁21相连。这些横梁就在它们那方面完全地并且形状锁合地填充满敞开的通道18。在此所示的转子价格非常低廉，并且能够全自动地生产， 同时还长时间极其稳定，并且由于永磁元件被高度精准地定位安置，所以在此所示的转子4具有极好的平衡性。转子的平衡性使得装配有根据本发明的转子的电动马达I的使用寿命特别长。在图8中示出了通过注塑成型工艺形成的卡锁件本身。这里未示出基体10和永磁元件。卡锁件8示出一个上部的环和一个下部的环，它们有效地阻止了永磁元件5在轴向方向上的移动。此外还能够看出横梁21，它们在喷射注塑卡锁件8期间在两个环之间形成。优选地，卡锁件8从一个端侧20喷射注塑到基体10上，但是也可以考虑从两个端侧20将卡锁件8喷射注塑到基体10上。
权利要求
1.一种用于电动马达(I)的转子(4)，其中，所述转子(4)具有基体(10)，在所述转子上形成有至少一个支承面(13)，在至少一个永磁元件(5)安置在所述支承面上，其特征在于，所述基体(10 )由具有室壁(15 )的连接套管(9 )部分地包围，其中，所述室壁(15 )与所述支承面(13)构成至少一个腔室(17)，在所述腔室中布置有至少一个所述永磁元件(5)，其中，所述连接套管(9)将所述永磁元件(5)在径向方向(19)上固定在它在所述基体(10)的位置上，并且在所述基体(10)上喷射注塑卡锁件(8)，所述卡锁件封闭所述腔室(17)，并且进而将所述永磁元件(5)在轴向方向(7)上固定在它在所述基体(10)上的位置上。
2.根据权利要求I所述的转子(4)，其特征在于，在所述基体(10)上形成有至少一个通道(11)，所述通道在所述轴向方向(7)上延伸经过整个所述基体(10)，并且所述通道将两个所述支承面(13)相互分隔开，其中，所述连接套管(9)的一个所述室壁(15)嵌入所述通道(11)中。
3.根据权利要求2所述的转子(4)，其特征在于，所述通道(11)具有侧凹部(12)，并且在所述室壁(15)上形成有锚定件(16)，其中，所述锚定件(16)形状锁合地嵌入所述侧凹部(12)中。
4.根据权利要求3所述的转子(4)，其特征在于，在所述基体(10)上形成有多个所述通道(11)，所述通道将多个所述支承面(13)相互分隔开，并且在所述连接套管(9)上相应地形成有多个所述室壁(15)，多个所述室壁中的每个第二个所述室壁具有一个所述锚定件(16)，所述锚定件形状锁合地嵌入所属的通道(11)的所述侧凹部(12)中。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的转子(4)，其特征在于，所述基体(10)由导磁性材料构成。
6.根据权利要求5所述的转子(4)，其特征在于，所述基体(10)由堆叠的冲压板部件构成。
7.一种用于制造电动机马达(I)的转子(4)的方法，其中，所述转子(4)具有基体(10)，在所述基体上形成有至少一个支承面(13)，至少一个永磁元件(5)安置在所述支承面上并且仅仅利用保持工具(14)保持住，之后将具有室壁(15)的连接套管(9)在轴向方向(7)上推送覆盖所述基体(10 )和所述永磁元件(5 )，并且当所述永磁元件(5 )被所述连接套管(9 )和所述支承面(13)充分地在径向方向上(19)固定到所述基体(10)上时，去除所述保持元件(14 )，随后将所述连接套管(9 )完全地推送覆盖所述永磁元件(5 )，然后通过注塑成型工艺将卡锁件(8)喷射注塑在所述基体(10)上，所述卡锁件使得所述永磁元件(5)在所述轴向方向上(7)固定到所述基体(10)上。
8.一种用于生产电动机马达(I)的转子(4)的方法，其中，所述转子(4)具有基体(10)，在所述基体上形成有至少一个支承面(13)，其中，将具有室壁(15)的连接套管(9)在轴向方向(7 )上推送覆盖所述基体(IO )，使得所述支承面(13 )和所述室壁(15 )形成腔室(17 )，在所述轴向方向(7 )上将永磁元件(5 )推入到所述腔室中，使得所述永磁元件(5 )充分地由所述连接套管(9)和所述支承面(13)在径向方向(19)上固定到所述基体(10)上，然后通过注塑成型工艺将卡锁件(8)喷射注塑到所述基体(10)上，所述卡锁件使得所述永磁元件(5)在所述轴向方向(7)上固定到所述基体(10)上。
全文摘要
本发明涉及一种用于电动马达的转子，其中，该转子具有基体，其上形成有至少一个支承面，至少一个永磁元件安置在该支承面上。为了提供一个用于电动马达的转子，其中，将至少一个永磁元件成本低廉地精确固定到基体上的预定位置上，基体(10)被具有许多室壁(15)的连接套管(9)部分地包围，其中，这些室壁(15)与支承面(13)构成至少一个腔室(17)，至少一个永磁元件(5)布置在腔室中，其中，连接套管(9)将永磁元件(5)在径向方向(9)上固定在它在基体(10)的位置上，并且在基体(10)上喷射注塑卡锁件(8)，它封闭腔室(17)，并且因此将永磁元件(5)在轴向方向(7)上固定在它在基体(10)上的位置上。
文档编号H02K1/27GK102835008SQ201180018241
公开日2012年12月19日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年4月9日
发明者吕迪格·布兰道, 库尔特·西巴尔德 申请人:大陆汽车有限责任公司