用于制造用于电机的机器组件的方法、机器组件以及电机

摘要

本发明涉及一种用于制造用于电机的机器组件（1）的方法，其中所述机器组件（1）通过导磁材料构造，在所述导磁材料中设置一个或多个不导磁的分隔区域（4），其中所述分隔区域（4）通过在机器组件（1）的导磁材料熔化过程中加入形成奥氏体的材料来形成，从而在所述机器组件（1）的导磁材料中形成奥氏体组织。

说明书

技术领域

本发明涉及电机、尤其具有铁磁材料的机器组件的构造以及尤其用于导引磁流的措施。

背景技术

电机一般具有定子，而定子具有定子齿。通常以定子线圈缠绕定子齿，定子线圈根据其通电激励磁场。为了导引磁场定子通常导磁地构造，由此使磁场对准朝向电机的转子的方向。

为了导磁地构造定子，经常由叠摞的电工钢片（Elektroblech）构成所述定子。替代地也能够利用粉末材料制成定子的段以及完整的定子。然后通过调质工艺、例如热挤压、烧结、MIM和类似工艺处理粉末材料。

在制造配有定子线圈的定子时，必须在简单的制造性与良好的导磁性之间进行折衷。制造性尤其通过各个定子齿的槽接触性、即缠绕性或者说两个相邻的定子齿之间绕组侧的加入和微少的装配费用来限定。

例如与完全切开相比能够实现良好的槽接触性和良好的导磁性，其方式为使定子借助分段或单个段构成，它们必须在缠绕定子齿以后再组合到一起。这种制造方法的一个实施例是T形段定子。但是在此与不分段的定子体相比组合到一起涉及明显更多的费用。

另一方面，如同由文献DE 198 42 948公开的那样，存在设计解决方案使得与完全切开相比仅不明显地增加装配费用，但是由于其构造形式只能构造有系统引起的磁短路。由此使这些解决方案在效率方面与完全切开或者T形分段定子相比是不利的。尤其规定，以定子齿的相互连接的齿头构造定子，其中齿头通过接片以减小的横截面相互连接。

由文献DE 10 2005 004 565公开了一种用于构造定子的方法，具有高的相对导磁率的双状态钢。为了实现相邻的定子齿的齿头之间的低导磁性（低的相对导磁率）规定，通过接片使齿头相互连接，热处理接片，由此在那里产生低的相对导磁率的部段。由此在这个部段中明显降低导磁性。

由文献US 5,684,352已知转子设计方案，其具有用于导引磁流的铁磁定子区和用于限制磁流的不导磁的定子区，由此降低漏磁。例如通过定子材料熔化并且通过将形成奥氏体的元件添加到熔液中形成定子中的不导磁区。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于制造用于电机的机器组件的方法，该机器组件能够简单地得以制造并且在磁流导引方面具有良好的特性。

该任务通过根据权利要求1所述的、用于制造用于电机的机器组件的方法以及根据并列权利要求所述的机器组件和电机实现。

本发明的其他的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据第一方面规定一种用于制造用于电机的机器组件的方法，其中所述机器组件通过导磁材料构造，在所述导磁材料中设置一个或多个不导磁的分隔区域，其中所述分隔区域通过在机器组件的导磁材料熔化过程中加入形成奥氏体的材料来形成，从而在机器组件的导磁材料中形成奥氏体组织。

上述方法的构思在于，通过熔化和加入形成奥氏体的材料使机器组件的导磁材料配有不导磁的分隔区域，所述分隔区域设置用于避免机器组件中的磁短路。

此外能够规定，所述加入形成奥氏体的材料通过在所述机器组件的导磁材料熔化过程期间或之前将掺杂元件施加在分隔区域上或中实现，其中所掺杂元件包含一种或多种原料，其在机器组件的导磁材料熔化过程中在分隔区域中形成奥氏体组织。

根据另一种实施方式，在分隔区域上施加的掺杂元件是条状的、带状的、丝状的或粉末状的。

尤其能够将所述掺杂元件施加于机器组件的对置的边缘之间的边界区域中或上，其中所述边缘通过熔化过程相互连接并且所述掺杂元件的形成奥氏体的材料与机器组件的导磁材料形成奥氏体组织。

上述方法的构思在于，提供机器组件的边缘的可靠连接，其中所述连接具有微小的导磁性或者没有导磁性。通过熔化机器组件的材料并且添加形成奥氏体的材料，一方面能够实现边缘之间的金属式牢固的连接，而另一方面能够保证所述连接是不导磁的。

根据另一种实施方式，所述机器组件能够是用于旋转电机的、具有定子齿的定子或具有转子极或者说动子极（L?uferpol）的转子或者说动子（L?ufer），其中在两个定子齿之间或者说两个转子极（Rotorpol）之间分别设有分隔区域。

此外能够规定，所述分隔区域相对于电机的轴向倾斜地延伸。由此尤其能够通过在应不导磁的分隔区域中熔化机器组件使组件齿或者说组件极之间的连接倾斜，其中磁分隔部的倾斜无需单个组件齿或者说组件极的倾斜就能够实现。由此能够改善电机的噪声形成，而无需耗费大的倾斜绕组。尤其能够使分隔区域走向相对于轴向的倾斜一次或多次地改变，其中在多次改变所述倾斜的情况下也能够使分隔区域的部段平行于轴向延伸。

根据另一方面规定了用于电机的机器组件、尤其是定子或转子，其按照上述方法来制造。

附图说明

下面借助于附图详细解释本发明的优选的实施方式。附图中：

图1示出通过将定子齿接合到环形体中来制造用于电机的定子的方法；

图2示出将由形成奥氏体的材料构成的带施加到两个定子段之间的边界位置上的示意图；

图3a和3b示出用于通过在熔化之前插入丝或者铺设带来沿轴向施加所述形成奥氏体的材料的变体；

图4a至4c示出用于通过在重熔前沿轴向施加形成奥氏体的材料来在定子体中设置不导磁区域的方案。

具体实施方式

图1示意地示出用于电机的定子1的分解图以及定子1的透视图。通过定子环2和齿结构3的接合来装配定子1。

齿结构3具有各个沿周向相互邻接的定子齿31，所述各个定子齿分别具有齿体32和齿头33。齿头33限定了内空隙，在该内空隙中能够容纳电机的（未示出的）转子。所述相邻的齿头33能够在整个轴向长度上或者仅在单个接片34上与相应的位于其之间的空隙相互连接，从而使得齿结构3基本上能够作为单个结构元件来操作。在替代的实施方式中也能够规定，各个定子齿31彼此独立地制造并且在齿结构3中相互不连接。

通过将齿结构3接合到定子环2中能够形成定子1。一般在将齿结构3插入到定子环2中之前先缠绕定子齿31。在这种情况下定子绕组能够从外面施加到相应的定子体32上。

为了抵抗机械应力、尤其也由于热膨胀导致的机械应力使定子1稳定化，有利的是，定子齿31在其突出于定子环2的端部上、即在其齿头33上相互连接，从而能够最大程度上抑制齿头33沿周向、即朝向相邻齿头33相对运动。因此提出，通过焊接或者说熔化使齿头33的相互对准的边缘36沿着定子1轴向相互连接。

为此在图2中示出，在齿结构3的两个相邻的齿段的齿边缘36之间或上面的分隔区域4上、即在相邻的齿头33之间的边界位置上或者说在齿边缘36相互接触的区域中施加由形成奥氏体的材料构成的掺杂元件5并且在焊接过程或者说熔化过程中使其熔化。

在定子1的整个长度上或者在多个相互衔接的部段上施加形成奥氏体的材料。因此形成奥氏体的材料能够构造为掺杂元件5并且例如构造成带状、条状、丝状或棒状。替代地也能够将所述形成奥氏体的材料作为粉末在熔化之前或期间进行施加。在图3b中作为实施例在横截面中示出了将带状的掺杂元件5施加到边界位置中的情况。

能够借助由焊接技术公开的方法实现所述熔化，例如借助于激光射线、等离子弧或光弧。

由形成奥氏体的材料构成的掺杂元件5具有这样的组成，其在形状和量上如此实现，即分隔区域4在施加到要熔化的区域上时通过由定子1的材料与所述元件的材料组成的熔合物来形成，从而对于所有在电机的制造、停止或运行中产生的温度都产生奥氏体组织。

优选奥氏体组织，因为其不是铁磁性的并且因此没有或者说基本上没有导磁性。用于要熔化的元件的材料例如能够在大于80%的高含量上具有镍、锰和/或铜。能够通过附加的碳和/或铬含量来提高用于形成奥氏体组织的效果。定子1中熔化的分隔区域优选具有下面的组分：0至25%的镍、0至25%的锰、0至10%的铜、0至1%的碳和0至25%的铬。

所述熔化一般通过沿轴向将相应的焊接装置接合到要熔化的掺杂元件5上或者说在相邻的齿边缘36之间沿边界区域接合相应的焊接装置来实现，从而使定子1的齿头33之间的区域完全熔化并且与要熔化的掺杂元件5的材料形成熔合物。

在图1所示的实施方式中，齿头33当熔化进行时已经通过接片34相互连接，而在另一实施方式中，齿结构3由单个段构造并且齿头33能够分别沿周向具有宽度，从而使相互邻接的齿头33的齿边缘36相互顶靠或者相互间仅具有微小的距离。因此通过下面的齿边缘36的熔化过程为了加入形成奥氏体的材料能够同时实现在相邻的齿头33之间的材料连接以及不导磁的分隔区域，从而使得在那里不会产生磁短路。齿头33之间的连接能够实现定子1的改善的机械稳定性。

在将各个原先不相互连接的齿段接合成齿结构3时，能够在齿头33之间插入要熔化的掺杂元件5，例如在图3a中所示的那样。为此齿头33的齿边缘36具有空隙37，从而构成用于丝状的掺杂元件5的容纳部。由此能够，在将齿段接合成齿结构3以后无需事先施加掺杂元件5就进行熔化，并且该实施方式尤其保证了将要熔化的掺杂元件5可靠地定位在齿边缘36之间的边界区域中。

在图4a至4c的附图中示出作为机器组件的转子结构6。该转子结构分别具有用于容纳永磁体的凹口61，以构成转子极。在凹口61之间为了避免磁短路设有分隔区域62，所述分隔区域以类似的方式通过沿着沿轴向的区域施加要熔化的掺杂元件5并且通过接下来的分隔区域62的熔化（aufschmelzen）或者说重熔（umschmelzen）来制造。对于转子6而言，这能够基于转子6的外表面或者基于轴空隙63中的内表面进行。

在上述机器组件中，分隔区域62也能够相对于轴向倾斜地设置在齿头33之间，用于在定子1情况下设置定子齿31的伪倾斜或者说在转子结构6中设置转子极的伪倾斜（Pseudoschr?gung）。这是有利的，因为无需齿几何变形，而是仅通过分隔区域62的倾斜设置就能够设置齿头33的超出。