用于横向磁通马达的爪极定子和用于爪极定子的分段制造技术

本发明专利技术涉及用于横向磁通马达(2)的爪极定子(1、29)，其中，所述爪极定子(1、29)通过多个分段3构成，这些分段沿着周向4并排设置地构成环形的爪极定子(1)，其中，每个分段(3)从内周面(5)出发沿着径向方向(6)向外周面(7)延伸、并且沿着周向(4)通过第一侧面(8)和第二侧面(9)限制、并且沿着轴向方向(10)通过第一端面(11)和第二端面(12)限制，其中，为了构成环形的爪极定子(1)，每个分段(3)经由所述侧面(8、9)与另外的分段(3)连接，其中，相互相邻设置的分段(3)经由第一侧面8上的第一接触面(13)或经由第二侧面(9)上的第二接触面(14)相互接触，并且经由接触面(13、14)构成沿周向(4)的形状锁合的连接(15)。

Claw pole stator for transverse flux motor and segment for claw pole stator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于横向磁通马达的爪极定子和用于爪极定子的分段
本专利技术涉及一种用于横向磁通马达的爪极定子和用于爪极定子的分段。横向磁通马达是电动驱动器，该电动驱动器可用作发电机和电机。横向磁通马达通常包括定子和转子。所述转子在此称为永磁体的支架，而所述定子具有线圈组件。所述转子或定子可以与轴连接，该轴通过横向磁通马达驱动(作为电机运行)或将旋转运动传递到横向磁通马达上(发电机运行)。
技术介绍
例如由DE102009021703B4已知电的轴向磁通电机。在那里特别提出：由多个环形筒分段构成磁通磁轭。所述环形筒分段在沿周向指向的侧面上相互接触。特别有益的是：粉末冶金地制造爪极定子。为此将具有预定成分的粉末输送给压机并对其进行挤压。后续的热处理用于去除有机的组成部分。特别地，粉末颗粒具有电绝缘涂层。通过粉末冶金制造可以产生高精度的构件。现在已经得到证实的是：爪极定子的特别几何形状不能被没有问题地粉末冶金地制造。特别地，爪极定子的变细的极不能没有问题地被非常均匀地以及高密度地制造。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的是：至少部分地解决关于现有技术所描述的问题。特别地应提出一种爪极定子，该爪极定子设计为特别适于粉末冶金制造。为了实现所述目的，提出根据权利要求1的特征的爪极定子以及根据权利要求11的用于爪极定子的分段。有益的发展方案是从属权利要求的主题。在权利要求中单独实施的特征可以以技术上有意义的方式互相组合并且可以通过由说明书阐述的事实和附图所示细节得到补充，其中，指明本专利技术的另外的实施变型。用于横向磁通马达的爪极定子有助于此，其中，所述爪极定子通过多个分段构成，这些分段沿着周向并排设置或者构成环形的爪极定子。每个分段从内周面出发沿着径向方向向外周面延伸、并且沿着周向通过第一侧面和第二侧面限制而沿着轴向方向通过第一端面和第二端面限制。为了构成环形的爪极定子，每个分段经由侧面与至少一个另外的分段连接，其中，相互相邻设置的分段经由相应分段的第一侧面的第一接触面或经由第二侧面的第二接触面相互接触并且经由这些接触面构成沿周向的形状锁合的连接。特别地，第一分段与相邻设置的第二分段经由其第一接触面或其第二接触面接触。若两个分段彼此一致，那么第一分段可以经由其第一接触面通过第二分段的第二接触面接触该第二分段(径直地或者说直接地)。同样的内容可以相应地适于第一分段的另外的第二侧面以及设置在那里的第二接触面。在此提出对爪极定子进行分段。各个分段因此可以利用冲压工具的紧凑设计的型模制造。特别地，可以在分段中较简单地实施用于制造尽可能均匀且高的密度的特别措施。然而，爪极定子的分段导致各分段组合成环形的爪极定子的问题。在此一方面应能够实现对分段的良好操作并且另一方面应能实现各分段相对彼此的尽可能精确的定位。这目前经由在相邻设置的分段之间的沿周向的形状锁合连接的构造可实现或者保障。形状锁合的连接通过至少两个连接配合件(在此为分段)的交错嵌接产生。由此在没有力传递的情况下或在中断的力传递的情况下不能松脱连接配合件。换而言之，在形状锁合的连接中，一个连接配合件给另一个连接配合件造成障碍(在此针对相对彼此沿周向的相对运动)。利用形状锁合的连接可以将各个分段组装成所述环形的爪极定子。特别地，各分段可以设置在支承体上，该支承体使各分段至少在这些分段的内周面上或其外周面上相对定向或者保持定向。优选地，各分段于是例如经由塑料相互连接，该塑料例如在液态状态中被输送给爪极定子并且然后凝固。下面对爪极定子的构造进行阐述。沿着轴向方向并排设置两个爪极定子，它们经由端面相互接触。每个爪极定子具有多个极，这些极从基面出发沿着轴向方向延伸。第一爪极定子的第一极和第二爪极定子的第二极沿着周向交替地并且相应彼此相邻地且沿轴向方向相互搭接地、但彼此间隔开地设置。所述极可以设置在内周面或外周面上。各爪极定子则经由端面在外周面或内周面上相互接触。在爪极定子的中间空隙中、沿轴向方向在各端面之间并且沿径向方向在彼此接触的端面和极之间可以沿周向环绕地在各爪极定子之间设置线圈。在第一对上设置具有线圈的另外的爪极定子对同样是可能的。由此例如可以构成多相的横向磁通马达。横向磁通马达特别是可以提供从0.01kW(千瓦)直到超过5000kW的电功率。在爪极定子的端面上可以设置有定位辅助件，这些定位辅助件与在对置端面上的对应的定位辅助件(例如隆起部和凹深部)共同作用。特别地，所述接触面中的至少一个接触面沿着径向方向在第一半径与第二半径之间蜿蜒地延伸。“蜿蜒地”特别是意味着具有曲率、特别是关于径向方向交替取向的曲率半径。在接触面在相对该接触面的走向在中心或者中央的并且平行于径向方向的假想线的两侧延伸时，走向可以是“蜿蜒的”。特别地，所述极沿径向方向设置在接触面的外部或内部。在分段的每个侧面上设置有接触面。该接触面包括侧面的子面。特别是所述接触面沿着轴向方向相应在侧面的整个延伸长度上延伸。优选地，所述接触面沿着径向方向仅在侧面的延伸长度的一部分上延伸。接触面沿着径向方向蜿蜒地延伸，其中，通过接触面的蜿蜒形式构成与相邻设置的分段的形状锁合的连接。接触面的这种蜿蜒(然而在此锐棱的)走向例如通过接触面的燕尾实施形式实现。优选地，所述接触面中的至少一个接触面沿着蜿蜒走向具有至少1.0mm(毫米)、优选至少2.0mm的最小曲率半径。这样的最小半径减小了分段中裂纹形成的风险，这些裂纹形成恰恰会在形状锁合连接的锐棱实施形式(例如燕尾)中出现。特别地，所述至少一个接触面沿着蜿蜒走向具有仅仅弯曲的走向。特别地，沿着径向方向没有设置接触面的直线区域。也就是说，接触面的每个点沿着径向方向通过(沿着径向方向改变的)曲率半径构成。优选地，所述至少一个接触面沿着蜿蜒走向在一个长度上延伸，该长度以至少1.5倍、特别是至少两(2.0)倍大于沿径向方向在第一半径与第二半径之间的间距。因此，由于蜿蜒走向，使接触面延长(相对沿着径向方向在第一半径与第二半径之间的直线走向)。此外，接触面的增大提高了结合的爪极定子的强度。此外，通过蜿蜒走向和接触面的增大减小了各分段的间隙和相对彼此的相对可运动性，从而可以改进对爪极定子的操作、例如为了设置在支承体上。根据第一设计方案，每个分段包括多个极。根据第二设计方案，每个分段具有恰恰一个(单独的)极。在这样的分段中可应用冲压工具的特别紧凑的型模，该冲压工具用于制造分段。此外可以采取额外的措施，以用简单且经济的方式使冲压件(坯件)中的密度进一步均匀化。分段允许经济且高精度地制造爪极定子，这是因为一方面能够高精度地制造很小的分段并且另一方面能够经由定心装置(例如支承体)使各分段相对彼此精确定向和设置。这样产生的爪极定子的高精度形式接着可以通过固定措施(例如埋置到塑料中)来固定。特别提出：分段中的每个分段粉末冶金地通过挤压和热处理制成。优选地，爪极定子仅通过设计一致的分段构成。这些分段则具有第一接触面，这些第一接触面与相邻设置的一致的分段的第二接触面构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于横向磁通马达(2)的爪极定子(1、29)，其中，所述爪极定子(1、29)通过多个分段(3)构成，这些分段沿周向(4)并排设置，其中，每个分段(3)从内周面(5)出发沿着径向方向(6)向外周面(7)延伸、并且沿着周向(4)通过第一侧面(8)和第二侧面(9)限制而沿着轴向方向(10)通过第一端面(11)和第二端面(12)限制，其中，每个分段(3)经由所述侧面(8、9)而与至少一个另外的分段(3)连接，其中，相互相邻设置的分段(3)经由第一侧面(8)上的第一接触面(13)或经由第二侧面(9)上的第二接触面(14)相互接触，并且经由所述接触面(13、14)构成沿着周向(4)的形状锁合的连接(15)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170314 DE 102017105361.11.用于横向磁通马达(2)的爪极定子(1、29)，其中，所述爪极定子(1、29)通过多个分段(3)构成，这些分段沿周向(4)并排设置，其中，每个分段(3)从内周面(5)出发沿着径向方向(6)向外周面(7)延伸、并且沿着周向(4)通过第一侧面(8)和第二侧面(9)限制而沿着轴向方向(10)通过第一端面(11)和第二端面(12)限制，其中，每个分段(3)经由所述侧面(8、9)而与至少一个另外的分段(3)连接，其中，相互相邻设置的分段(3)经由第一侧面(8)上的第一接触面(13)或经由第二侧面(9)上的第二接触面(14)相互接触，并且经由所述接触面(13、14)构成沿着周向(4)的形状锁合的连接(15)。


2.如权利要求1所述的爪极定子(1、29)，其中，所述接触面(13、14)中的至少一个接触面沿着径向方向(6)在第一半径(16)与第二半径(17)之间蜿蜒地延伸。


3.如权利要求2所述的爪极定子(1、29)，其中，所述至少一个接触面(13、14)沿着蜿蜒走向具有至少1mm(毫米)的最小曲率半径(18)。


4.如前述权利要求之一所述的爪极定子(1、29)，其中，所述至少一个接触面(13、14)沿着蜿蜒走向具有仅弯曲的走向。


5.如前述权利要求2至4之一所述的爪极定子(1、29)，其中，所述至少一个接触面(13、14)沿着蜿蜒走向在一个长度(20)上延伸，该长度以至少1.5倍大于沿着径向方向(6)在第一半径(16)与第二半径(17)之间的间距(21)。


6.如前述权利要求之一所述的爪极定子(1、29)，其中，每个分段(3)包括多个极(19、28)。


7.如前述权利要求1至5之一所述的爪极定子(1、29)，其中，每个分段(3)具有恰好一个极(19、28)。


8.如前述权利要求之一所述的爪极定子(1、29)，其中，所述分段(3)中的每个分段都粉末冶金地通过挤压和热处理制成。


9.如前述权利要求之一所述的爪极定子(1、29)，其中，所述爪极定子(1、29)仅由设计一致的分段(3)构成。


10.如前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·博尔内曼，S·蒂勒，R·施米特，H·G·托，
申请(专利权)人：吉凯恩粉末冶金工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE