專利名稱：爪極發(fā)電機以及用于爪極發(fā)電機的閉鎖機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的爪極發(fā)電機以及一 種按權(quán)利要求11前序部分所述的用于爪極發(fā)電機的閉鎖機構(gòu)。
背景技術(shù)：
對于爪極發(fā)電才幾已知，如果在爪式磁極之間的空氣容積由于在定 子上的凸起及凹坑以及繞組端部幾何形狀^J敫發(fā)產(chǎn)生振動，那就會產(chǎn) 生轉(zhuǎn)子和定子的干擾性的干擾噪聲。為彌補這一問題，使用爪極閉鎖 機構(gòu)，所述爪極閉鎖機構(gòu)產(chǎn)生所述爪極轉(zhuǎn)子的盡可能光滑的外圓周表面。
從所述類型的DE 196 42 784 Al中公開了 一種具有兩個設(shè)置在驅(qū) 動軸上的磁極轉(zhuǎn)子半體的爪極發(fā)電機，所述磁極轉(zhuǎn)子半體具有爪形磁 極，其中所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體的磁極彼此嚙合。環(huán)形的永磁性的閉 鎖機構(gòu)設(shè)置在相鄰的磁極之間。在所述磁極之間布置了具有底切的凹 槽，所述閉鎖機構(gòu)的凸起可形狀配合連接地移入所述凹槽中以便對所 述閉鎖才幾構(gòu)進行徑向固定。

發(fā)明內(nèi)容
在此提出，在具有爪極轉(zhuǎn)子的爪極發(fā)電機上，磁極轉(zhuǎn)子半體可以 以其磁極移入所述閉鎖機構(gòu)的凹處中，使得所述閉鎖機構(gòu)在棱邊側(cè)至 少部分地將所述磁極包圍。相對于已知的現(xiàn)有技術(shù)，元件的制造得到 簡化，因為可以放棄花費很多模具費用的底切。安裝同樣得到簡化。 所述閉鎖機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)子或其磁極的輪廓相匹配，從而沒有棱邊凸出。 由此改進所述爪極發(fā)電機的消聲效果。
在 一 種有利的設(shè)計方案中，所述閉鎖機構(gòu)在軸向相鄰的凹處之間 相應(yīng)地具有傾斜于旋轉(zhuǎn)軸線延伸的覆蓋接片，該覆蓋接片在相鄰磁極 的側(cè)面棱邊上在外側(cè)將該磁極覆蓋。通過這種設(shè)計方案，可以將所述 磁極形狀配合連接地可靠地固定在所述凹處中。磁極可以以其尖端移 入兩個側(cè)面的覆蓋接片和處于該i茲才及后面的凹處壁體之間。
在另 一種有利的設(shè)計方案中，所述凹處僅僅部分地在內(nèi)側(cè)覆蓋所 述磁極。優(yōu)選僅僅所述磁極的尖端插入所述凹處中。由此，所述轉(zhuǎn)子的質(zhì)量和慣性矩在安裝了閉鎖機構(gòu)的情況下可有利地保持在很小的程 度上。
如果所述閉鎖機構(gòu)在此在分別相鄰的覆蓋接片之間具有一個開 口 ，該開口在內(nèi)側(cè)使相應(yīng)地在相鄰的覆蓋接片之間延伸的磁極的極根
(Polwurzel)露在外面，那就可以節(jié)省可觀的重量。由此可以改善轉(zhuǎn) 子的冷卻。此外，在制造時浸漬劑比如浸漬樹脂的流入得到簡化這一 點十分有利，在此浸漬劑的流入是為了固定普通的勵磁繞組并且封閉 4艮小的在所述閉鎖才幾構(gòu)和磁極之間的間隙。由此進一 步改善了所迷閉 鎖機構(gòu)的消聲效果。因此，在一種有利的設(shè)計方案中，在所述磁極和 閉鎖機構(gòu)之間的氣隙用一種固體材料優(yōu)選浸漬樹脂來填充。所述閉鎖 機構(gòu)優(yōu)選由一種非磁性的材料構(gòu)成，優(yōu)選由鋁、鋁合金、鎂合金或者 由合成材料構(gòu)成。沒有必要使用昂貴的永磁性的材料。
在一種有利的設(shè)計方案中，所述閉鎖機構(gòu)的內(nèi)半徑與磁極轉(zhuǎn)子半 體的外半徑之間的比例最高大約為0.98。優(yōu)選該比例處于0.95和0.85 之間的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選處于0.94和0.87之間的范圍內(nèi)。由此產(chǎn)生特 別有利的消聲效果。
在一種有利的設(shè)計方案中，沿軸向方向構(gòu)造超過所述凹處的突出 部分，該突出部分至少比定子鐵心長10%,優(yōu)選至少長20°/ ，特別優(yōu) 選長大約30%。由此可以減少來自繞組端部的噪聲干擾的影響，而不 僅僅是來自定子鐵心的噪聲干擾的影響。由此進一步改進消聲效杲。
在此可以有利地確保冷卻，如果極根之間的投影面的最高60°/o, 特別優(yōu)選最高50%被風(fēng)機所覆蓋。
此外，提出一種用于對爪極發(fā)電機的兩個磁極轉(zhuǎn)子半體的相鄰磁 極之間的間隙進行封閉的閉鎖機構(gòu)，該閉鎖機構(gòu)構(gòu)造為鋸齒形的環(huán)， 其中在相應(yīng)的鋸齒尖端中布置了凹處。
在一種有利的設(shè)計方案中，軸向錯位的凹處與傾斜于對稱軸線延 伸的覆蓋接片相連接，所迷覆蓋接片在側(cè)面覆蓋相應(yīng)的凹處。在此可 以實現(xiàn)磁極的可靠導(dǎo)向。
在一種有利的設(shè)計方案中，在所述覆蓋接片的內(nèi)側(cè)布置了接片， 該接片的高度相當(dāng)于所述凹處的徑向深度。如果所述接片從兩個由相 應(yīng)的覆蓋接片連接的凹處引出，那就改進了機械穩(wěn)定性。優(yōu)選在所述 接片的寬度和覆蓋接片的寬度之間的比例小于0.5,尤其最高為0.4。
5由此節(jié)省了材料和重量。
如果所述凹處具有最多2.5毫米、尤其2毫米的壁厚，那就可以實 現(xiàn)重量優(yōu)點。
如果軸向超過所述凹處布置突出部分，那就可以避免在運行中來 自定子鐵心的繞組端部的噪聲干擾。
優(yōu)選所述環(huán)為非磁性的環(huán)，其中優(yōu)選使用鋁、鋁合金、鎂合金或 者合成材料。


本發(fā)明的其它實施方式、方面和優(yōu)點在不依賴于其在權(quán)利要求中 的概括并且在不限制 一般性的情況下由下面借助于在附圖中示出的本 發(fā)明的實施例中獲得。其中
圖1 4要本發(fā)明的爪才及發(fā)電才幾的側(cè)一見圖2a-c (a)按本發(fā)明的閉鎖機構(gòu)，(b)閉鎖機構(gòu)的剖面，(c) 閉鎖才幾構(gòu)的俯^見圖3 具有爪極發(fā)電機的閉鎖機構(gòu)-突出部分和定子鐵心的剖面
圖4 在極根之間的投影面的視圖；并且
圖5 在按本發(fā)明的爪極發(fā)電機上關(guān)于噪聲產(chǎn)生的測量結(jié)果。
具體實施例方式
圖1示出了按本發(fā)明的具有兩個設(shè)置在驅(qū)動軸15上的磁極轉(zhuǎn)子半 體21、 23的爪極發(fā)電機20的側(cè)視圖，所述磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23具有 爪形磁極22、 24。所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23的磁極22、 24彼此 嚙合。在所述磁極22、 24之間布置了環(huán)形的閉鎖機構(gòu)10。所述磁極轉(zhuǎn) 子半體21、23與所述閉鎖機構(gòu)10—起形成所述爪極發(fā)電機20的轉(zhuǎn)子。 為簡明起見，僅僅示范性地為其中幾個元件標上附圖標記。
所述磁極22、 24以其尖端插入所述閉鎖機構(gòu)10中，使得所述閉 鎖機構(gòu)10在那里至少部分地包圍所述磁極22、 24,而各自的極根28、 29則露在外面，磁極22、 24從相應(yīng)布置在軸向兩側(cè)的印制電路板18 或者說19引出。
所述磁極22、 24在其側(cè)面的棱邊22，或者說24，上被所述閉鎖機構(gòu) IO的覆蓋接片14，所覆蓋，使得其可靠地保持在凹處11中。所述磁極 22、 24和所述閉鎖才幾構(gòu)10的凹處11在所述^茲極22、 24的尖端的區(qū)域中沿周向重疊布置。所述閉鎖機構(gòu)10在所述凹處11的區(qū)域中包圍著 所述i茲極22、 24的尖端的棱邊，但在實際上使其朝向外面的扁平的側(cè) 面露在夕卜面。
圖2詳細示出了按本發(fā)明的閉鎖機構(gòu)IO的不同視圖。所述閉鎖機 構(gòu)10用于封閉在爪極發(fā)電機20的兩個磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23的相鄰磁 極22、 24之間的間隙，所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23布置在驅(qū)動軸 15上并且具有爪形^茲才及22、 24，其中所述兩個磁4及轉(zhuǎn)子半體21、 23 的磁極22、 24如在圖1中所說明的一樣彼此嚙合。
圖2a示出了作為鋸齒形環(huán)的閉鎖機構(gòu)10的結(jié)構(gòu)，其中在各個鋸 齒尖端中布置了凹處11。軸向超出所述單個凹處11分別延伸著突出部 分13。所述磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23可以以其i茲極22、 24移入所述凹處 11中，其中所述閉鎖4幾構(gòu)IO以其凹處11 >^人后面卡住所述》茲才及22、 24。 所述閉鎖機構(gòu)10由一種非磁性的材料構(gòu)成。
在軸向錯位的相鄰凹處11之間相應(yīng)地延伸著傾斜于旋轉(zhuǎn)軸線27 延伸的覆蓋接片14，，該覆蓋接片14，在側(cè)面覆蓋著相應(yīng)的凹處11。在 安裝狀態(tài)中，如可以在圖1中看出的一樣，所述覆蓋接片14，在相鄰 磁極22、 24的側(cè)面棱邊22'、 24，上在外側(cè)將所述磁極22、 24覆蓋。由 此所述閉鎖才幾構(gòu)10在這個區(qū)域中在內(nèi)側(cè)并且在棱邊側(cè)上包圍著所述》茲 極22、 24。
所述凹處11但3又覆蓋所述磁極22、 24的尖端，而在所述極才艮28、 29的區(qū)域中則設(shè)置了開口 12 (參見圖1)。所述凹處11具有最高2.5 毫米、尤其2毫米的壁厚。
圖2b示出了剖開的閉鎖機構(gòu)10?？梢钥闯觯谒龈采w接片14， 的內(nèi)側(cè)布置了接片14,該接片14的高度大致相當(dāng)于所述凹處11的徑 向深度。所述接片14從兩個由相應(yīng)的覆蓋接片14，連接的凹處11引出， 并且提高了所述閉鎖機構(gòu)10的機械穩(wěn)定性。
在所述接片14的寬度和覆蓋接片14，的寬度之間的比例優(yōu)選小于 0.5,尤其最高為0.4。
圖2c示出了按本發(fā)明的具有指向里面的凹處11的閉鎖機構(gòu)的俯 視圖，用于對本發(fā)明進行進一步解釋。所述閉鎖機構(gòu)11具有內(nèi)半徑17， 就象圖3所示的一樣，該內(nèi)半徑17小于所述磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23的外 半徑16,在圖3中示出了爪極發(fā)電機20的剖面圖。因為所述閉鎖機構(gòu)10的輪廓與相應(yīng)的磁極21、 23的輪廓相匹配，所以按所述閉鎖機構(gòu) 10的內(nèi)直徑得到不同的長度。所述閉鎖機構(gòu)10具有一個突出部分13,該突出部分13至少比所 述爪極發(fā)電機20的定子25的定子鐵心長10%,使得所述突出部分13 延伸到處于所述定子25的繞組端部26和磁極21的極才艮28之間的中間 空隙中。所述突出部分13優(yōu)選至少比定子鐵心25長20%,尤其長大 約30%。所述閉鎖機構(gòu)IO的內(nèi)半徑17和所述轉(zhuǎn)子的外半徑16之間的優(yōu)選 比例最高為0.98,優(yōu)選處于0.95和0.85之間，特別優(yōu)選處于0.94和0.87之間。所述通過閉鎖機構(gòu)10在極根28或者說29之間保持暢通的開口 12有超:合適選擇的因所述風(fēng)機引起的最大端面?zhèn)乳]鎖程度，那就改善 了冷卻效果。在所述極根28或者說29的表面上，導(dǎo)熱系數(shù)最大并且由此冷卻 作用最大。這尤其適用于所述極根28或者說29的相碰的(auflaufend ) 側(cè)面。優(yōu)選在所述極根28或者說29之間的投影面的最高60%、特別 優(yōu)選最高50%被所述風(fēng)機所覆蓋。所述投影面在圖4中解釋。在相應(yīng) 的磁極轉(zhuǎn)子半體21、 23的印制電路板18或19的俯視圖中，產(chǎn)生一個 圓形表面，其中所述極根28或者說29形成所述圓形表面的邊緣，并 且相應(yīng)地被投影區(qū)域30所分開。所述單個的在極根28或29之間的投 影區(qū)域30 —起形成所述投影面。圖5示出了在按本發(fā)明的爪極發(fā)電機上的測量結(jié)果，其中關(guān)于所 述閉鎖機構(gòu)10的內(nèi)半徑17與所述轉(zhuǎn)子的外半徑16之間的比例V繪出 噪聲信號LWA?？梢郧宄乜闯觯撎匦郧€在處于0.98和0.84之 間的范圍內(nèi)具有一個鮮明的最小值。對于比例V,所述信號LWA最小 值為大約91.5dB,而在V-0.98時則大約為91.8dB。
權(quán)利要求
1.爪極發(fā)電機，具有兩個設(shè)置在驅(qū)動軸(15)上的、具有爪形磁極(22、24)的磁極轉(zhuǎn)子半體(21、23)以及環(huán)形的設(shè)置在相鄰的磁極(21、23)之間的閉鎖機構(gòu)(10)，其中所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體(21、23)的磁極(22、24)彼此嚙合，其特征在于，所述磁極轉(zhuǎn)子半體(21、23)可以以其磁極(22、24)移入所述閉鎖機構(gòu)(10)的凹處(11)中，使得所述閉鎖機構(gòu)(10)在棱邊側(cè)至少部分地將所述磁極(22、24)包圍。
2. 按權(quán)利要求1所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，所述閉鎖機構(gòu)(10) 在軸向相鄰的凹處(11)之間分別具有傾斜于旋轉(zhuǎn)軸線(27) 延伸的覆蓋接片(14，)，該覆蓋接片(14，)在相鄰的磁極(22、 24) 的側(cè)面棱邊(22，、 24，)上在外側(cè)將所述^f茲極(22、 24)覆蓋。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，所述凹處(11) 僅僅部分地在內(nèi)側(cè)蓋住所述f茲極(22、 24)。
4. 按前述權(quán)利要求中任一項所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，所 述閉鎖機構(gòu)(11 )在相應(yīng)相鄰的覆蓋接片(14，)之間具有開口 (12), 該開口 ( 12)在內(nèi)側(cè)^f吏相應(yīng)的在所述相鄰的覆蓋接片(14，)之間延伸 的磁極(22、 24)的極根(28、 29)露在外面。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，所 述閉鎖機構(gòu)(10)的內(nèi)半徑(17)與所迷磁極轉(zhuǎn)子半體(21、 23)的 外半徑(16)之間的比例(V)最高為0.98。
6. 按權(quán)利要求5所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，所述比例處于 0.95和0.85之間的范圍內(nèi)，尤其處于0.94和0.87之間的范圍內(nèi)。
7. 按前述權(quán)利要求中任一項所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，沿 軸向方向構(gòu)造超過所述凹處(11)的突出部分(13),該突出部分(13) 比定子鐵心(25)至少長10%，尤其長大約30%。
8.按前述權(quán)利要求中任一項所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，在 所述磁極(22、 24)和閉鎖機構(gòu)(10)之間的氣隙用固體材料來填充。
9. 按前述權(quán)利要求中任一項所述的爪極發(fā)電機，其特征在于，在 極根(28、 29)之間的投影面的至多60%被風(fēng)機所覆蓋。
10. 用于對處于爪極發(fā)電機(20)的兩個磁極轉(zhuǎn)子半體(21、 23) 的相鄰磁極(22、 24)之間的間隙進行封閉的閉鎖機構(gòu)，其中所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體(21、 23)布置在驅(qū)動軸(15)上并且具有爪形的磁 極(22、 24)，其中所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體(21、 23)的磁極(22、 24)彼此嚙合，其特征在于作為鋸齒形環(huán)的結(jié)構(gòu)，其中在相應(yīng)的鋸齒 尖端中布置凹處(11)。
11. 按權(quán)利要求IO所述的閉鎖機構(gòu)，其特征在于，軸向錯位的凹 處(11)與傾斜于對稱軸線(27)延伸的覆蓋接片(14，)相連接，該 覆蓋接片(14，)在側(cè)面覆蓋相應(yīng)的凹處(11)。
12. 按權(quán)利要求ll所述的閉鎖機構(gòu)，其特征在于，在所述覆蓋接 片(14，)的內(nèi)側(cè)上布置了接片(14)。
13. 按權(quán)利要求12所述的閉鎖機構(gòu)，其特征在于，所述接片(14) 從兩個由相應(yīng)的覆蓋接片(14，)連接的凹處(11)引出。
14. 按權(quán)利要求12或13中任一項所述的閉鎖機構(gòu)，其特征在于， 在所述接片(14)的寬度和所述覆蓋接片(14，)的寬度之間的比例小 于0.5,尤其最高為0.4。
15. 按權(quán)利要求10到14中任一項所述的閉鎖機構(gòu)，其特征在于， 所述凹處(11)具有最高2.5毫米、尤其2毫米的壁厚。
16. 按權(quán)利要求10到15中任一項所述的閉鎖機構(gòu)，其特征在于， 軸向超過所述凹處(11)布置突出部分(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種爪極發(fā)電機，該爪極發(fā)電機具有一個爪極轉(zhuǎn)子、兩個設(shè)置在驅(qū)動軸(15)上的具有爪形磁極(22、24)的磁極轉(zhuǎn)子半體(21、23)，以及一個環(huán)形的設(shè)置在相鄰的磁極(21、23)之間的閉鎖機構(gòu)(10)，其中所述兩個磁極轉(zhuǎn)子半體(21、23)的磁極(22、24)彼此嚙合。在此提出，所述磁極轉(zhuǎn)子半體(21、23)可以以其磁極(22、24)移入所述閉鎖機構(gòu)(10)的凹處(11)中，使得所述閉鎖機構(gòu)(10)在棱邊側(cè)至少部分地將所述磁極(22、24)包圍。在此也提出了一種閉鎖機構(gòu)(10)。
文檔編號H02K1/24GK101243595SQ200680030154
公開日2008年8月13日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者H·-J·盧茨, H·布勞恩, O·加姆 申請人:羅伯特·博世有限公司