專(zhuān)利名稱(chēng)：制造轉(zhuǎn)子的方法和用于制造異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的方法，其中，制成由堆疊的 片材金屬元件構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯，開(kāi)口被布置成覆蓋在彼此之上以形成狹
槽，將導(dǎo)電體鑄造在該狹槽內(nèi)，從而在該轉(zhuǎn)子芯的兩個(gè)前側(cè)(front side) 上形成短路環(huán)。
此外，本發(fā)明還涉及用于制造異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其 包括若干堆疊的片材金屬元件，并且開(kāi)口被布置成覆蓋在彼此之上以形 成狹槽。
背景技術(shù)：
在異步電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成在定子繞組中。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子中 感應(yīng)出電流，所述電流會(huì)生成磁場(chǎng)。簡(jiǎn)言之，來(lái)自定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)然后 帶著轉(zhuǎn)子中的磁場(chǎng)，使得轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。在該連接中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子芯包 括磁導(dǎo)通材料，優(yōu)選為單獨(dú)的、堆疊的片材金屬元件，其相對(duì)于彼此電 絕緣，以防止渦電流的生成。相反，轉(zhuǎn)子電流應(yīng)當(dāng)形成在位于狹槽內(nèi)的 導(dǎo)體中。為了允許"回流，，，在兩個(gè)前側(cè)上布置有短路環(huán)。這種實(shí)施例 本身是公知的。
不過(guò)，在與轉(zhuǎn)子(因?yàn)槌３Ｓ迷诶缑芊獍鼑闹评鋭嚎s機(jī)的驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)機(jī)的情形中，所以該轉(zhuǎn)子僅由一個(gè)軸承支撐)的連接中，對(duì)短路 環(huán)及導(dǎo)體進(jìn)行引導(dǎo)以便能實(shí)現(xiàn)最佳的電流流動(dòng)是比較困難的。特別是在 短路環(huán)(其相鄰于承載了轉(zhuǎn)子軸軸承的軸承座)處，因?yàn)殡娏鞅匦鑷@ 該軸承座流動(dòng)，所以電流不得不流動(dòng)相對(duì)較長(zhǎng)的距離以便從一個(gè)導(dǎo)體到 達(dá)另一個(gè)導(dǎo)體。這對(duì)效率具有消極影響。
DE 692 06 626 T2描述了在轉(zhuǎn)子的軸向長(zhǎng)度上提供具有不同截面的 電導(dǎo)體的有利因素，其中該電導(dǎo)體由導(dǎo)電材料制成。電導(dǎo)體在轉(zhuǎn)子容納 軸承的區(qū)域中比在其余區(qū)域中具有更小的截面。
US 2007/0069601 Al描述了為提高效率并實(shí)現(xiàn)改善的電動(dòng)機(jī)性能， 在相鄰于軸承座的區(qū)域中提供具有彎曲表面的轉(zhuǎn)子短路環(huán)的可能性。
DE 602 18 217 T2描述了依靠模鑄加工來(lái)制造轉(zhuǎn)子的可能性，在所述制造期間將轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)中的狹槽填滿導(dǎo)電材料(例如，液態(tài)鋁)， 并且同時(shí)制成短路環(huán)。 '

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這樣的任務(wù)，即，實(shí)現(xiàn)與大批量生產(chǎn)相關(guān)的良好效率。 采用在介紹中提及的方法，該任務(wù)得以解決，其中在轉(zhuǎn)子芯的軸向 端部區(qū)域中生成圍繞中心軸線的環(huán)狀通道，該環(huán)狀通道沿著該軸向端部 的方向開(kāi)口，并且被填滿導(dǎo)電材料，隨后該環(huán)狀通道的徑向內(nèi)壁被去除。 采用該方法，制成短路環(huán)的軸向延長(zhǎng)部，該軸向延長(zhǎng)部^皮布置在該 轉(zhuǎn)子芯的軸向端部處，該延長(zhǎng)部延伸進(jìn)入到轉(zhuǎn)子的孔內(nèi)，在該孔內(nèi)最后 布置有轉(zhuǎn)子軸。這樣，在轉(zhuǎn)子的可能的最小內(nèi)徑處，可獲得具有相對(duì)較 大截面的導(dǎo)電體，使得雖然電流將還是圍繞該軸承座的外部流動(dòng)，但是 能沿著相對(duì)較短的路徑。當(dāng)僅僅在轉(zhuǎn)子芯的軸向前側(cè)上提供短路環(huán)時(shí)， 該路徑無(wú)論如何都比可能存在的任何路徑更短。不過(guò)，這樣的短路環(huán)延 長(zhǎng)部的制造并非是沒(méi)有問(wèn)題的，特別是與為了密封包圍的制冷劑壓縮機(jī) 所用的異步電動(dòng)機(jī)所需要的大規(guī)模生產(chǎn)相關(guān)時(shí)。由于在轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)中 形成有環(huán)狀通道，所以可以輕易地制成該延長(zhǎng)部。因此，該環(huán)狀通道就 是模具，在其中制成短路環(huán)的延長(zhǎng)部。隨后，當(dāng)例如導(dǎo)電材料已經(jīng)硬化 時(shí)，可以去除該環(huán)狀通道的內(nèi)壁，使得延長(zhǎng)部實(shí)際上被布置在轉(zhuǎn)子的可 能的最小內(nèi)徑處，該可能的最小內(nèi)徑還由軸承座來(lái)確定。因?yàn)樵诙搪翻h(huán) 延長(zhǎng)部的徑向內(nèi)側(cè)(并因此在該短路環(huán)的徑向內(nèi)側(cè))不再有可用的轉(zhuǎn)子 區(qū)域(這樣的轉(zhuǎn)子區(qū)域可能會(huì)以不期望的方式影響磁場(chǎng))，所以會(huì)導(dǎo)致 有利的磁狀況。
優(yōu)選地，環(huán)狀通道在其圓周壁內(nèi)形成有若干徑向外突的凹陷部。這 樣，當(dāng)導(dǎo)電材料被注入環(huán)狀通道時(shí)，該導(dǎo)電材料還進(jìn)入到這些凹陷部中， 因此，從某種意義上講，接合了轉(zhuǎn)子芯。由此，保護(hù)繞組頭部的延長(zhǎng)部 抵抗相對(duì)于轉(zhuǎn)子芯旋轉(zhuǎn)，這對(duì)進(jìn)一步的加工處理有著有利的影響效果。
優(yōu)選地，通過(guò)將圓形片材金屬板彼此一個(gè)堆疊在另 一個(gè)之上來(lái)制成 環(huán)狀通道。有利的是，這些圓形片材金屬板具有與形成相應(yīng)的轉(zhuǎn)子芯軸 向段的片材金屬元件 一樣的相同厚度。通過(guò)將片材金屬元件與圓形片材 金屬板彼此簡(jiǎn)單地抵靠壓緊，就能夠在軸向方向上實(shí)現(xiàn)所期望的厚度， 并且使得在注射模鑄期間導(dǎo)電材料不能滲透到各單獨(dú)的片材金屬元件
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之間或者圓形片材金屬板之間，而是將狹槽和環(huán)狀通道填滿導(dǎo)電材料。 優(yōu)選將圓形片材金屬板制成片材金屬元件的一部分，依靠徑向地從
內(nèi)向外延伸的臺(tái)階(steps)將圓形片材金屬板連接到片材金屬元件，其 中將堆疊的片材金屬元件以這樣的方式相對(duì)于彼此偏置一定角度，即沿 著圓周方向它們的臺(tái)階具有預(yù)定的角度距離。因此，確保了圓形片材金 屬板具有與片材金屬元件一樣的厚度。依靠這些優(yōu)選沿著徑向方向延伸 的臺(tái)階，圓形片材金屬板被固定在片材金屬元件上。如果現(xiàn)在將所有的 片材金屬元件堆疊起來(lái)，使這些臺(tái)階將會(huì)恰好一個(gè)位于另一個(gè)之上，那 么沿著軸向方向?qū)?huì)產(chǎn)生環(huán)狀通道的中斷部。由此，將單獨(dú)的片材金屬 元件沿著圓周方向以預(yù)定的角度距離加以偏置，使得導(dǎo)電材料在環(huán)狀通 道內(nèi)能夠自由擴(kuò)散，并且沿圓周方向形成連續(xù)的導(dǎo)電體。這樣，具有相 對(duì)較小截面的單獨(dú)的臺(tái)階既不會(huì)干擾電流流動(dòng)，也不會(huì)干擾轉(zhuǎn)子芯的磁 特性?？傊?dāng)稍后圓形片材金屬板被去除時(shí)(也就是，當(dāng)環(huán)狀通道的 徑向內(nèi)壁被去除時(shí))，僅在短路環(huán)的延長(zhǎng)部中保留恰好的材料面積，該 材料通常為鐵金屬片材，并且圓形片材金屬板由該材料制成。
優(yōu)選地，依靠切削加工來(lái)去除該內(nèi)壁，特別是鉆孔或者車(chē)削。這樣 的切削加工是一種去除內(nèi)壁的簡(jiǎn)單途徑，在關(guān)于大批量生產(chǎn)時(shí)也是如 此。它僅僅需要選擇抵達(dá)環(huán)狀通道內(nèi)部的鉆孔直徑。在鉆孔或車(chē)削(或 者另外的處理)之后，由電導(dǎo)體形成了先前環(huán)狀通道區(qū)域內(nèi)的孔的圓周。 接著，該電導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)能繼續(xù)延伸到該轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)沒(méi)有臺(tái)階的內(nèi)部 中。
在替代性的實(shí)施例中，提供了依靠模具轉(zhuǎn)子芯形成的環(huán)狀通道。當(dāng) 導(dǎo)電材料被模鑄到狹槽內(nèi)(由此在轉(zhuǎn)子芯的兩個(gè)前側(cè)上形成短路環(huán))時(shí)， 無(wú)論如何都必需使用限定了短路環(huán)外部形狀的模具。該模具現(xiàn)在能設(shè)置 插在轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)中心開(kāi)口內(nèi)的模具芯，在這里該模具芯可以，例如密 封臺(tái)階。當(dāng)導(dǎo)電材料接著被注入到狹槽內(nèi)時(shí)，該模具芯形成用于環(huán)狀通 道的內(nèi)壁，在該環(huán)狀通道中能夠聚集導(dǎo)電材料。這是一種制造向內(nèi)的短 路環(huán)軸向延長(zhǎng)部的簡(jiǎn)單方式。在模鑄加工結(jié)束之后，從轉(zhuǎn)子中拔出該模 具芯。取決于模鑄加工是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)短路環(huán)軸向延長(zhǎng)部所期望的形狀， 可以就如此保留該軸向延長(zhǎng)部，或者對(duì)孔進(jìn)行處理，例如通過(guò)鉆孔或切 削。
優(yōu)選地，至少一個(gè)片材金屬元件被布置在環(huán)狀通道的軸向內(nèi)端的區(qū)域中，所述片材金屬元件包括至少一個(gè)徑向向外引導(dǎo)的通風(fēng)通道。這樣 的通風(fēng)通道能夠確保在模鑄期間環(huán)狀通道幾乎完全填滿導(dǎo)電材料。如 果，例如鋁或另外的熔融金屬被注入環(huán)狀通道，則環(huán)狀通道中存在的空 氣能夠經(jīng)由該通風(fēng)通道逃逸到外部。然后，導(dǎo)電材料將還會(huì)填充該通風(fēng) 通道。不過(guò)，因?yàn)橥L(fēng)通道具有相對(duì)較小的截面，所以通風(fēng)通道內(nèi)的導(dǎo) 電材料將只在可接受的程度干擾磁場(chǎng)。
優(yōu)選地，通風(fēng)通道終止在一個(gè)狹槽中。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在對(duì) 應(yīng)的片材金屬元件中不必再提供徑向的狹槽，因?yàn)檫@么做可能會(huì)損害片 材金屬元件的機(jī)械穩(wěn)定性。相反，片材金屬元件在單獨(dú)的狹槽之間沒(méi)有 中斷。
優(yōu)選地，經(jīng)由軸向通道將通風(fēng)通道連接到環(huán)狀通道，并且填滿導(dǎo)電 材料，去除內(nèi)壁也會(huì)去除軸向通道內(nèi)的導(dǎo)電材料。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，
連接。相反，當(dāng)去除軸向通道內(nèi)存在的電導(dǎo)體時(shí)，該連接將被打破。
優(yōu)選地，為了通風(fēng)通道的生成，片材金屬元件的一定區(qū)域被去除， 并且將一金屬片材插入到由此形成的開(kāi)口中，所述金屬片材到該開(kāi)口的 邊緣具有預(yù)定的距離。采用該方法，通風(fēng)通道的截面能夠被制造得相對(duì) 較小，且無(wú)需使用昂貴的沖壓工具。舉例而言，可以通過(guò)沖壓來(lái)制造該 開(kāi)口 。
優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)子芯內(nèi)部使用片材金屬元件，該片材金屬元件具有中 心開(kāi)口，該開(kāi)口的內(nèi)徑大于連接到該轉(zhuǎn)子芯的軸的外徑。該擴(kuò)大的內(nèi)徑 允許，例如，切削工具能夠伸入到轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)中相對(duì)較深處，而不會(huì) 損壞片材金屬元件，該片材金屬元件最終將被固定在該轉(zhuǎn)子軸上。
采用在介紹中所提及的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，該任務(wù)得以解決，其中在開(kāi) 口內(nèi)徑向地提供了圍繞中心軸線的環(huán)狀通道。
如上所述，關(guān)于制造加工，在將導(dǎo)電材料注入狹槽內(nèi)期間(即，在 導(dǎo)電材料制造期間)，同時(shí)用導(dǎo)電材料填滿環(huán)狀通道以制成位于轉(zhuǎn)子疊 片結(jié)構(gòu)的該軸向端部處的短路環(huán)延長(zhǎng)部是可能的。稍后，該環(huán)狀通道的 徑向內(nèi)壁能夠被去除，使得存在于環(huán)狀通道內(nèi)的導(dǎo)電材料實(shí)際上形成被 布置在可能的最小直徑處的短路環(huán)延長(zhǎng)部。
優(yōu)選地，環(huán)狀通道在其圓周壁內(nèi)具有若干徑向外突的凹陷部。當(dāng)導(dǎo) 電材料被注入環(huán)狀通道內(nèi)時(shí)，這些凹陷部也被填滿。這樣，當(dāng)導(dǎo)電材料已經(jīng)硬化時(shí)，這導(dǎo)致導(dǎo)電材料接合轉(zhuǎn)子芯。該接合導(dǎo)致該環(huán)狀通道內(nèi)的
此，可以采用切削變形來(lái)去除環(huán)狀通道的徑向內(nèi)壁:而不存在這樣的風(fēng)的延長(zhǎng)部。
優(yōu)選通過(guò)從內(nèi)向外徑向延伸的臺(tái)階來(lái)穿過(guò)環(huán)狀通道，所述相鄰片材金屬元件的臺(tái)階具有距離彼此的預(yù)定角度距離。這些臺(tái)階使形成圓形片材金屬板的環(huán)狀通道的徑向內(nèi)壁是可能的，其中該圓形片材金屬板被連接到片材金屬元件。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即圓形片材金屬板具有與片材金屬元件一樣的厚度，使得當(dāng)堆疊片材金屬元件時(shí)，環(huán)狀通道也同時(shí)形成，并且對(duì)于被注入的導(dǎo)電材料而言該環(huán)狀通道就像狹槽一樣緊密。由于臺(tái)階沿著圓周方向相對(duì)于彼此偏置，所以隨后的導(dǎo)電材料注入會(huì)導(dǎo)致在圓周方向上沒(méi)有間斷的電導(dǎo)體，并且形成短路環(huán)的延長(zhǎng)部。
優(yōu)選地，臺(tái)階是徑向向外逐漸變細(xì)的。這樣，它們能夠足夠穩(wěn)定地
將圓形片材金屬板固定到片材金屬元件。然后，當(dāng)去除圓形片材金屬板，
且已經(jīng)被注入到環(huán)狀通道內(nèi)的導(dǎo)電材料的一部分也被去除時(shí)，臺(tái)階的較
寬部分也將被沿著圓周方向去除，使得在加工完成的轉(zhuǎn)子中臺(tái)階的剩余部分不再具有顯著的電效應(yīng)或者磁效應(yīng)。
優(yōu)選地，在環(huán)狀通道的軸向內(nèi)側(cè)上的至少一個(gè)片材金屬元件具有至少一個(gè)朝向外部開(kāi)口的通風(fēng)通道。這樣，該至少一個(gè)朝向外側(cè)開(kāi)口的通風(fēng)通道能夠確保當(dāng)用導(dǎo)電材料填滿環(huán)狀通道時(shí)，環(huán)狀通道內(nèi)的空氣能夠逃逸。由此，在環(huán)狀通道內(nèi)制成的電導(dǎo)體中形成氣泡或氣體包含的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)4交小。
優(yōu)選地，通風(fēng)通道終結(jié)在一個(gè)開(kāi)口中。這意指通風(fēng)通道終結(jié)在轉(zhuǎn)子芯的一個(gè)狹槽中。當(dāng)為了電導(dǎo)體的模鑄，將轉(zhuǎn)子芯豎向?qū)R到其軸線，且環(huán)狀通道被沿重力方向布置在該轉(zhuǎn)子芯的上端部處時(shí)，在用導(dǎo)電材料(例如，液態(tài)鋁)填充環(huán)狀通道與狹槽時(shí)，導(dǎo)電材料將會(huì)同時(shí)流入到環(huán)狀通道和狹槽中。不過(guò)，通風(fēng)通道具有開(kāi)口，其在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)允許空氣從環(huán)狀通道內(nèi)逃逸，也就是說(shuō)，直到導(dǎo)電材料已經(jīng)在狹槽內(nèi)或?qū)?yīng)的狹槽內(nèi)達(dá)到封閉通風(fēng)通道的填充水平時(shí)。必需假定的是，在該時(shí)刻環(huán)狀通道已經(jīng)被完全填充導(dǎo)電材料。
優(yōu)選的是，經(jīng)由從環(huán)狀通道的徑向內(nèi)部區(qū)域延伸的軸向通道將通風(fēng)通道連接到該環(huán)狀通道。這樣，將通風(fēng)通道直接連接到環(huán)狀通道就不是 絕對(duì)需要的。相反，通過(guò)軸向通道能夠產(chǎn)生過(guò)渡部分。這具有這樣的優(yōu) 點(diǎn)，即稍后如此之多的材料能夠被去除，使得軸向通道以及其中的導(dǎo)電 材料能夠被去除。這樣，在短路環(huán)延長(zhǎng)部與該狹槽內(nèi)的電導(dǎo)體之間的連 接就被中斷了。


下面，結(jié)合附圖并基于優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。
圖1是異步電動(dòng)機(jī)的示意性截面圖； 圖2是轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)的視圖3是根椐圖2中的線m-m所取的截面圖4是根椐圖2中的線IV-IV所取的截面圖； 圖5是根據(jù)圖2中的線V-V所取的截面圖； 圖6是根椐圖2中的線VI-VI所取的截面圖； 圖7是貫穿不同實(shí)施例的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)的截面圖； 圖8是根椐圖7中的線VIII - VIII所取的截面圖； 圖9是根據(jù)圖7中的線IX-IX所取的截面圖； 圖IO是圖9的放大4見(jiàn)圖； 圖11是解釋組件的視圖12是另一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的、局部截面的透視圖;
圖13是根據(jù)圖12的轉(zhuǎn)子的片材金屬元件；
圖14是根據(jù)圖13的放大截面圖；以及
圖15是另一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是具有定子2和轉(zhuǎn)子3的電動(dòng)機(jī)1的示意性視圖。轉(zhuǎn)子3被不 可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到軸4，該軸4被支撐在軸承座5內(nèi)以便圍繞軸線37可軸 向地和徑向地旋轉(zhuǎn)。軸承座5是制冷壓縮才幾的壓縮機(jī)部分6的一部分， 壓縮機(jī)部分6并未另外詳細(xì)示出。
轉(zhuǎn)子3具有轉(zhuǎn)子芯7，轉(zhuǎn)子芯7由多個(gè)片材金屬元件8制成，片材 金屬元件8將通過(guò)結(jié)合以下附圖進(jìn)一步解釋。片材金屬元件8形成導(dǎo)磁 材料。不過(guò)，片材金屬元件8相對(duì)于彼此是電絕緣的。定子2也有具有多個(gè)金屬片材10的定子芯疊片結(jié)構(gòu)9，該多個(gè)金屬片材10沿軸向方向一個(gè)堆疊在另一個(gè)之上。在定子2與轉(zhuǎn)子3之間設(shè)置有空氣間隙11。這樣的電動(dòng)機(jī)1的原理設(shè)計(jì)本身是公知的。
在轉(zhuǎn)子芯7的兩個(gè)前側(cè)上，轉(zhuǎn)子3具有短路環(huán)12、 13。短路環(huán)12、13借助于多個(gè)電導(dǎo)體14、 15連接彼此，其中，電導(dǎo)體14、 15布置在狹槽16、 17內(nèi)。
軸4穿過(guò)轉(zhuǎn)子芯內(nèi)的孔18。
相鄰于軸承座5的短路環(huán)12具有軸向延長(zhǎng)部19,該延長(zhǎng)部19延伸進(jìn)入孔18內(nèi)。延長(zhǎng)部19在轉(zhuǎn)子3的可能的最小直徑上提供了電導(dǎo)體，通過(guò)該電導(dǎo)體電流能夠圍繞軸承座5流動(dòng)。因?yàn)檠娱L(zhǎng)部19在一定軸向長(zhǎng)度上延伸進(jìn)入孔18內(nèi)，所以對(duì)于電流而言具有相對(duì)較大的截面可以利用，使得短路環(huán)12的總的電阻能夠被制造得小一些。短路環(huán)12的電阻會(huì)影響轉(zhuǎn)子3中的總電阻。該電阻(即，歐姆電阻)越小，電動(dòng)機(jī)1的效率越好。
不過(guò)，在大批量生產(chǎn)期間，延長(zhǎng)部19的制造是比較困難的。因此，下面通過(guò)關(guān)于第一實(shí)施例的圖2至6來(lái)說(shuō)明該制造。相同的元件具有和圖1中一樣的附圖標(biāo)記。
正如從圖2至圖6中可見(jiàn)的那樣，轉(zhuǎn)子芯7由總共五種不同的片材金屬元件形成。圖3示出了片材金屬元件8a，圖4示出了片材金屬元件8b,圖5示出了片材金屬元件8c,圖6示出了片材金屬元件8d。另一種在整個(gè)轉(zhuǎn)子芯7內(nèi)只存在一次的片材金屬元件沒(méi)有被具體示出。
對(duì)于所有片材金屬元件來(lái)說(shuō)，共同之處是它們都具有開(kāi)口，這些開(kāi)口被布置成覆蓋彼此，從而形成狹槽16、 17,在狹槽16、 17中布置電導(dǎo)體14、 15。不過(guò)，在片材金屬元件8d中，每隔一個(gè)的狹槽均徑向地向內(nèi)延伸，使得在這里可以獲得電導(dǎo)體14、 15的擴(kuò)大的截面。
在最終相鄰于壓縮機(jī)部分6的短路環(huán)12的區(qū)域內(nèi)，片材金屬元件8a、 8b包括環(huán)狀通道20，該環(huán)狀通道20通過(guò)圓形片材金屬板21來(lái)徑向向內(nèi)地界定。該圓形片材金屬板21經(jīng)由臺(tái)階22被連接到片材金屬元件8a、 8b?，F(xiàn)在，被布置成一個(gè)位于另一個(gè)之上的片材金屬元件8a、8b可以相對(duì)于彼此偏置預(yù)定角度(例如偏置兩個(gè)分開(kāi)的狹槽)，使得環(huán)狀通道20 (圖2)結(jié)果都能夠填滿導(dǎo)電材料，而不會(huì)被臺(tái)階22構(gòu)成的壁所中斷。
10臺(tái)階22優(yōu)選沿徑向方向延伸，使得能夠確保這些臺(tái)階實(shí)現(xiàn)其可能 的最短徑向長(zhǎng)度。不過(guò)，這并不是絕對(duì)必需的。
環(huán)狀通道20具有若干沿著徑向方向突出的凹陷部，當(dāng)轉(zhuǎn)子芯7被 插入到模具內(nèi)，并且導(dǎo)電材料被注入到狹槽16、 17以及環(huán)狀通道20中 時(shí)，這些凹陷部也被填滿導(dǎo)電材料，其中模具具有同時(shí)形成兩個(gè)短路環(huán) 12、 13的外廓。因此，在環(huán)狀通道20的圓周方向中保持導(dǎo)電材料不旋 轉(zhuǎn)。
正如可以從圖2中所見(jiàn)的那樣，環(huán)狀通道20僅僅在轉(zhuǎn)子芯7的一 部分縱向長(zhǎng)度上延伸，例如，在大約30%到40%,或者大約一半的長(zhǎng) 度上，軸承座5也在該長(zhǎng)度上延伸進(jìn)入到轉(zhuǎn)子芯7的內(nèi)部。
在軸承座5終止在轉(zhuǎn)子芯內(nèi)的地方，設(shè)置有若干片材金屬元件8c， 在金屬元件8c中的孔18與其它片材金屬元件8a、 8b、 8d的孔相比具有 擴(kuò)大的直徑。因?yàn)樵谄慕饘僭?a-8d的制造期間，通過(guò)沖壓在單 獨(dú)的片材金屬元件8a-8d中形成孔18,所以這里的直徑擴(kuò)大毫無(wú)問(wèn)題 是可能的。
在軸向的內(nèi)端處，環(huán)狀通道20凈皮連接到通風(fēng)通道24,該通風(fēng)通道 24終止在轉(zhuǎn)子芯7的徑向外圓周上。在圖2中所示的轉(zhuǎn)子坯件的制造期 間，當(dāng)處于液態(tài)形式的導(dǎo)電材料(例如，液態(tài)鋁)被注入到環(huán)狀通道20 中時(shí)，被取代的空氣能夠通過(guò)通風(fēng)通道24逃逸到外部。因?yàn)橥L(fēng)通道 24具有相對(duì)較小的截面，所以空氣能夠逃逸。不過(guò)，當(dāng)通風(fēng)通道24已 經(jīng)被填滿導(dǎo)電材料時(shí)，它幾乎不會(huì)(或者僅僅在可接受的程度內(nèi))干擾 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子芯7中的磁場(chǎng)的形成。
當(dāng)圖2中所示的轉(zhuǎn)子坯件的導(dǎo)電材料已經(jīng)硬化時(shí)，例如，在被注入 的液態(tài)鋁的相應(yīng)的冷卻之后，能夠進(jìn)4于孔18的加工(例如，通過(guò)鉆孔 或者車(chē)削)以產(chǎn)生圖1中可見(jiàn)的不同直徑尺寸。在此，具體地，去除形 成環(huán)狀通道20的徑向內(nèi)界并且由圓形片材金屬板21所形成的環(huán)狀壁 25，使得環(huán)狀通道20的導(dǎo)電材料沿著環(huán)狀通道20的軸向延伸形成孔18 的徑向內(nèi)側(cè)。圖5的片材金屬元件8c的直徑擴(kuò)大部26允許切削工具能 夠被充分軸向向前地推進(jìn)，而不會(huì)損壞片材金屬元件8d,最終需要該片 材金屬元件8d將軸18固定在轉(zhuǎn)子芯7處。
在模鑄加工之后，延長(zhǎng)部19、兩個(gè)短路環(huán)12、 13、以及在狹槽16、 17中的電導(dǎo)體14、 15彼此連接到一起形成一個(gè)整體，延長(zhǎng)部19不再由在徑向內(nèi)側(cè)上的磁導(dǎo)通材料定界。
沿軸承座5的方向在延長(zhǎng)部19與該軸承座5之間僅僅存在小的間隙27，不過(guò)該間隙27已經(jīng)足夠大，使得延長(zhǎng)部19不會(huì)刮擦到軸承座5。
圖7到U示出了修改的實(shí)施例，其中相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
相對(duì)于根據(jù)圖2至6的實(shí)施例的笫一個(gè)區(qū)別是，形成環(huán)狀壁25的圓形片材金屬板21不再連接到片材金屬元件8，而是由其自己的圓形片材金屬板21制成該環(huán)狀壁25,然后將該環(huán)狀壁25插入到轉(zhuǎn)子芯7中以形成環(huán)狀通道20。不過(guò)，在往環(huán)狀通道20內(nèi)注入導(dǎo)電材料之后，必需通過(guò)切削變形(例如，鉆孔或車(chē)削)再?gòu)霓D(zhuǎn)子芯7去除環(huán)狀壁25,以形成如圖1中所示的延長(zhǎng)部。因此，環(huán)狀壁25是不產(chǎn)生作用的部分。
另 一個(gè)區(qū)別是環(huán)狀通道20經(jīng)由軸向通道28被連接到兩個(gè)通風(fēng)通道29、 30,該通風(fēng)通道29、 30終止在兩個(gè)相鄰的狹槽31、 32中。這些通風(fēng)通道29、 30是這樣形成的，即在片材金屬元件8中沖壓出開(kāi)口 33,將金屬片材34插入到該開(kāi)口 33中。金屬片材34在其周向的主要部分上具有到片材金屬元件8的特定距離，從而以這種方式形成兩個(gè)通風(fēng)通道29、 30以及軸向通道28。
虛線35示出了在最終制造孔18之后，相交線在片材金屬元件8中延伸的地方?？梢钥匆?jiàn)，在孔18的最終制造之后，軸向通道28^皮完全去除，使得在延長(zhǎng)部19的導(dǎo)電材料與狹槽31、 32內(nèi)的導(dǎo)電材料之間不再存在電連接。仍然保留在通風(fēng)通道29、 30中的導(dǎo)電材料不會(huì)(或者僅在可接受的程度內(nèi))干擾轉(zhuǎn)子3中的磁通。
圖12到14示出了轉(zhuǎn)子3，該轉(zhuǎn)子3由圖2到圖6中所示的坯件制成。圖13到圖14示出了片材金屬元件8e,其中布置有從延長(zhǎng)部19 (這里已經(jīng)去除環(huán)狀壁25)通往轉(zhuǎn)子3的圓周面36的通風(fēng)通道24。該通風(fēng)通道24能夠，例如，通過(guò)激光切割來(lái)制成。在所示出的轉(zhuǎn)子3中，可以見(jiàn)到短路環(huán)12、 13的設(shè)計(jì)。還可以見(jiàn)到延長(zhǎng)部19被連接以便與短路環(huán)12形成一體，并且延伸到孔18內(nèi)相對(duì)較遠(yuǎn)處。還能夠見(jiàn)到布置有直徑擴(kuò)大部26,其中該區(qū)域軸向終止在轉(zhuǎn)子芯7內(nèi)，該轉(zhuǎn)子芯7已經(jīng)被加工以去除環(huán)狀壁25。
圖12示出了臺(tái)階22的殘余部?？梢钥吹降氖?，這些臺(tái)階22的殘余部沒(méi)有彼此接觸，從而無(wú)需擔(dān)心對(duì)磁場(chǎng)的消極影響。另外還可看到的是，導(dǎo)電材料被布置成圍繞臺(tái)階22分布，使得在此形成貫通的導(dǎo)電體。 圖15示出了轉(zhuǎn)子的另一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子芯7,其中可以看到臺(tái)階 22被制成基本上三角形的，并且它們徑向向外逐漸變細(xì)。
該實(shí)施例中，在開(kāi)口 15中引導(dǎo)通風(fēng)通道24,該開(kāi)口 15最終形成用 于導(dǎo)電體的狹槽，該導(dǎo)電體由短路環(huán)連接。通過(guò)在圓形片材金屬板中的 狹槽可以簡(jiǎn)單地形成通風(fēng)通道24，也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖13和14的 實(shí)施例。唯一的區(qū)別在于通風(fēng)通道24并不終止在圓形片材金屬板的徑 向外表面，而是終止在開(kāi)口15內(nèi)。
權(quán)利要求
1.制造一種異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的方法，其中，由堆疊的金屬片元件構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯被制成，這些堆疊的片材金屬元件通過(guò)將開(kāi)口布置成覆蓋在彼此之上形成狹槽，將導(dǎo)電材料鑄造在所述狹槽內(nèi)，從而在所述轉(zhuǎn)子芯的兩個(gè)前側(cè)上形成短路環(huán)，其特征在于在所述轉(zhuǎn)子芯的軸向端部的區(qū)域中生成圍繞中心軸線的環(huán)狀通道，所述環(huán)狀通道在所述軸向端部的方向上開(kāi)口，并且被填滿所述導(dǎo)電材料，隨后所述環(huán)狀通道的徑向內(nèi)壁被去除。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述環(huán)狀通道在其圓 周壁內(nèi)形成多個(gè)徑向外突的凹陷部。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通過(guò)將圓形片材 金屬板一個(gè)堆疊在另 一個(gè)之上制成所述環(huán)狀通道。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于將所述圓形片材金屬 板制成為所述片材金屬元件的 一部分，借助于從內(nèi)向外徑向延伸的臺(tái)階 將所述圓形片材金屬板連接到所述片材金屬元件，所迷堆疊的片材金屬 元件以這樣的方式相對(duì)于彼此角度偏置，這樣的方式即是使所迷堆疊的 片材金屬元件的臺(tái)階在圓周方向上具有預(yù)定的角度距離。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于借助于 切削加工，特別是鉆孔或者車(chē)削，來(lái)去除所述內(nèi)壁。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于借助于模具的芯 體來(lái)形成所述環(huán)狀通道。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少一 塊片材金屬元件被布置在所述環(huán)狀通道的軸向內(nèi)端的區(qū)域中，所述片材 金屬元件包括至少一個(gè)徑向向外引導(dǎo)的通風(fēng)通道。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述通風(fēng)通道終止在狹槽內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于所述通風(fēng)通道經(jīng) 由軸向通道連接至所迷環(huán)狀通道，并且填滿導(dǎo)電材料，所述內(nèi)壁的去除 也去除所述軸向通道內(nèi)的導(dǎo)電材料。
10. 如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于為了所 述通風(fēng)通道的生成，去除所述片材金屬元件的一個(gè)區(qū)域，將金屬片材插 入到由此形成的開(kāi)口中，所述金屬片材具有到所述開(kāi)口的邊緣的預(yù)定距離。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在所 述轉(zhuǎn)子芯內(nèi)部使用了具有中心開(kāi)口的片材金屬元件，所述片材金屬元件 的中心開(kāi)口的內(nèi)徑大于連接至所述轉(zhuǎn)子芯的軸的外徑。
12. 用于制造異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，所述異步電動(dòng)機(jī)包 括多個(gè)堆疊的片材金屬元件，所述片材金屬元件的開(kāi)口布置成覆蓋在彼 此之上以形成狹槽，其特征在于圍繞所述中心軸線(37)的環(huán)狀通道(20)徑向地設(shè)置在所述開(kāi)口 (14、 15)的內(nèi)側(cè)。
13. 如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)狀 通道(20)在其圓周壁內(nèi)具有多個(gè)徑向外突的凹陷部(23)。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 環(huán)狀通道(20)被從內(nèi)向外徑向延伸的臺(tái)階(22)穿透，相鄰片材金屬 元件(8)的所述臺(tái)階(22)相對(duì)于彼此具有預(yù)定的角度距離。
15. 如權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述臺(tái)階 (22)徑向向外地逐漸變細(xì)。
16. 如權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其特征在 于在所述環(huán)狀通道(20)的軸向內(nèi)側(cè)上至少一塊片材金屬元件(8) 具有朝向外部開(kāi)口的至少一個(gè)通風(fēng)通道(24、 29、 30)。
17. 如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述通風(fēng) 通道(29、 30)終止在開(kāi)口 (31、 32)中。
18. 如權(quán)利要求16或17所迷的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 通風(fēng)通道(29、 30)經(jīng)由從所述環(huán)狀通道(20)的徑向內(nèi)部區(qū)域延伸的 軸向通道(28)連接至所述環(huán)狀通道(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造轉(zhuǎn)子的方法及用于制造異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子疊片結(jié)構(gòu)。具體地，提供了一種制造異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的方法，其中，制成由堆疊的片材金屬元件(8)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯(7)，將該堆疊的片材金屬元件(8)的開(kāi)口布置成覆蓋在彼此之上以形成狹槽，將導(dǎo)電材料鑄造在該狹槽內(nèi)，由此在該轉(zhuǎn)子芯(7)的兩個(gè)前側(cè)上形成短路環(huán)(12、13)。致力于實(shí)現(xiàn)良好的效率，還有大批量生產(chǎn)的可能性。為了該目的，所提供的是，在轉(zhuǎn)子芯(7)的軸向端部的區(qū)域中生成圍繞中心軸線(37)的環(huán)狀通道(20)，所述環(huán)狀通道(20)在該軸向端部的方向上開(kāi)口，并且被填滿導(dǎo)電材料，去除該環(huán)狀通道(20)的徑向內(nèi)壁(25)。
文檔編號(hào)H02K15/02GK101651387SQ20091016701
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
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