外转子式电机的转子的制造方法及外转子式电机的转子

技术领域

本发明涉及一种外转子式电机的转子的制造方法，环片状永磁铁设置在 圆柱环上，并且该圆柱环连接在具有用于电机轴的中心开口的底部上。

进一步地，本发明涉及一种外转子式电机的转子，其包括具有用于电机 轴的中心开口的底部，和同轴环绕该中心开口并安装在该底部上的圆柱环， 和设置在圆柱环内部周面上的环片状永磁铁。

背景技术

外转子式电机用在例如密封式制冷压缩机中，例如，装在家用冰箱或空 调系统中。这样的制冷压缩机必须具备小的组件高度，以便于对可利用制冷 空间的可能限制达到最小。在这种连接中，使用带有外置转子的外转子式电 机作为驱动电机是具备优点的，因为这种电机比起带有内置转子的驱动电机 具有更小的组件高度并且具有同样的性能。

外转子式电机转子的制造例如在DE102008017276A1中所描述的。其中 使用了一种带有中心开口的环状底部，该底部包括径向延伸的圆周壁。圆柱 环安置在该圆周壁的内部。然后，将环片状永磁铁安置在圆柱环的内部，固 定元件设置在相邻永磁铁之间。固定元件和底部可防止永磁铁的轴向移动。 固定元件和圆柱环可防止永磁铁的径向移动，其中该圆柱环定位在底部的圆 周壁上。

可以用这样一种方法来制造外转子式电机的稳定转子。但是，为了改进 这种电机的效率，要求十分精确地调整外置转子或永磁铁的内表面与内置定 子之间的空隙。而对于现有的制造方法来说，这还是远远不够的。

发明内容

因此，本发明基于简化转子制造工艺的要求，提供了这样一种可以容许 定转子之间存在较小空隙的方法。

根据本发明，在介绍中所提及的方法可以解决这个问题，其中永磁铁沿 着柱状主体部的周面设置，然后圆柱环安置在永磁铁的径向外表面上，接着 底部以开口与主体部的周面轴向对齐的方式连接到圆柱环上。

传统的从外到内安装转子的方法，其通过轴向外部支撑表面的方式限定 了永磁铁的位置，而本发明取代采用上述方法，先将永磁铁的内部设置在圆 柱形主体部的外周面上，其同时可限定底部中开口的位置，而该开口可引导 电机轴穿过。因此，永磁铁内部的位置可直接与电机轴或中心开口对齐，而 不是从经由周面和圆柱环位置的外部。这意味着在制造底部或圆柱环的过程 中所产生的误差不会对永磁铁和及其位置的定位产生影响。制造的精确度仅 取决于主体部的精确度。并能够消除不完整形状的影响、消除单个永磁铁的 误差和消除完成转子内部直径上圆柱环的误差。

优选地，底部固定在圆柱环的轴向正面，尤其可通过焊接或胶接的方式。 也可采用其它的安装方法。因此，底部相对于圆柱环的位置不会由形状来限 定，尤其是不会由底部的径向限位块来限定。相反，该定位仅由主体部的限 定来产生，该主体部与底部或底部相对于永磁铁的开口对齐。该圆柱环直到 包绕在永磁铁上时才会固定在底部上。因此，该圆柱环在底部之上的位置由 永磁铁相对于开口的位置来限定。

有利地，所用的主体部包括具有第一周面的第一部分和具有第二周面的 第二部分，该第二部分比第一部分具有更小的直径，并且两部分彼此同轴的 设置。在这个连接中，第一部分的外径或者第一周面的外径完全等于定子标 称外径与所要求的定转子空隙之和。第二部分的直径或第二周面的外径等于 底部中开口的直径。因此，将环片状永磁铁安置在第一周面上可以将其相对 于第二周面或相对于底部中的开口精确的设置。如果需要，也可设置第三部 分，其具有比第一部分更大的直径并且可设置在第一部分上朝向远离第二部 分的一侧，该第三部分可用作对永磁铁的轴向支撑。在这个连接中，永磁铁 的轴向位置也可由主体部所限定，以便简化制造工艺。

优选地，在任何两个相邻的永磁铁之间可设置固定元件。首先，这些固 定元件将永磁铁彼此固定，并且尤其防止永磁铁径向向内定向的移动。另外， 它们可通过钩止的方式连接到圆柱环上。在这个连接中它们可部分地或完全 地覆盖住永磁铁朝向远离底部的轴向一侧，因此也可防止永磁铁轴向移动。

有利地，底部的阶梯部轴向设置在圆柱环上。而且在开口区域，底部相 对于永磁铁或圆柱环具有轴向距离。这样可以为安装定子提供更多的空间， 并且尤其是可以使得永磁铁的径向内部在轴向方向上完全被定子所覆盖，这 样有助于高效率的工作。

优选地，使用一预张力将圆柱环设置在永磁铁上。当设置圆柱环时，这 可以使得永磁铁被压抵在主体部的周面上。在这个连接中，该预张力可均衡 可能产生的误差，以使得永磁铁毫无间隙的保持在圆柱环中。该预张力可足 够充分地将圆柱环抵靠保持在永磁铁上。这样，就完全不需要附加的固定了。

在优选的实施例中，圆柱环可制成为开口环，其从径向外部压制到磁铁 上并且由封闭结构进行封闭。这样可以简化安装，由于该环可围绕永磁铁设 置而无需使用较大的外力，这意味着直到在封闭结构被激活才需使用该预张 力。

尤其优选为将封闭结构安放在永磁铁后面。这个封闭环的安放可使得磁 通量穿过圆柱环时可能产生的阻碍最小。

本发明所要解决的技术问题通过介绍中提到的转子形式得以解决，其中 圆柱环的轴向正面固定在底部上，圆柱环的径向外周面是可活动的(free)。

该转子可根据本发明所述的方法来制得。由于圆柱环的径向外周面是可 活动的，并且该圆柱环仅仅是轴向正面固定在底部上，该相对于底部的在圆 柱环的径向方向上的定位是可相对活动的(free)。因此，圆柱环在底部上的 位置无法限定底部上永磁铁的位置。相反，圆柱环可首先与底部上的永磁铁 独立地对齐，并且紧接着圆柱环固定到底部上。因此，永磁铁的位置或永磁 铁内面的位置可相对于底部上用于导向电机轴的中心开口进行非常精确的 调节。圆柱环和底部的成型误差都不会对其产生影响。

优选地，固定装置设置在任何两个相邻的永磁铁之间，该固定装置尤其 是弹性的并且能通过配套安装将永磁铁保持到位。该固定装置可限定永磁铁 的轴向位置和永磁铁相对于彼此的位置。该弹性实施例可消除峰值张力并且 永磁铁的配套安装保持是可行的，该固定装置的弹性应变作用于整个安装过 程中。

优选地，环片状永磁铁具有外曲率半径，该大于圆柱环的内径。该实施 例是永磁铁仅在两个限定位置处安置在圆柱环上。这个在制作过程中比永磁 铁的延伸支撑体更加简单，因为其在永磁铁的外径和圆柱环的内径之间要求 精确的联接。因此，可以将由于不精确的制造而对经常易碎的永磁铁造成损 坏的危险降至最低。

附图说明

接下来，结合附图在优选实施例的基础上对本发明进行详细的描述，如 下：

附图1a到1f示出了制造转子的方法步骤，

附图2是转子的分解图，

附图3是转子的俯视图。

具体实施方式

图1a示出了用于制造转子的主体部1，该主体部包括具有第一周面3 的第一部分2和具有第二周面5的第二部分4。该第一部分2和第二部分4 彼此同轴设置，该第二部分4轴向设置在第一部分2的正面。第一部分2朝 向远离第二部分4的一侧上设置有第三部分6，其具有比第一部分2更大的 外径。第二部分4的直径最小。

第一部分2的直径等于定子标称外径与所要求的定转子空隙之和。第二 部分4的直径等于电机轴的直径。第三部分6的直径是较不重要的，因为第 三部分6仅仅用作永磁铁的轴向支撑表面。

在图1b中，环片状永磁铁7设置在第一部分2的周面3上。第三部分6 仅仅用作永磁铁7的轴向支撑表面。

图1c示出了方法的下一步，其中圆柱环8设置在永磁铁7的径向外部。 在制成的转子中，圆柱环8为用于磁通量的轭环并且在永磁铁7上施加径向 向内定向的张力。

图1d示出了主体部1的俯视图，其中永磁铁7和圆柱环8都已经与第 二部分2对齐。在永磁铁7之间设置有固定元件9。固定元件9具有V字型 的支柱10，11，其与永磁铁7的圆周末端相适应。更进一步，固定元件9 具有径向舌片16，其与圆柱环8的内壁相啮合。由于在很大程度上，永磁铁 7的内径等于主体部1的外径，因此在安装圆柱环8时，可以避免磁铁上过 量的负载。

圆柱环8可以是封闭环或具有如虚线所示槽12的开口环。而且，该槽 12可以通过封闭结构加以封闭，该封闭结构没有详细示出。这意味着圆柱环 8从径向外部紧固到永磁铁7上。在这个连接中，永磁铁7压靠在主体部1 第一部分2的周面3上。特别地，永磁铁7的内面相对于周面3非常精确的 定位。

在图1e中，具有开口14的底部13已安置在主体部1的第二部分4上。 这也意味着底部13相对于主体部定位，意思是开口14相对于永磁铁7的位 置被主体部1预先限定。以这样的方式将单个元件的位置固定后，将底部13 固定到圆柱环8的轴向正面15。在这个实施例中，底部13为焊接到圆柱环 8上。

图1f示出了本方法的最后一步，其中主体部1已从制成的转子17上移 除。所提供的底部13具有开口18，在操作的过程中，可将聚集到外设转子 中的润滑剂通过该开口排入到贮油槽中。

图2为转子17的分解图，从中可以看到转子17上的分体元件。在该实 施例中，底部13包括阶梯部19，其上轴向安置有圆柱环8。该圆柱环8制 造成具有槽12的开口环，并且该开口环上还具有与槽12相应成型模制成的 封闭结构20。

固定元件9具有轴向突部21，22，23，其可将永磁铁7轴向固定。

图3为制成的转子17的俯视图。可以看出，永磁铁7的外半径大于圆 柱环8的内半径。因此，永磁铁将仅仅在两个位置24，25处安置在圆柱环8 上。由于永磁铁7的内径基本上等于主体部1的外径，因此圆柱环的安装会 在磁铁上产生径向作用力，该作用力从位置24，25向转子的中心作用。其防 止了在中心区域的永磁铁7上产生的负载，该负载能够对相对易碎的永磁铁 造成损坏。

根据本发明的方法，转子不是从外向内的安装，而是从内向外的安装。 这样能够相对于底部中的开口或相对于电机轴的位置非常精确的调节永磁 铁内部，以能够获得具有很小误差的空隙。主体部的使用可使其的制造具有 非常高的几何精确度，并且制造成本保持较低。