本发明涉及一种包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，定子具有水平环周方向(14)，其中转子(6)和定子(2)电磁相互作用，其中定子(2)具有用于绕组的多个交错的径向定向的齿，其中这些齿在水平环周方向(14)中布置，其中，这些齿分别与齿帽(20)和齿极(21)连接，其中，至少一个齿通过两个在水平环周方向(14)中间隔开的、在顶点方向上径向定向的腹板(22)形成，以用于在腹板(22)之间容纳可凝固的、特别是可固化的介质。此外，本发明涉及一种用于运行该电机的方法以及制造方法。
1.一种包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，所述定子具有水平环周方向(14)，其中，-所述转子(6)和所述定子(2)电磁相互作用，-所述定子(2)具有用于绕组的多个交错的径向定向的齿，
-所述齿分别与齿帽(20)和齿极(21)连接，并且
-至少一个齿通过两个在水平环周方向(14)中间隔开的、在顶点方向中径向定向的腹板(22)形成，以用于在所述腹板(22)之间容纳能凝固的介质，其特征在于，
-所述腹板(22)具有腹板末端(26)，并且所述腹板末端(26)在水平环周方向(14)中通过端部间距间隔开并且具有横向于所述水平环周方向(14)延伸的端部深度，并且所述凹口(24)至少具有所述端部间距和/或所述端部深度，-所述齿帽(20)具有背离于腹板侧的上侧(30)并且所述上侧(30)具有凹部(31)，-所述凹部(31)与所述凹口(24)连通，以及-在所述腹板(22)与所述凹口(24)之间有用于容纳所述介质的连续的连接部。
2.根据权利要求1所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述介质至少与所述齿帽(20)以及至少与所述齿极(21)热连接。
3.根据权利要求1或2所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述腹板(22)利用电导体缠绕成线圈，并且借助于在所述腹板(22)与所述凹口(24)之间的连续的所述连接部，所述介质能至少部分地引入到所述凹口(24)中以及所述腹板(22)之间，并且因此通过被容纳的所述介质在运行中将热量至少从导体的内部以及从所述齿帽(20)热运送出。
4.根据权利要求3所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述齿极(21)具有空隙(25)，使得在所述腹板(22)与所述空隙(25)之间有用于容纳所述介质的连续的连接部。
5.根据权利要求4所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述腹板(22)具有腹板始端(27)，并且所述腹板始端(27)在水平环周方向(14)中通过始端间距间隔开并且具有横向于所述水平环周方向(14)延伸的始端深度，并且其中所述空隙(25)至少具有所述始端间距和/或所述始端深度。
6.根据权利要求4所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述腹板(22)利用电导体缠绕成线圈，并且在所述腹板(22)与所述空隙(25)之间形成连续的连接部，使得所述介质能至少部分地引入到所述空隙(25)中以及所述腹板(22)之间，并且因此通过被容纳所述介质在运行中至少将所述热量从所述导体的内部以及从所述齿极热运送出。
7.根据权利要求1或2所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述介质是能凝固的流体。
8.根据权利要求7所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其中所述介质是能凝固的塑料。
9.根据权利要求1或2所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，在所述顶点方向上径向定向的所述腹板(22)具有相等的长度。
10.根据权利要求1或2所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其中，在顶点方向中径向定向的所述腹板(22)布置为平行侧面或梯形。
11.根据权利要求1或2所述的包括转子(6)和定子(2)的电机(1)，其特征在于，所述电机(1)设计为永磁激励同步电机。
12.一种包括转子(6)和定子(2)的电机(1)的制造方法，所述定子具有水平环周方向(14)，其中所述转子(6)和所述定子(2)电磁相互作用，其中，所述定子(2)具有多个交错地径向定向的齿，其中，所述齿在所述水平环周方向(14)中布置，并且其中所述齿分别与齿帽(20)和齿极(21)连接，并且其中将所述齿利用至少一个电导体缠绕，以形成线圈，其特征在于，至少一个齿通过两个在水平环周方向(14)中间隔开的、在顶点方向中径向定向的腹板形成，并且所述齿极(21)具有空隙(25)，并且所述齿帽(20)具有凹口(24)，其中通过所述腹板(22)、所述空隙(25)和所述凹口(24)形成连续的连接部，其中通过所述连接部至少在所述腹板(22)之间容纳介质，所述介质接着凝固，从而通过被容纳的所述介质在运行中将热量至少从导体的内部和从所述齿帽(20)热运送出。
电机和制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电机，该电机包括转子和具有水平环周方向的定子，其中转子和定子电磁相互作用，其中定子具有多个用于绕组的交错的径向定向的齿，其中齿在水平环周方向中布置，其中这些齿分别与齿帽和齿极连接。此外，本发明涉及一种用于运行这种电机的方法以及这种电机的制造方法。
背景技术
[0002] 电机的转子通常在齿上配备有绕组，这些绕组在一个齿中的叠片组的端侧上互连。电机的负荷越高，齿以及还有围绕齿的绕组自身就变得越热。高转速的电动马达尤其如此。在高转速时，尤其是用于对加载离心力的齿进行径向支承的转子齿帽通常是必要的。这些齿帽通常由高强度钢制成并且设计为封闭结构。在一个轴向侧上，齿帽收缩到轴的辊身上。如果电动马达设计用于较高的功率，那么辊身通常具有径向定向的通风孔。相反，出于稳定性原因，齿帽封闭地设计。这刚好导致在绕组上的帽区域中在那里所产生的损耗热量的不充分的排散。这形成具有很高绕组温度的区域(所谓的“热点”)。
[0003] 因此，齿被浇注或浸渍等等，以改善齿的散热。通过齿的浇注和浸渍也可以实现绕组的固定。因此，除了叠片组的机械固定和压实之外，也实现了绕组彼此的电绝缘。但浇注材料或浸渍树脂不能完全围绕齿流动。由此，不能实现最佳的散热并因此得出马达的最佳性能。
[0004] 在绕组浸渍到槽中和浸渍齿后，齿形成一个实心树脂填充单元，冷却空气不能该单元通过。因此在这种类型的齿中常出现常规热源，这限制了电机的热利用。
[0005] 高绕组温度因此显著降低了绕组绝缘体的寿命。因此，作为对策，机器的功率多数受限，或者机器被热过盈地设计。
发明内容
[0006] 因此，本发明的第一个目的是提供一种包括具有绕组的定子的电机，其实现了改进的性能。第二个目的在于提出一种电机的生产方法。
[0007] 与装置相关的目的通过一种电机实现，该电机包括转子和具有水平环周方向的定子，其中转子和定子电磁地相互作用，其中，定子具有多个用于绕组的交错地径向定向的齿，其中，这些齿在水平环周方向中布置，并且其中这些齿分别与齿帽和齿极连接，并且至少一个齿通过两个在水平环周方向中间隔开的、在顶点方向上径向定向的腹板形成，以用于在腹板之间容纳能凝固的、特别是能硬化的介质，其中齿帽具有凹口，其中，腹板具有腹板末端，并且腹板末端在水平环周方向中通过端部间距间隔开并且具有横向于水平环周方向延伸的端部深度，并且凹口至少具有端部间距和/或端部深度，其中，齿帽具有背离于腹板侧的上侧并且该上侧具有一凹部，尤其是用于容纳介质的凹部，并且其中，该凹部与凹口连通，并且在腹板与凹口之间有用于容纳介质的连续连接部。
[0008] 借助于根据本发明的装置，以有利的方式给出介质在腹板之间的简单引入。热量传输，特别是在齿帽中的热量传输甚至提高更多。
[0009] 与制造方法相关的目的是通过一种包括转子和具有水平环周方向的定子的电机的制造方法来实现，其中转子和定子电磁地相互作用，其中，定子具有多个交错地径向定向的齿，其中，齿在水平环周方向中布置，并且其中齿分别与齿帽和齿极连接，并且其中将齿利用至少一个电导体缠绕，以形成线圈，其中，至少一个齿通过两个在水平环周方向中间隔开的、在顶点方向中径向定向的腹板形成，并且齿极具有空隙，并且齿帽具有凹口，其中通过腹板、空隙和凹口形成连续的连接部，其中通过连续的连接部至少在腹板之间容纳介质，特别是流体介质，介质接着凝固、尤其是硬化，从而通过被容纳的介质在运行中将热量至少从导体的内部和从齿帽热运送出。
[0010] 机器中的或者马达中的金属线缠绕的齿是准“中空”实施的，以使介质流向金属线的后部区域处或者后部区域中。由此，金属线最佳地耦合至介质并且可以比单独的齿和齿帽更好地冷却。由此，马达的性能被提高，因此可以在整个速度范围内，包括额定点，输出功率。由此，绕组可以更有效地冷却，这又用于提高电机的功率。因为进入和离开齿帽的热量可以更好地排散出去，所以能够在整个速度范围内，包括在额定处，提高马达性能。在对马达的功率要求相同时，可以更短地实施该电机。
[0011] 浇注材料与腹板的端面有额外的接触。由此，马达的散热也同样被提高了。
[0012] 在以下列出了另外的有利措施，其可以彼此组合以实现进一步的优点。
[0013] 优选地，介质至少与齿盖热连接，并且至少与齿极热连接以输出热量。
[0014] 在进一步优选的实施方案中，腹板利用电导体缠绕形成线圈，其中借助于腹板和凹口之间的连续连接部，介质能至少部分地、但特别是完全地引入到凹口中以及腹板之间，并且因此通过被容纳的介质在运行中将热量至少从导体的内部以及从齿帽热运送出。由此得出介质的增加的引入体积；因此可以将更多的热经由提高的引入体积排散出去。
[0015] 在一个优选实施例中，齿极具有空隙，使得在腹板与空隙之间产生用于容纳介质的连续连接部。在此，腹板也可以具有腹板始端，其中腹板始端在水平环周方向中通过始端间距间隔开并且具有横向于水平环周方向延伸的始端深度，并且其中空隙至少具有始端间距和/或始端深度。由此得出介质在腹板之间的简单引入。
[0016] 在另一个优选的实施例中，腹板利用电导体缠绕成线圈，并且在腹板和凹口之间形成连续连接部，使得介质能至少部分地、但特别是完全地引入到凹口中以及在腹板之间，并且因此通过被容纳的介质在运行中至少将热量从导体的内部以及从齿极热运送出。由此得出介质的增加的引入体积；因此可以将更多的热量经由增加的介质体积排散出去。
[0017] 优选地，介质是能凝固的、特别是能硬化的流体。而且，介质可以是能凝固的、特别是能硬化的塑料。特别是在大批量的工件的情况下，这带来了成本优势。在另一个实施例中，在顶点方向中径向定向的腹板具有相同的长度。
[0018] 在一个优选的实施例中，在顶点方向中径向定向的腹板布置为平行侧面或梯形。这可以根据绕组而变化。
[0019] 优选地，电机设计为永磁激励同步电机。
附图说明
[0020] 参考附图，根据以下描述，本发明的其他特征，性质和优点将变得显而易见。其中示意性地示出：
[0021] 图1示出了根据现有技术的电动机器的原理性的主动部件的纵向截面，[0022] 图2示出了根据现有技术的没有绕组系统的定子的叠片组的横截面，[0023] 图3示出了根据本发明的腹板的一个实例的侧视图，
[0024] 图4示出了根据本发明的带有介质流动方向的腹板，
[0025] 图5示出了本发明的另一个实施例，
[0026] 图6示出了处于安装的未缠绕状态的本发明。
具体实施方式
[0027] 虽然已经通过优选实施例详细说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制。本领域技术人员可以在不脱离由所附内容限定的本发明范围的情况下得到其变化形式。
[0028] 图1示出了电的、在此电动的旋转机器1，其具有与定子叠片3轴向堆叠的定子2。通过气隙12，定子2的绕组系统与转子6相互作用并因此导致该机器的旋转。
[0029] 转子6在涉及到永磁激励同步电机的当前情况下具有表面磁体13。当然，根据本发明的构思也可以在具有埋入式磁体的转子6的情况下进行转化。
[0030] 这种电动旋转机器1也可以用作发电机。
[0031] 同样，本发明构思也可以用于外转子机器。
[0032] 图2以横截面示出了定子叠片组3(图1)，定子叠片组具有位于定子孔9中的轴线8，最终机轴5(图1)围绕该轴线旋转，该机轴抗扭地与转子6(图1)连接。朝向定子孔9，根据现有技术的在顶点方向中径向定向的齿10指出水平环周方向14，这些齿由槽11彼此隔开。齿限制了电动机器1的充分利用，因为在树脂浸渍的绕组系统中，特别是在齿中出现了具有过高温度的局部区域-所谓的热点-，这在电机1的运行中向上限制了机器的热利用。
[0033] 为了保护电动机器的绕组系统的绝缘，电动机器被冷却。通过这种冷却排散出在电机中产生的损耗热量。电动机器的散热越有效，相同功率输出下的电机可以制造得越小。马达被浇注或浸渍等等，以改善绕组头的散热。但是，浇注材料或浸渍树脂或以另一种介质提及的塑料不能完全围绕齿帽20流动。由此，不能实现最佳的散热，因此不能实现马达的最佳性能。
[0034] 根据本发明-如图3所示-至少一个齿通过两个在水平环周方向14(图2)中通过间距23(图4)间隔开的、在顶点方向上径向定向的腹板22形成，以用于在腹板22之间容纳可凝固的、特别是可硬化的介质。也就是说，该齿由两个腹板22构成，其产生必要的气穴。该齿分别与齿帽20和齿极21连接。
[0035] 图4从后面示出了齿帽20。剩余部分设计成空心的。齿帽20同样具有凹口24，并且齿极21具有空隙25。腹板22还具有腹板末端26和腹板始端27，其中腹板末端26以及腹板始端27在此同样通过间距23被间隔开。腹板末端26和腹板始端27也具有深度28。凹口24，在腹板22与空隙25之间的中间腔现在是连续的、相同尺寸的连接部，该连接部容纳具有介质的流动方向29的介质，也就是浇注材料或浸渍树脂或塑料。通过凹口24以及空隙25，介质可以从两个方向引入到腹板22之间的中间腔中。通过引入的介质，导体、齿帽20和齿极21的散热得到改善。
[0036] 在马达中缠绕有金属线的齿“空心地”实施，以使介质流向金属线的后部区域处。由此，金属线最佳地耦合至介质并且可以比单独的齿帽20/齿(图2)更好地冷却。由此显著改善了齿帽20的热点的散热。这导致在整个速度范围内的马达性能的提高，包括在额定点处，因为齿帽20/导体中的热量可以更好地排散出去。在对马达的功率要求相同时，其可以设计得更短。
[0037] 浇注材料或浸渍树脂或塑料与定子叠片组3的端面(图1)有额外的接触。由此马达的散热也同样被提供。由此，马达的性能被提高，因此可以在整个速度范围内，包括额定点，输出功率。本发明能够均匀且完整地填充定子绕组。
[0038] 因此，本发明可以完全浇注或浸渍定子2(图1)而不必安置随后的孔。此外，还有一个优点是浇注材料或浸渍树脂或塑料可靠地填充定子绕组和空腔并形成面对转子的光滑表面。这具有优点，即不存在几何形状突变，在该突变处机械应力在高转速时可能变得过高。
[0039] 图5示出了本发明的另一个实施例。上侧30具有凹部31，特别是用于容纳介质的凹部。齿帽20在一定程度上具有用于齿帽20的上侧30上的介质的附加流动通道。现在这里也可以引入介质并且在热点处提供用于增加散热的介质。
[0040] 图6示出了安装的未缠绕状态下的本发明。可以看出，腹板22在端侧是可见的，并且在此腹板对于在该区域中的介质是可以触及的。因此，浇注材料与“叠片组”的端面、在此为腹板22具有额外的接触。因此，马达的散热同样被提高。
