用于容纳转子的励磁绕组的线圈支座和具有这种线圈支座的电机

技术领域

本发明涉及一种用于容纳转子的励磁绕组的线圈支座以及一种具有这种线圈支座的电机。

背景技术

已知电机能作为发电机和/或电动机运行。这样的电机通常具有一转子和一定子。转子能够具有两个爪形极板，在其外圆周上布置有爪形极销。这种电机例如在文献DE102008002615A1中示出。该文献也示出了用于容纳转子的励磁绕组的线圈支座，所述线圈支座具有一用于容纳励磁绕组的、柱壳状的芯元件以及两个布置在芯元件的轴向棱边上的限制元件，其中所述两个限制元件分别构造为具有环形形状的盘片，并且所述盘片具有多个径向地从盘片向外伸出的翼形元件。

在这种电机中例如会发生转子的励磁线圈的磨损，该励磁线圈会发生松动和/或其绝缘会受到破坏。

电机的另一个问题在于，线圈支座没有相对于爪形极板最优地固定，或者用于绝缘和固定励磁绕组的填充树脂未充分地到达励磁绕组。

发明内容

根据本发明提供一种具有独立权利要求的特征的、用于容纳电机的转子的励磁绕组的线圈支座以及一种具有这种线圈支座的电机。有利的设计方案是从属权利要求以及接下来的说明的主题。

本发明的措施在于，每个限制元件设有至少一个第一凹部，所述第一凹部不仅在限制元件中而且在芯元件中延伸。该凹部在制造过程中用作填充树脂用的穿流开口。于是线圈支座在制造时设有励磁绕组并且之后浸入到填充树脂中。通过该不仅在限制元件中而且在芯元件中延伸的凹部，填充树脂也能够到达贴靠在芯元件上的励磁绕组。由此改善了励磁绕组的绝缘以及励磁绕组在线圈支座上的固定。因此也预防了励磁绕组的疲劳。

有利地，至少一个第一凹部在盘片中和翼形元件中延伸。所述第一凹部构造得越长，填充树脂在制造过程中在浸入时就能够到达励磁绕组的更多区域。

所述至少一个第一凹部在所述翼形元件中延伸的那部分所延伸经过的长度尤其为所述翼形元件的径向长度的大约60％至95％。以这种方式实现了特别大的延伸，而不会损害所述翼形元件的稳定性。

优选地，所述第一凹部在所述芯元件中延伸的那部分沿轴向方向所延伸经过的长度为所述芯元件的轴向伸长的20％至50％。于是在浸入过程中填充树脂到达几乎整个贴靠在芯元件上的励磁绕组区域。在此有利地将沿轴向方向的延伸限制到芯元件的伸长的50％，因此不会不利地损害芯元件的稳定性。

在一种有利的实施方式中，所述线圈支座针对每个翼形元件具有一第一凹部，所述第一凹部在所述翼形元件、所述盘片和所述芯元件中延伸。由此产生尽可能大的穿流，以便将填充树脂引导到励磁绕组处。

每个盘片优选具有至少一个沿轴向方向远离所述芯元件延伸的凸起。这是有利的，因为该凸起能构造用于与能邻接地布置的爪形极板上的凹槽相互作用。以这种方式能够相对于爪形极板更好地固定所述线圈支座。

对此在每个限制元件上有利地构造有至少一个第一凸起、优选两个第一凸起，从而所述第一凸起能够配合准确地嵌入到能邻接地布置的爪形极板上的凹槽中。以这种方式有利地在线圈支座和爪形极板之间提供一种形状配合的连接部。

尤其是在每个限制元件上构造有至少一个第二凸起，使得所述第二凸起具有比至少一个第一凸起更小的延伸体积，从而其能够嵌入到能邻接地布置的爪形极板上的凹槽中，从而在所述凹槽和至少一个第二凸起之间保留中间体积。该中间体积能够有利地以填充树脂填充。由于通过填充树脂粘附在相邻的爪形极板的邻接的凹槽中的、精确配合的第一凸起和第二凸起的相互作用，确保了所述线圈支座非常好地固定在相邻的爪形极板上。

在另一种有利的实施方式中，每个盘片具有沿圆周方向走向的第二凹部。该第二凹部优选用作穿流开口，以便将填充树脂引导到圆环形状的凸起与相邻的爪形极板的邻接的凹槽之间的中间体积中和/或将填充树脂引导到中间的励磁线圈的区域中。

每个盘片的每个凸起具有两个第二凹部。所述第二凹部能够与凸起邻接地沿圆周方向远离凸起地延伸。替代地，其也能够以一定间距沿圆周方向远离凸起地延伸。该间距优选小于所述凸起沿圆周方向的伸长的一半或者小于所述凸起沿圆周方向的伸长的四分之一。所述第二凹部以这种方式完全布置在中间体积的附近。在电机中所述第二凹部优选覆盖相邻的爪形极板的邻接的凹槽，从而在浸入时填充树脂能够渗入到所述中间体积中。

有利地，所述第二凹部沿径向方向布置在围绕盘片的径向中心的10％的区域中。中间的定位能够实现特别好的穿流特性，以便将填充树脂引导到中间体积中。

所述翼形元件优选具有关于径向方向镜像对称的、等腰梯形的形状。这是一种特别牢固并且简单的形状。但对此不能限制性地理解。于是也可以考虑其他形状，例如带有凸起的和/或圆形的上边缘的形状。

根据本发明的优选的实施方式的电机具有带有两个爪形极板的转子，其中在两个爪形极板之间布置有根据本发明的线圈支座，其中线圈支座上的每个限制元件具有与邻接地布置的爪形极板所具有的爪形极销相同数量的翼形元件。这是有利的，因为所述翼形元件能够以这种方式适配于爪形极销地构造。在此第一限制元件的翼形元件相对于第二限制元件的翼形元件彼此错开一定角度地布置，该角度相当于两个对置的爪形极板的错开角度，所述爪形极板相对于所述线圈支座邻接地布置。

本发明的其他优点和设计方案由说明书和附图给出。

附图说明

在附图中示意性地示出了根据本发明的实施例，并且接下来参照附图进行描述。

图1示出了根据本发明的一种实施方式的电机的示意性的横截面视图；

图2示出了非根据本发明的线圈支座的示意性的透视图；

图3示出了根据本发明的一种优选的实施方式的线圈支座的示意性的透视图；

图4示出了根据本发明的另一种优选的实施方式的线圈支座的示意性的俯视图。

具体实施方式

在图1中示出了电机10、在这里的实施方式中是用于机动车的发电机或者三相交流发电机的横截面。该电机10还具有两部件式的壳体13，该壳体由第一轴承端盖13.1和第二轴承端盖13.2构成。所述轴承端盖13.1和轴承端盖13.2容纳在所谓的定子16中，所述定子一方面由基本上圆环状的定子铁芯17构成，并且在其径向地向内指向的、轴向地延伸的凹槽中嵌入定子绕组18。

该环状的定子16以其径向向内指向地开槽的表面包围转子20，所述转子是爪形极转子。所述转子20还包括两个爪形极板22和23，在其外圆周上分别布置有沿轴向方向延伸的爪形极销24和25。两个爪形极板22和23如此布置在转子20中，从而其沿轴向方向延伸的爪形极销24或者25在转子20的圆周上彼此交替。由此在相反地磁化的爪形极销24和25之间获得了磁性上所需的间隙，该间隙被称为爪形极间隙。

转子20借助于轴27和位于每个转子侧面上的每个滚动轴承28可转动地支承在相应的轴承端盖13.1或13.2中。

线圈支座60径向地布置在极芯63外部。所述线圈支座60的任务在于，使励磁绕组51不仅相对于爪形极板22和23绝缘并且另一方面特别是在关于励磁绕组线的绕制过程结束之后在预制的范畴中作为成型的元件起作用。所述线圈支座60在此轴向地在极芯63上推移并且紧接着在两个爪形极板22和23之间轴向地固定。为此所述线圈支座60与励磁绕组51和爪形极板22、23一起被浇注填充树脂。此外，爪形极销24和25搭接励磁绕组51并且因此沿径向向外形成一种笼子，所述笼子避免了励磁绕组51的不允许的径向偏移。所述线圈支座60具有限制元件75，所述限制元件布置在励磁绕组51和爪形极板22之间。与之类似地在所述线圈支座60的另外的侧面上、也就是说在更靠近滑环组件49的侧面上同样设有限制元件78。在两个限制元件7578之间，所述线圈支座60具有柱壳状的芯元件，所述芯元件围绕极芯63布置并且在其上容纳有励磁绕组51。

在图2中示出了非根据本发明的线圈支座并且以附图标记100表示。该线圈支座100具有用于容纳励磁绕组的芯元件150。该芯元件150沿轴向方向由两个限制元件75、78限定。该限制元件75、78分别构造有环状的盘片并且构造有从盘片沿径向向外延伸的翼形元件751、781。

在该实施方式中，每个限制元件75、78分别具有六个翼形元件751、781。所述翼形元件751、781在此具有梯形形状，它们相对于径向中轴线镜像对称并且沿径向方向向外变细。所述限制元件75、78具有凹部752、782和凸起783，其中所述凸起783在盘片上沿轴向方向远离所述芯元件150地延伸。所述凹部752、782仅仅在所述限制元件75、78的盘片上延伸。

图3示出了根据本发明的线圈支座101的第一实施方式。其与由图2所示的实施方式的不同之处在于，根据本发明的线圈支座101在该实施方式针对每个翼形元件751、781具有一第一凹部754、784，所述第一凹部不仅在限制元件75、78中而且在芯元件150中延伸。此外，该第一凹部754、784在所述翼形元件751、781中延伸的那部分所延伸经过的长度为所述翼形元件751、781的径向长度的大约75％。该第一凹部754、784在所述芯元件中延伸的那部分所延伸经过的长度为所述芯元件150的轴向伸长的大约40％。以这种方式在浸入时有利地使填充树脂到达绕组区域、尤其是励磁绕组的完全贴靠在芯元件上的区域的大部分。

根据图3所示的实施方式与由图2所示的实施方式还在于，根据本发明的线圈支座101在该实施方式中针对每个凸起783具有两个沿圆周方向伸延的第二凹部785，所述第二凹部沿圆周方向远离所述凸起延伸。该第二凹部785沿径向方向大约在盘片以内的中间伸延。以这种方式在浸入时有利地使填充树脂到达相邻的爪形极板22、23之内的、在凸起783与邻接的凹槽之间的间隙。此外，以这种方式在浸入时也使得填充树脂到达励磁绕组的中间区域。

图4示出了根据本发明的线圈支座101的第二实施方式。其与图3中所示的实施方式的不同之处在于，凸起783在限制元件75、78上分别由两个第一凸起783a和四个第二凸起783b构成。所述第一凸起783a如此构造，即其能够恰好适配地伸入到邻接的爪形极板22、23的凹槽中。所述第二凸起783b相比于所述第一凸起783a具有更小的体积扩展，于是其能嵌入到邻接的爪形极板22、23的凹槽中，从而在凹槽和第二凸起785b之间保留中间体积，填充树脂能够被填充到该中间体积中。对此其能够沿圆周方向具有更小的扩展和/或沿径向方向具有更小的扩展和/或沿轴向方向具有更小的扩展。