[发明专利]机电式能量转换器的外体

说明书

现有技术

电磁式能量转换器在电动机的形式下将电流转换成旋转运动或者在发电机的形式下将旋转运动转换成电流，电磁式能量转换器通常包括两个本体，它们相对于旋转轴线可相对运动地设置。相对于观察者静止的本体称为定子，可运动的本体称为转子。定子常常包括一个所谓的极罐，在该极罐中数个永久磁体被分布在一个径向的内表面上。与定子对应的转子包括数个电磁体，这些电磁体与永久磁体以电磁方式共同作用。永久磁体通常被粘接在极罐中并且备选地或附加地用弹性元件张紧。弹性元件例如是弹簧夹子，它们将相邻的永久磁体在周向上相互撑开并且固定在极罐上。

如果不采用粘接，例如由于制造或负荷的原因，那么可以借助于弹簧夹无问题地固定永久磁体，如果永久磁体的尺寸和它们的间距小于一定的实际可以操作的门限值的话。

本发明的公开

本发明的任务是，提出一种用于电磁式能量转换器的定子，它实现了永久磁体的改善的固定。本发明的另一个任务是提出一种用于装配定子的方法。

本发明借助于一种具有权利要求1的特征的装置和借助于一种具有权利要求7的特征的方法来解决该任务。从属权利要求给出了一些优选的实施方式。

在具有外体和内体的机电式能量转换器中，其中外体和内体围绕一个旋转轴线（旋转轴）可相对运动地支承，按照本发明的外体包括环形的结构元件，永久磁体和支撑环，该支撑环同心地容纳在结构元件中，其中，支撑环包括用于容纳永久磁体的空隙（凹部）并且该空隙具有与旋转轴线（旋转轴）的一个半径平行地延伸的界限面。

通过界限面可以有利地传递永久磁体和支撑环之间的力，这些力例如可以在机电式能量转换器运行期间出现，从而不需要借助于粘接剂和/或分散的弹簧元件来固定永久磁体。由此可以简化外体的制造和/或提高机电式能量转换器的运行安全性。

永久磁体可以通过一个面限界，该面在一个包含所述旋转轴线的平面中延伸。在此情况下，永久磁体可以围绕旋转轴线弯曲地实施。在另一个实施方式中，该界定永久磁体的面在一个与旋转轴线平行的、但是不包含该旋转轴线的平面中延伸。在此情况下，永久磁体可以是不弯曲的，也就是说，它可以基本上仅仅包括平的面，例如通过将其设计成长方体形状。在这两种情况下，永久磁体的该面贴紧在支撑环的界限面上并且支撑环的界限面在一个与旋转轴线平行的平面中延伸。

结构元件最好具有径向的内表面，其用于沿径向向外支承永久磁体，其中，结构元件的内表面垂直于旋转轴线的一个半径地延伸。通过结构元件的径向内表面的这种至少逐部段（分部段地）多边形的形状，可以以形状配合连接的方式支承对永久磁体和防止支撑环转动。此外，以该给出的方式，实现了在永久磁体或支撑环和结构元件之间的大面积的力传递，从而可以避免局部高负荷的支承面，该支承面可能导致损坏永久磁体，支撑环和/或结构元件。结构元件可以设计成用于永久磁体的磁闭合元件（Schlusselement），其中，与永久磁体之间的所述的面式接触有利地促进磁场的传递。

永久磁体可以具有一个平的径向外表面，其用于与结构元件的径向内表面啮合;在此情况下，永久磁体可以具有均匀的厚度并且尤其可以是长方体形的。长方体形状是永久磁体的标准结构形状，由此可以安装成本有利的标准永久磁体。

永久磁体可以包括镧系元素(“稀土”)。由镧系元素，尤其是具有钕和/或钐的化合物，可以制造出特别高性能的永久磁体。这种高性能磁体的尺寸可以设计得非常紧凑并且尤其是在径向上可以较薄。在薄的永久磁体情况下可以特别有利地使用按照本发明的永久磁体相对于结构元件的固定方式，因为由于很小的作用面，采用弹簧元件，夹子或铆钉来固定永久磁体是很困难的。

支撑环和结构元件可以具有相互啮合到对方中的、防止围绕旋转轴线相对转动的径向元件。这种径向元件例如可以包括沿径向延伸的凸鼻和与凸鼻对应的槽。由此可以实现防止支撑环在结构元件中转动的附加的保险。此外通过相互啮合到对方中的径向元件可以使支撑环容易轴向地插入结构元件中。

支撑环可以在空隙的区域中具有用于沿径向向内支承永久磁体的保持元件。通过该保持元件可以有利地防止在电磁式能量转换器的装配和/或运行期间永久磁体掉入结构元件中。外体可以包括用于封闭结构元件的轴向的封闭元件，其中，结构元件罐形地与底部一起构造成并且支撑环轴向地支承在结构元件的底部上和封闭元件的内表面上。这样形成的外体可以容易并且快速地装配，该外体的永久磁体在两个轴向，两个径向和两个周向上被锁止。