本發(fā)明涉及用于制造沿縱軸線延伸并被永久磁化的塑料體的方法以及用于永磁電機、特別是用于永磁電動機的轉子。本發(fā)明特別涉及的用于永磁電機的轉子是由塑料材料制成,該塑料材料包含可被永久磁化的填料,并通過多個澆口(進料口)以注塑的方式被同時注入型腔(也被稱為模腔)。塑料材料在固化后形成沿縱軸線延伸的塑料體。所述縱軸線即為轉子的旋轉軸。例如,上述塑料體或者塑料材料通過注塑而緊靠至少基本上呈圓柱形的型芯上,從而使至少基本上呈空心圓柱體的塑料體沿所述縱軸線的周向包圍型芯。該型芯由此構成型腔的徑向內壁。制造完成后,塑料體可以構成所述轉子的外周。
背景技術:
1、在塑料體固化后,填料以使塑料體的表面形成交替的磁極的方式被磁化??蛇x地,磁極也可以與塑料體的表面保持一定距離。磁極之間形成至少一條邊界線,并且磁極沿該邊界線延伸。通常,邊界線平行于塑料體的縱軸線,從而在電機中的轉子運行時,獲得由最大化鏈路磁通產生的最大轉矩。
2、通過沿軸向將塑料材料注入型腔的軸端區(qū)域,從而塑料體沿縱軸線依次(逐步)成型。然后,塑料材料沿軸向流動,有時會流到型腔對面的底部,只有在最不利的情況下,才會沿著圍繞所述縱軸線的周向分布,從而使通過不同的澆口同時被注入型腔的塑料材料在周向上彼此靠近而流動,并固化粘結在一起,由此在相互流動的匯合區(qū)域產生熔合紋(weldline)。例如,在繞縱軸線分布有三個澆口時,會相應地形成三個熔合紋,該熔合紋分別平行于所述縱軸線延伸。
3、上述用于制造塑料體的已知方法的缺點在于,在實際操作時,當對固化粘結后的塑料材料中的填料進行磁化時,常常會沿熔合紋產生裂紋。
4、可以通過以下方法弱化上述問題,首先,在型腔外的環(huán)狀分配系統中,將塑料材料分布到型腔的周圍,然后通過多個澆口同時沿縱軸線的徑向方向注入到型腔中。然而,這種環(huán)狀分配系統需要在型腔的徑向外部占用相應的安裝空間,并且會導致消耗更多的塑料材料,因為環(huán)狀系統中殘留的塑料材料會成為廢料。
技術實現思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于制造沿縱軸線延伸且被永久磁化的塑料體的方法,其中,無需外部的環(huán)狀供料系統即可顯著減少或完全避免裂紋的產生。此外,還提供一種用于永磁電機的轉子,該轉子具有含有被永久磁化的材料的塑料體,該塑料體具有盡可能少的裂紋或完全沒有裂紋。
2、上述本發(fā)明的目的通過包含技術方案1所述步驟的方法和技術方案15所述的轉子得以解決。其他技術方案描述了本發(fā)明的有利且特別符合目的的實施方式。
3、本發(fā)明的用于制造沿縱軸線延伸且被永久磁化的塑料體的方法,包括以下步驟:
4、-將包含由永久磁化材料制成的填料的塑料材料通過注塑方式注入型腔,其中,所述塑料材料通過多個澆口以如下方式被同時引入型腔,即、使所述塑料材料分別沿預定的流入方向流入型腔,并使所述塑料材料固化粘結,形成至少一個熔合紋,通過不同澆口注入的塑料材料在該熔合紋處交匯;其中,構成所述型腔的徑向內壁的、圓柱形或空心圓柱形型芯被所述塑料材料注塑包覆;
5、-以如下方式對固化粘結后的塑料材料中的填料進行磁化,即、在所述塑料體的表面上或與所述塑料體的表面保持一定距離的位置形成交替的磁極,所述磁極之間形成至少一條邊界線,所述磁極沿所述邊界線延伸。
6、根據本發(fā)明,型芯在型腔中形成與澆口相連的凹槽(德語:tasche),在所述凹槽中,所述塑料材料在被注入所述型腔時相對于縱軸線沿徑向偏移和/或沿著圍繞縱軸線的周向偏轉。
7、通過這種相對于縱軸線的徑向和/或圍繞縱軸線的周向的定向偏轉,所述至少一個熔合紋會在制造過程中相對較早地形成,從而有更多時間以進行牢固連接。由此顯著提高了熔合紋的強度。在這個過程中,塑料材料的偏轉(偏移)是直接在型芯中實現的,該型芯構成型腔的徑向內壁,而且尤其是同樣也由塑料制成。
8、優(yōu)選地,塑料體是沿所述縱軸線依次(successively)被制造。這使得能夠在型腔的軸向端部區(qū)域設置澆口。
9、優(yōu)選地,澆口位于型腔的軸向端部區(qū)域內。從而可以省去直接位于型腔的徑向外部的注料結構。
10、尤其是,所述凹槽被設置在型芯的軸向端部區(qū)域內,該軸向端部沿所述縱軸線方向與所述澆口對置,所述塑料材料在注入過程中通過所述澆口直接被注入所述凹槽。由此,確保通過澆口被注入型腔的塑料材料立即沿徑向和/或周向發(fā)生偏轉。
11、根據本發(fā)明的一實施方式,所述凹槽在圍繞所述縱軸線的周向上間隔布置,并且具有沿軸向延伸的徑向內壁以及與該徑向內壁相連且沿相對于縱軸線的徑向延伸的底部。因此,基本上在每個凹槽中,所述徑向內壁與所述底部之間都形成一個直角,使得塑料材料尤其產生幅度特別大的徑向偏轉。
12、根據本發(fā)明的可選的實施方式,上述凹槽在圍繞所述縱軸線的周向上間隔布置,每個凹槽具有沿軸向延伸的徑向內壁以及與徑向內壁相連且相對于縱軸線沿對角線方向延伸的底部。由此,當徑向內壁和底部共同形成一個銳角時,相比于底部相對于縱軸線的徑向延伸的情形,塑料材料產生更大幅度的偏轉,或者,當徑向內壁和底部相互之間形成一個鈍角時,則會實現相對較小幅度的偏轉。
13、有利的是,當凹槽在周向上分別由兩個側壁界定,其中,根據本發(fā)明的一實施方式,這些側壁相互平行地延伸,而根據本發(fā)明的另一實施方式,這些側壁彼此形成一定角度而(即、相互傾斜地)延伸。也可以考慮使這些側壁具有其他的形狀和走向,例如形成曲線或帶有圓角(德語:rundungen)。
14、根據本發(fā)明的一實施方式,凹槽的側壁在相對于縱軸線的徑向方向上的間距逐漸增大。例如,這可以通過使凹槽的側壁之間相互形成一定角度而(即、傾斜地)延伸來實現,或者通過使側壁呈弧形地或以多個相互呈夾角布置的分段的形式逐漸擴大相互之間的距離來實現。
15、特別優(yōu)選的是,塑料材料最初是沿縱軸線的方向被注入到型腔。
16、所述塑料體例如可以被制造成空心圓柱體的形式,其具有由凹槽形成的內部徑向突起。
17、有利的是,當塑料材料最初以相對較慢的流速,隨后則以相對較高的流速被注入到型腔中。由此可以實現一個特別穩(wěn)定的熔合紋,或者形成多個特別穩(wěn)定的熔合紋。
18、根據本發(fā)明的、用于永磁電機(尤其是用于永磁電動機)的轉子,具有按照本發(fā)明所述方法制造的塑料體。所述縱軸線優(yōu)選地對應轉子的旋轉軸。
19、根據本發(fā)明的方法,盡管被注入型腔的塑料材料是沿軸向流入型腔的,但在澆口附近(immediate?vicinity)因為圍繞縱軸線的周向偏轉而擴散,并迅速地連接成環(huán)形。
20、優(yōu)選地,所述型芯和/或所述塑料體具有沿徑向的突起和/或沿徑向的凹陷,通過這些突起和凹陷,所述塑料體和所述型芯在縱軸線的周向上和/或軸向上以形狀配合的方式相互鎖定。
21、根據本發(fā)明的一種實施方式,所述型芯在塑料材料的注射過程中可以徑向變形,從而使塑料體在軸向上以形狀配合的方式固定在型芯上。這種變形可以通過在注射熱的塑料材料時有針對性地軟化型芯材料來實現。
22、例如,在塑料體中可以形成許多相互交替的磁極,尤其是沿圍繞縱軸線的周向。例如可以在周向上設置四個以上、尤其是八個以上、例如十二個相互交替的磁極。
23、接下來借助實施例和附圖舉例說明本發(fā)明。