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Rotor mit mehreren an seinem Umfang angebrachten
Dauermagneten
Die Erfindung betrifft einen Rotor, der an seinem Umfang mit mehreren Dauermagneten versehen ist, die mit den gleichnamigen Polen einander zugekehrt sind und durch Polplatten getrennt, in tangen- tialer Richtung nebeneinander liegen.
Ein derartiger Rotor ist in der deutschen Patentschrift Nr. 699236 beschrieben. Über die Befestigung der Magnete an einer Nabe wird in dieser Patentschrift nichts erwähnt. Es wird nur angegeben, dass eine
Nabe mit eingegossen sein kann und die Stimteile geschlossen und von Schrumpfringen umgeben sind.
In der USA-Patentschrift Nr. 2,060, 259 ist ein Rotor beschrieben, wobei die Polplatten in axialer Richtung verschoben sind, so dass Endplatten für die Unterstützung der Magnete notwendig sind. Für mehrpolige Dauermagnete ist diese Konstruktion wenig geeignet, wobei hervorzuheben ist, dass eine asymmetrische Belastung der Magnete auftritt.
Nach der Erfindung bestehen die Dauermagnete aus einem Material mit einer Koerzitivfeldstärke Hc grösser als 1000 Oersted, wobei sie in radialer Richtung ausschliesslich durch direkte Unterstützung von und bzw. oder durch Befestigung an den Polplatten festgehalten werden, welche ihrerseits an der Innenseite an einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nichtmagnetischem Material unmittelbar befestigt sind.
Durch die Wahl des Magnetmaterials und der gegenseitigen Lage der Magnetpole ergibt sich die Möglichkeit, einen Rotor mit einer grösseren Anzahl abwechselnder Pole aufzubauen, ohne dass die Polteilung gross zu sein braucht. Infolge ihrer grossen Anzahl ist es dabei nicht einfach durchführbar, die Magnete selbst direkt z. B. mit Hilfe einer Schraubverbindung oder eines Klebstoffes, an der Welle zu befestigen. Ausserdem können die infolge der Zentrifugalkraft auftretenden Kräfte von einer solchen Grösse sein, dass die Magnete nicht nur besonders starr befestigt sein müssen, sondern dass die Festigkeit des magnetischen Materials nicht genügt, um diese Zentrifugalkräfte aufzunehmen. Es wäre möglich, die Magnete durch einen um den Umfang des Rotors herumliegenden, an der Welle befestigten zylindrischen Stützkörper zu befestigen.
Auf diese Weise wird aber der Luftspalt zwischen dem Rotor und einem mit diesem zusammenwirkenden umgebenden Teil in unerwünschtem Masse vergrössert, so dass die mit dem Aufbau nach der Erfindung erzielten Vorteile wieder teilweise verloren gehen. Eine andere Lösung könnte darin bestehen, dass die Polplatten mit Nocken versehen sind, die an den Seiten des Rotors aus den Magneten herausragen und von einem an der Welle befestigten ringförmigen Körper umgeben sind. Die in dieser Bauart auftretenden Flächendrücke können aber so gross werden, dass das Material der Polplatten gegen solche Drücke nicht beständig ist. Ausserdem werden die Polplatten in dieser Bauart von den auftretenden Zentrifugalkräften auf Biegung beansprucht, so dass die Widerstandsfähigkeit der Polplatten in bestimmten Fällen grösser werden muss, als in magnetischer Hinsicht erwünscht ist.
Dadurch, dass die Magnete in radialer Richtung ausschliesslich durch direkte Unterstützung von und bzw. oder durch Befestigung an den Polplatten festgehalten werden und die Polplatten ihrerseits an der Innenseite an einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nicht-magnetischem Material unmittelbar befestigt sind, ist in einfacher Weise erreicht, dass die Magnetedurchdiesowieso vorhandenen Polplatten an der Welle befestigt sind. Das magnetische Material der Dauermagnete wird auf diese Weise durch die Zentrifugalkräfte in einem Mindestmass beansprucht. Zu diesem Zweck ist nur ein auf der Rotorwelle an-
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gebrachter Ring aus nicht-magnetischem Material notwendig, wodurch sich eine sehr einfache, leicht zugängliche und gedrängte Bauart ergibt.
Der Ring aus nicht-magnetischem Material kann durch Speichen oder eine dünne plattenförmige Scheibe auf der Rotorwelle angebracht sein, so dass die Rotorwelle direkt beiderseits dieser Speichen oder Scheibe gelagert werden kann. Auf diese Weise kann die Durchbiegung der Welle auf ein Mindestmass beschränkt werden, was im Zusammenhang mit der Zentrierung des Rotors gegenüber dem um den Rotor herum angebrachten Stator erwünscht ist. Hiedurch kann der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator sehr eng gehalten werden, ohne die Gefahr einer gegenseitigen Berührung von Rotor und Stator.
Bei der Bauart nach der Erfindung ist der Ring aus nicht-magnetischem Material der Bauteil, der die Zentrifugalkräfte aufnimmt. Im Zusammenhang damit muss die Widerstandsfähigkeit dieses Ringes entsprechend der Drehzahl des Rotors gewählt werden.
Es hat sich als möglich erwiesen, den Ring aus nicht-magnetischem Material schmäler als die Polplatten auszubilden. Die Stärke des Ringes muss dann dementsprechend gewählt werden, während diePolplatten selbst im allgemeinen hinreichend widerstandsfähig sind, um störende Verformungen im Betrieb zu verhüten.
Die Breite des Ringes aus nicht-magnetischem Material beträgt vorzugsweise etwa 1/3 der Breite der Polplatten.
Um dem Ring aus nicht-magnetischem Material eine hinreichend hohe Zugfestigkeit zu geben, wird er vorzugsweise aus Chromnickelstahl hergestellt.
Magnetisch werden die günstigsten Ergebnisse erzielt, wenn in einem Schnitt senkrecht zur Rotorwelle die Magnete rechteckig und die zwischen den Magneten liegenden Teile der Polplatten im wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind. Auf diese Weise nimmt die Stärke der Polplatten mit der Zunahme des magnetischen Flusses zu.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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nach Fig. 2.
In den Figuren ist ein Rotor dargestellt, der an seinem Umfang mehrere Dauermagnete 1 aufweist, die je aus einem Material mit einer Koerzitivfeldstärke Hc grösser als 1000 Oersted bestehen. Zwischen den Magneten 1 liegen Polplatten 2. Die Magnete 1 sind in tangentialer Richtung magnetisiert und liegen mit den gleichnamigen Polen einander zugekehrt, so dass am Umfang des Rotors durch die Polplatten 2 abwechselnd Nord- und Südpole entstehen. Die Polplatten 2 sind an ihrer Innenseite 3 an einem Ring 4 aus Chromnickelstahl befestigt. Die Breite des Ringes 4 beträgt etwa 1/3 der Breite der Polplatten 2. Der Ring 4 ist mittels eines Ansatzes 5 mit Hilfe einer Nabe 7 an der Rotorwelle 6 befestigt.
In Fig. 2 ist der Querschnitt der Dauermagnete 1 trapezförmig, während die Stärke des zwischen den Magneten 1 liegenden Teiles der Polplatten 2 überall gleich ist.
In Fig. 3 ist der Querschnitt der Magnete 1 rechteckig, während die Stärke des zwischen den Magneten 1 liegenden Teiles der Polplatten 2 nach aussen hin zunimmt.
Die Magnete 1 werden durch eine Verbreiterung 8 jeder Polplatte 2 in radialer Richtung festgehalten.
Ausserdem sind die Magnete 1 mittels eines Klebstoffes an den Polplatten 2 befestigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rotor, der an seinem Umfang mit mehreren Dauermagneten versehen ist, die mit den gleichnamigen Polen einander zugekehrt sind und, durch Polplatten getrennt, in tangentialer Richtung nebeneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauermagnete aus einem Material mit der Koerzitivfeldstärke Hc grösser als 1000 Oersted bestehen und in radialer Richtung ausschliesslich durch direkte Unterstützung von und bzw. oder durch Befestigung an den Polplatten festgehalten werden, welche ihrerseits an der Innenseite an einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nicht-magnetischem Material unmittelbar befestigt sind.