BE1018595A3 - Werkwijze voor het assembleren van een rotor met permanente magneten, houder daarbij toegepast, en rotor verkregen door zulke werkwijze. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het assembleren van een rotor (18) met permanente magneten (9 of 17), daardoor gekenmerkt dat zij de volgende stappen omvat: - het aanbrengen van de magneten (9 of 17) in uitsparingen (4) van een niet ferromagnetische houder (3); - het samenbrengen van de houder (3) en de permanente magneten (9 of 17) met een niet ferromagnetische steunplaat (1 of 16); - het bevestigen van de permanente magneten (9 of 17) op de steunplaat (1 of 16); en - het verwijderen van de houder (3) en het aanbrengen van lamellen (13) over de op de steunplaat (1 of 16) bevestigde permanente magneten.

Description

Werkwijze voor het assembleren van een rotor met permanente magneten, houder daarbij toegepast, en rotor verkregen door zulke werkwijze.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het assembleren van een rotor met permanente magneten, een houder daarbij toegepast, en een rotor verkregen door zulke werkwijze.

Meer speciaal is de uitvinding bedoeld voor het assembleren van zulk een rotor voor gebruik in interne permanent magneet motoren (IPM)

In standaard inductiemotoren is de rotor opgebouwd uit ferromagnetische lamellen, die samengehouden worden door een kooi, meestal door spuitgieten gevormd.

Men kent ook motoren met een gelamelleerde rotor waarbij er permanente magneten in ferromagnetische lamellen geplaatst zijn, en er dus geen kooi aanwezig is en een andere manier voor het samenpersen en samenhouden van de lamellen gebruikt moet worden.

Bij dit laatste type is het bekend dat bij de assemblage eerst de lamellen als een stapel bij elkaar worden gevoegd .en aan elkaar worden bevestigd, waarbij verschillende methodes reeds gekend zijn.

Zo kunnen de lamellen aan elkaar geponst worden, of nog door middel van rivetten of lasverbindingen aan elkaar worden bevestigd.

Een nadeel van deze werkwijze is dat de lokale verbindingen van de geïsoleerde lamellen voor een slechtere prestatie van de motor zorgen, aangezien zij een negatieve invloed hebben op de ijzerverliezen die door het magnetisch veld worden opgewekt.

Een mogelijke oplossing is het gebruiken van lijm om deze lamellen aan elkaar te verbinden. Een nadeel is dat bij het aaneenhechten van de lamellen door middel van lijm, deze werkwijze duur en temperatuurgevoelig is.

Nog een nadeel is dat het moeilijk is in de reeds samengevoegde lamellen permanente magneten in te brengen in daartoe voorziene uitsparingen. De permanente magneten oefenen immers grote krachten uit op de ferromagnetische lamellen en op de andere reeds geplaatste magneten waardoor zij niet automatisch op hun positie blijven.

Nog een nadeel van de reeds samengehechte lamellen is de mogelijkheid om fouten te maken door de magneten in een verkeerde oriëntatie in de daartoe voorziene uitsparingen te monteren, meer specifiek met de noord-zuid richting van de magneten in de omgekeerde zin dan bedoeld.

Het is bekend dat men deze foutieve oriëntatie kan vermijden door de magneten in ongemagnetiseerde toestand in de rotor te monteren en ze pas nadien, samen met de hele rotor, te magnetiseren, maar deze manier van magnetiseren heeft het nadeel een zeer hoge energiewaarde te vereisen.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een werkwijze voor het assembleren van een rotor met permanente magneten, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: het aanbrengen van de magneten in uitsparingen van een niet ferromagnetische houder ,- het samenbrengen van de houder en de permanente magneten met een niet ferromagnetische steunplaat; het bevestigen van de permanente magneten op de steunplaat; en het verwijderen van de houder en het aanbrengen van lamellen over de op de steunplaat bevestigde permanente magneten.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding omvat deze werkwijze de volgende stappen: het assembleren van twee steunplaten met daarop bevestigde permanente magneten; het aanbrengen van een rotoras doorheen een eerste steunplaat; het stapelen van lamellen over de voornoemde rotoras teneinde de voornoemde magneten volledig te bedekken; het verder opbouwen van de stapel met bijkomende lamellen die de magneten van de tweede steunplaat kunnen bevatten door deze tweede steunplaat over de rotoras te schuiven met haar permanente magneten gericht naar de eerste steunplaat; en het bevestigen van de twee steunplaten op de rotoras.

Het bevestigen van de twee steunplaten geschiedt bij voorkeur door het axiaal samendrukken van de twee steunplaten en de daartussen liggende lamellen en het in axiale richting blokkeren van de steunplaten op de rotoras.

Het axiaal samendrukken van de twee steunplaten op de rotoras kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door middel van een circlip, een borgring, een moer, een klemring of een ander klemmend onderdeel.

Een voordeel van deze werkwijze is dat de lamellen door de voornoemde steunplaten worden samengeperst, zonder dat er enige verbinding van één lamel naar een andere lamel is aangebracht, hetgeen de goede werking van de motor ten goede komt.

Nog een voordeel van deze werkwijze is dat de lamellen duurzaam verankerd zijn, en niet meer kunnen bewegen, hetgeen niet alleen de goede werking van de motor bevordert, maar ook voorkomt dat er storende geluiden veroorzaakt worden.

Tijdens de assemblage volgens de werkwijze volgens de uitvinding worden de steunplaten, de lamellen en de rotoras, bij voorkeur in de rotatierichting rond de rotatieas ten opzichte van elkaar uitgelijnd.

Daartoe zijn de steunplaten en de lamellen bij voorkeur voorzien van een doorgang voor een rotoras en is deze doorgang voorzien van een uitsparing die past over een spiebaan die zich over de axiale richting van de rotoras uitstrekt, zodat de steunplaten, en de lamellen in een niet verdraaibare en axiaal uitgelijnde positie worden gehouden.

Bij voorkeur gebeurt volgens de werkwijze de bevestiging van de permanente magneten aan de niet-ferromagnetische steunplaat door middel van verlijming, waarbij de lijm een lijm kan zijn die uithardt onder invloed van uitgeoefende druk.

Bij voorkeur wordt bij het assembleren de steunplaat op een ferromagnetische ondergrond geplaatst, teneinde bij het bevestigen van de magneten op de steunplaat door lijmen, een druk uit te oefenen tussen de permanente magneten en de steunplaat door de magnetische aantrekking van de permanente magneten op de ferromagnetische ondergrond.

Bij voorkeur is in de niet-ferromagnetische houder minstens één magneet voorzien die bij het op een foutieve manier inbrengen van de permanente magneten van de rotor in de houder de betreffende permanente magneet zal afstoten of tegenhouden in axiale richting.

Bij voorkeur is de voornoemde magneet van de houder tegenover een uitsparing in de houder voor een permanente magneet van de rotor geplaatst en dit op een afstand van de ingang van de voornoemde uitsparing waarlangs de permanente magneet van de rotor in de houder wordt ingebracht.

Een voordeel van deze werkwijze is dat het foutief inbrengen van permanente magneten bij de assemblage van een rotor wordt voorkomen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een werkwijze volgens de uitvinding voor het assembleren van een rotor met permanente magneten, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch en in perspectief een niet-ferromagnetische steunplaat en houder volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een zicht weergeeft volgens pijl F2 van de houder in figuur 1; figuur 3 de plaatsing van permanente magneten op de steunplaat in de houder weergeeft; figuur 4 een steunplaat met bevestigde permanente magneten weergeeft volgens de uitvinding; figuur 5 de assemblage van figuur 4 op een rotoras weergeeft; figuur 6 de assemblage van ferromagnetische lamellen op de rotoras van figuur 5 weergeeft; figuur 7 de assemblage van een tweede steunplaat met bevestigde permanente magneten op de rotoras weergeeft maar nu in omgekeerde zin; figuur 8 de geassembleerde rotor volgens de uitvinding weergeeft.

Figuur 1 geeft een niet-ferromagnetische steunplaat 1 weer die in dit voorbeeld schijfvormig is uitgevoerd en die een bij voorkeur centraal gelegen doorgaande ronde opening vertoont, evenals een uitsparing 2 die in dit geval bestaat uit een inkeping in de omtrekswand van de voornoemde centrale opening.

Op de voornoemde steunplaat 1 kan een niet-ferromagnetische houder 3 worden geplaatst, welke houder 3 in dit geval tevens een schijfvorm vertoont en waarbij deze houder 3 is voorzien van uitsparingen 4 in de axiale richting die, in dit geval, door de hele dikte van de houder 3 lopen, en van uitsparingen 5 die, in dit geval, slechts tot de halve diepte van de houder lopen.

Zoals weergegeven in figuur 2 zijn aan één axiaal uiteinde van de houder 3 de uitgangen 6 van de uitsparingen 4 doorheen de houder 3 zichtbaar, welke uitgangen 6 die naar het eindvlak van het betreffende axiale uiteinde toe verbreed zijn.

Op het betreffende eindvlak is tevens een spiebaan 7 voorzien die samen met een schijfvormige verhevenheid 8 op dit eindvlak als een sleutel past op de centrale opening met de uitsparing 2 van de steunplaat 1 uit figuur 1.

Figuur 3 geeft de plaatsing weer van permanente magneten 9 die passen in de daartoe voorziene uitsparingen 4 in de houder 3, en de positie van magneten 10 in de daartoe voorziene halfdiepe uitsparingen 5.

Elke permanente magneet 9 is voorzien van een magnetisch zuidvlak, aangeduid door de letter S, en van een magnetisch noordvlak, aangeduid door de letter N. Ook de kleinere magneten 10 vertonen een S en een N zijde.

In figuur 4 is een steunplaat 1 weergegeven waarop alle permanente magneten 9 zijn vastgehecht in de gewenste positie.

Figuur 5 toont de assemblage van een steunplaat 1 met permanente magneten 6 op een rotoras 11 voorzien van een spiebaan 12 die samenwerkt met de uitsparing 2 van de steunplaat 1.

Figuur 6 toont het stapelen op een rotoras 11, voorzien van een spiebaan 12, van ferromagnetische lamellen 13, voorzien van een uitsparing 14 passend op de spiebaan 12 van de rotoras 11, en van uitsparingen 15 die over de permanente magneten 9 passen.

. In figuur 7 wordt de assemblage van een tweede steunplaat .16 met bevestigde permanente magneten 17 weergegeven, waarbij deze in omgekeerde zin van de eerste steunplaat 1 op de rotoras geschoven wordt.

In figuur 8 wordt een rotor 18 geassembleerd volgens de uitvinding weergegeven, begrensd door een bovenste steunplaat 16, en een onderste steunplaat 1 waartussen zich gestapelde lamellen 13 bevinden, die door beide steunplaten 1 en 16 samengedrukt worden onder invloed van een circlip 19.

De werkwijze voor het assembleren van een elektromagnetische rotor is zeer eenvoudig en als volgt.

De schijfvormige steunplaat 1, uit een niet-ferromagnetisch materiaal, wordt op een ferromagnetisch oppervlak geplaatst en aan de bovenzijde met activator voor een lijm besproeid.

De houder 3, ook uit een niet-ferromagnetisch materiaal zoals aluminium, wordt op de steunplaat 1 geplaatst waarbij de houder 3 door middel van een schijfvormige verhevenheid 8, voorzien van een spiebaan 7, als een sleutel past op de centrale opening van de steunplaat 1, waarin een passende uitsparing 2 voor de spiebaan 7 is voorzien, zodat een juiste positionering bekomen wordt.

De kleinere magneten 10 worden in de daartoe voorziene halve uitsparingen 5 aangebracht en verankerd, die maar tot de helft van de diepte van de houder 3 gaan.

De grotere permanente magneten 9 worden aan de onderzijde van een lijmlaag voorzien en elk in de daartoe voorziene uitsparingen 4 geschoven die doorheen de ganse dikte van de houder 3 gaan, waarbij de permanente magneet 9 door het magnetiseerbaar platform, waarop steunplaat 1 rust, wordt aangetrokken en tot tegen de steunplaat 1 schuift met zijn van lijm voorziene zijde, waarbij de verlijming door de druk van de magnetische aantrekking geïnitieerd wordt door het contact van de activator en de lijm.

Deze verplaatsing kan maar lukken indien de oriëntatie van de ingeschoven permanente magneet 9 de gewenste is. Indien niet, wordt de permanente magneet 9 door de kleine magneet 5 teruggestoten naar het bovenoppervlak, om zodoende te voorkomen dat permanente magneten 9 in de verkeerde magnetische oriëntatie in de rotor zouden worden ingebouwd.

De lijm verhardt alleen aan het contactoppervlak tussen permanente magneet 9 en de steunplaat 1. De uitsparingen, waarin de permanente magneten passen in de houder, zijn onderaan plaatselijk verbreed 6, waardoor eventueel overtollige lijm een uitweg vindt, zonder echter te verharden. Bij het aanbrengen van lamellen 13 in een verdere stap, zal de overtollige lijm over de hele lamel 13 verdeeld worden, waarbij voorkomen wordt dat het oppervlak van de lamel 13 niet goed zou aansluiten met het oppervlak van de steunplaat 1.

Nadat alle permanente magneten 9 zijn aangebracht en de lijm verhard is, wordt de houder 3 verwijderd, en wordt de werkwijze nogmaals herhaald voor een tweede steunplaat 16.

De assemblage van de rotor wordt vervolgd door het schuiven van de eerste steunplaat 1 met bevestigde permanente magneten 9 over de rotoras 11, waarbij de spiebaan 12 op de rotoras 11 zorgt voor de juiste positionering via de overeenstemmende uitsparing 2 in de eerste steunplaat 1.

Vervolgens worden alle lamellen 13 op de as geschoven, waarbij weerom de spiebaan 12 op de rotoras 11 zorgt voor een juiste positionering van de lamellen 13.

Tenslotte wordt de tweede steunplaat 16, voorzien van bevestigde permanente magneten 17, over de rotoras 11 geschoven, doch in omgekeerde zin zodat de bevestigde permanente magneten 17 nu naar onderen wijzen.

Op deze wijze wordt een rotor bekomen, voorzien van permanente magneten 9 en 17 die gevat zitten in een stapel lamellen 13, die begrensd wordt door een bovenste en een onderste steunplaat 1 en 16, die samengedrukt worden door een bevestigingsmiddel, zoals een circlip 18 of dergelijke, waarbij de lamellen 13 goed contact maken, maar zonder met elkaar verbonden te zijn.

Het spreekt voor zich dat het bevestigingsmiddel ook kan bestaan uit een schroefbout of een krimpkous op de rotoras geplaatst, of een ander mechanisch bevestigingsmiddel.

Het spreekt ook voor zich dat de permanente magneten ook door andere middelen dan door lijm gehecht kunnen worden op de steunplaten.

Het is tevens vanzelfsprekend dat de werkwijze niet beperkt is tot het samenvoegen van twee identieke steunplaten van permanente magneten voorzien, maar dat ook slechts één, ofwel meer dan twee steunplaten met permanente magneten gebruikt kunnen worden voor de assemblage van een rotor volgens de uitvinding.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een werkwijze volgens de uitvinding voor het assembleren van een rotor met permanente magneten, een houder daarbij toegepast en een rotor verkregen door zulke werkwijze, kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (14)

1. Werkwijze voor het assembleren van een rotor (18) met permanente magneten (9 of 17), daardoor gekenmerkt dat zij de volgende stappen omvat: het aanbrengen van de magneten (9 of 17) in uitsparingen (4) van een niet ferromagnetische houder (3); - het samenbrengen van de houder (3) en de permanente magneten (9 of 17) met een niet ferromagnetische steunplaat (1 of 16); - het bevestigen van de permanente magneten (9 of 17) op de steunplaat (1 of 16); en - het verwijderen van de houder (3) en het aanbrengen van lamellen (13) over de op de steunplaat (1 of 16) bevestigde permanente magneten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat zij de volgende stappen omvat: - het assembleren van twee steunplaten (1 en 16) worden geassembleerd met daarop bevestigde permanente magneten (9 en 17); - het aanbrengen van een rotoras doorheen een eerste steunplaat (1); - het stapelen van lamellen (13) over de voornoemde rotoras teneinde de voornoemde magneten (9) volledig te bedekken; - het verder opbouwen van de stapel met bijkomende lamellen (13) die de magneten (17) van de tweede steunplaat (16) kunnen bevatten door deze tweede steunplaat (16) over de rotoras (11) te schuiven met haar permanente magneten (17) gericht naar de eerste steunplaat (1); en - het bevestigen van de twee steunplaten (1 en 16) op de rotoras (11).

3. Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat het bevestigen van de twee steunplaten wordt gerealiseerd door het axiaal samendrukken van de twee steunplaten (1 en 16) en de daartussen liggende lamellen (13) en het in axiale richting blokkeren van de steunplaten (1 en 16) op de rotoras (11).

4. Werkwijze volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het axiaal samendrukken van de twee steunplaten (1 en 16) op de rotoras (11) wordt gerealiseerd door middel van een circlip (19), een borgring, een moer, een klemring of een ander klemmend onderdeel.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat tijdens de assemblage de steunplaten (1 en 16), de lamellen (13) en de rotoras (11), in rotatierichting rond de rotatieas ten opzichte van elkaar worden uitgelijnd.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de steunplaten (1 en 16) en de lamellen (13) zijn voorzien van een doorgang voor een rotoras (11) en dat deze doorgang is voorzien van een uitsparing (2) die past over een spiebaan (12) die zich over de axiale richting van de rotoras (11) uitstrekt, zodat de steunplaten (1,16), en de lamellen (13) in een niet verdraaibare en axiaal uitgelijnde positie worden gehouden.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de bevestiging van de permanente magneten (9 of 17) aan de niet-ferromagnetische steunplaat (1 of 16) door middel van verlijming wordt verkregen.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de lijm ter bevestiging van de permanente magneten (9 of 17) een lijm is die uithardt onder invloed van uitgeoefende druk.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat bij het assembleren de steunplaat (1 of 16) op een ferromagnetische ondergrond wordt geplaatst, teneinde bij het bevestigen van de magneten op de steunplaat door lijmen, een druk uit te oefenen tussen de permanente magneten (9 of 17) en de steunplaat (1 of 16) door de magnetische aantrekking van de permanente magneten (9 of 17) op de ferromagnetische ondergrond.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat in de niet-ferromagnetische houder (3) minstens één magneet is voorzien die bij het op een foutieve manier inbrengen van de permanente magneten (9 of 17) van de rotor (18) in de houder (3) de betreffende permanente magneet zal afstoten of zal tegenhouden in axiale richting.

.11.- Werkwijze volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde magneet van de houder (3) tegenover een uitsparing in de houder (3) voor een permanente magneet (9 of 17) van de rotor (18)) is geplaatst en dit op een afstand van de ingang van de voornoemde uitsparing (4) waarlangs de permanente magneet (9 of 17) van de rotor in de houder (3) wordt ingebracht.

12. Houder die kan worden toegepast in een werkwijze volgens één van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de houder (3) bestaat uit een niet-ferromagnetisch materiaal, en voorzien is van uitsparingen voor het houden van de permanente magneten (9 of 17) in een gewenste positie ten opzichte van de steunplaat (1 of 16) gedurende het bevestigen van de permanente magneten (9 en/of 17) op de steunplaten 1 en/of 16).

13. Houder volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de houder (3) bijkomende uitsparingen (5) bevat voor het aanbrengen van één of meerdere magneten (10) die in staat zijn om te verhinderen dat permanente magneten (9 of 17) bij het inschuiven in de houder (3) in een magnetisch verkeerde oriëntatie zouden staan.

14. Rotor verkregen met een werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 11.