CH657727A5

CH657727A5 - Rotor fuer synchronmotoren.

Info

Publication number: CH657727A5
Application number: CH5461/82A
Authority: CH
Inventors: Hermann Gerber
Original assignee: Sodeco Compteurs De Geneve
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1986-09-15
Also published as: FR2533083B1; GB8324054D0; FR2533083A1; IT1168723B; JPH0158749B2; IT8322848A0; DE3238674C2; GB2126435B; GB2126435A; DE3238674A1; JPS5967859A; US4477744A

Description

657 727

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Rotor für Synchronmotoren, bestehend aus einem permanenten Ringmagneten und aus einer mit einer Rotorwelle versehenen und mit dem Ringmagneten verbundenen Nabe, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Ringmagneten (1) sowie die Aussenfläche der Nabe (3) mit Verzahnungen (4,9) versehen sind, deren Zähne (5,10) eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Nabe (3) und dem Ringmagneten (1) bilden, wobei die Flanken (7,8,12,13) der Zähne (5,10) parallel zum eine Symmetrielinie bildenden Durchmesser (R) des Ringmagneten (1) verlaufen und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Flanken (7,12 und 8,13) der beiden Verzahnungen (4,9) besteht, und dass im Bereich der Verzahnung (4,9) zwischen der Nabe (3) und dem Ringmagneten (1) in radialer Richtung gesehen Spalten (17,18) vorhanden sind.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (10) der Nabe (3) mit Einbuchtungen bzw. Schlitzen (14) versehen sind.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausdehnungskoeffizienten der Nabe (3) und des Ringmagneten (1) im wesentlichen entsprechen.

4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung an den Zahnflanken (7,8,12,13) ein Presssitz ist.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung, an den Zahnflanken (7,8,12,13) eine Klebe- oder Schweissverbindung ist.

6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3) aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellt ist.

7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringmagnet (1) bei radial verlaufender magnetischer Anisotropie gleichviel Pole wie Zähne (5) besitzt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für Synchronmotoren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches!.

Es ist bekannt, solche Rotoren bei Synchronmotoren anzuwenden. Die Verbindung der Rotornabe mit dem Ringmagneten wird gewöhnlich durch Einpressen der Nabe in den Ringmagneten hergestellt, wobei durch die in radialer Richtung auf den Ringmagneten wirkenden Druckkräfte Zugspannungen im Magnetring entstehen, die häufig zu Rissen führen.

Aus der CH-PS 524 913 sowie aus der GB-PS 1 353 082 sind Motorläufer bekannt, deren Magnetträger (Naben) Halteteile aufweisen, welche mit den Stirnseiten der permanenten Ringmagnete formschlüssig bzw. kraftschlüssig verbunden sind. Bei unterschiedlichem Dehnungskoeffizienten des Magnet- und Trägermaterials ist die Bildung von Zugspannungen im Magnetring und von daraus resultierenden Rissen jedoch auch bei dieser Lösung nicht auszuschliessen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor zu schaffen, bei welchem schädliche Zugspannungen im Ringmagneten weitgehend vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Rotors wird anhand einer einzigen Zeichnungsfigur näher beschrieben, die einen Teilschnitt in einer zur Rotorwelle senkrechten Ebene durch den Rotor darstellt.

Der Rotor besteht aus einem ringförmigen Permanentmagneten, im weiteren Ringmagnet 1 genannt, und aus einer mit einer Rotorwelle 2 fest verbundenen, als Träger des Ringmagneten 1 dienenden Nabe 3. Der Ringmagnet 1 weist auf der Innenfläche eine Verzahnung 4 mit Zähnen 5 und Zahnlücken 6 auf, deren Flanken 7 und 8 jeweils parallel zu dem eine Symmetrielinie des jeweiligen Zahnes bildenden Durchmesser R des Ringmagneten 1 verlaufen. Die Kanten der Zähne 5 und der Zahnlücken 6 sind abgerundet. Die Nabe 3 ist aus Kunststoff, mit Vorteil aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GV) hergestellt; ihr Aussendurchmesser r ist ca. 1 mm kleiner als der Durchmesser n des Fusskreises der Verzahnung 4 des Ringmagneten 1. Die Nabe 3 weist eine mit gleicher Anzahl der Zähne wie der Ringmagnet 1 versehene Aussen Verzahnung 9 mit Zähnen 10 und Zahnlücken 11 auf, deren Flanken 12,13 paarweise parallel zur Symmetrielinie der vom jeweiligen Zahnpaar eingeschlossenen Zahnlücke der Nabe 3 verlaufen. Die Zähne 10 weisen Einbuchtungen bzw. Schlitze 14 und die Zahnlücken 11 halbkreisförmige Ausbuchtungen 15 auf. Die Kanten der Zähne 10 sind ebenfalls abgerundet. Die Breite B der Zähne 5 des Ringmagneten

I entspricht der Breite der Zahnlücken 11 der Nabe 3. Die Magnetisierung des Ringmagneten 1, der gleichviel Pole wie Zähne besitzt und dessen magnetische Anisotropie radial verläuft, ist mit 16 bezeichnet.

Die Nabe 3 wird in den Ringmagneten 1 so eingepresst,

dass die Zähne 5 des Ringmagneten 1 in die Zahnlücken 11 der Nabe 3 gelangen, wobei an den Berührungsflächen der Zahnflanken 7,12 und 8,13 eine durch einen Presssitz gebildete kraftschlüssige Verbindung der beiden Rotorteile 1,3 entsteht. Wegen der unterschiedlichen Durchmesser r der Nabe 3 und n des Fusskreises der Verzahnung 4 des Ringmagneten 1 sowie dank der Ausbuchtungen 15 der Zahnlücken

II der Nabe 3 verbleiben zwischen den eingepressten Teilen in radialer Richtung gesehen Spalten 17,18, die eine Berührung dieser Teile bei thermisch bedingten Dehnungen bzw. Schrumpfungen verhindern. Die Nabe 3 hat somit in radialer Richtung genügend Spiel, um Druckspannungen unter allen Umständen zu verhindern. Die Elastizität der Nabe 3 kann durch die Form und Grösse der Einbuchtungen bzw. Schlitze 14 in den Köpfen der Zähne 10 der Nabe 3 variiert werden.

Anstelle des Presssitzes zwischen der Nabe 3 und dem Ringmagneten 1 kann eine Verbindung durch Kleben, Ultraschall- oder Laserschweissung an gleicher Stelle hergestellt werden.

Beim Einpressen der Nabe 3 in den Ringmagneten 1 wirken in den Berührungsflächen durch Pfeife A bezeichnete Druckkräfte, die in den Zähnen 5 durch Kräfte A' vollständig aufgefangen werden. Ansonsten entstehen keine in radialer Richtung wirkende Druckkräfte, die Zugspannungen im Ringmagneten 1 und daraus resultierende Risse verursachen können.

Die Wahl von GV-Kunststoff für die Nabe 3 hat den Vorteil, dass einerseits ein ausreichend fester Sitz der Nabe 3 auf der Rotorwelle 2 und andererseits annähernd gleiche Dehnungskoeffizienten der beiden Rotorteile 1,3 erzielt werden, so dass an den Berührungsstellen bei thermischer Beeinflussung keine Reibungskräfte entstehen. Ansonsten kann die Nabe 3 aus einem anderen geeigneten Kunststoff oder aus einem gespritzten oder gesinterten Werkstoff sowie aus einem magnetisch leitenden Werkstoff, z.B. aus Sintereisen, bestehen. Wichtig ist, dass das Material der Nabe 3 und des Ringmagneten 1 ähnliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen, um Druckspannungen im Ringmagneten 1 über die Reibung an den Verbindungsstellen zu vermeiden.

Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Nabe 3 und der Ringmagnet 1 so ausgelegt sind, dass sie in Spritz-, Pressfliess-, Extrudier- oder Sinter-Technik hergestellt werden können.

2

s

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15

20

25

30

35

40

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50

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60

65

B

1 Blatt Zeichnungen