DE10051239A1 - Nasslaufender Permanentmagnet-Rotor - Google Patents
Nasslaufender Permanentmagnet-RotorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen nasslaufenden Permanentmagnet-Rotor eines einen bewickelten Stator aufweisenden Elektromotors zum Antrieb einer Kreiselpumpe mit zumindest einem im Permanentmagnet-Rotor angeordneten, durchgehenden Strömungskanal, der zwischen einer einem Pumpenraum abgewandten Seite und einer dem Pumpenraum zugewandten Seite angeordnet ist, wobei der zumindest eine Strömungskanal einen Eingang aufweist, dessen Abstand zu einer Drehachse des Permanentmagnet-Rotors geringer ist als der Abstand zwischen einem Ausgang des Strömungskanals und der Drehachse. Bei einem bekannten Rotor dieser Art sind nur begrenzte Variationen der Form und Lage der Strömungskanäle möglich. Es ist auch schwierig, den bekannten Rotor zu fügen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Permanentmagnet-Rotor eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors zu schaffen, der auf wirtschaftliche Weise herstellbar ist und komplizierte Strömungskanäle beinhalten kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Permanentmagnet-Rotor ein erstes Nabenteil mit einer Außen-Begrenzungsfläche besitzt, das von einem hohlen zweiten Nabenteil mit einer Innen-Begrenzungsfläche umgeben ist, und die Begrenzungsflächen beider Nabenteile Strömungskanalkonturen enthalten, die zusammen den zumindest einen durchgehenden Strömungskanal mit einer Strömungskanalkontur bilden.
Description
Die Erfindung betrifft einen Nasslaufenden Permanentmagnet-Rotor eines einen bewickelten
Stator aufweisenden Elektromotors zum Antrieb einer Kreiselpumpe mit zumindest einem im
Permanentmagnet-Rotor angeordneten, durchgehenden Strömungskanal, der zwischen
einer einem Pumpenraum abgewandten Seite und einer dem Pumpenraum zugewandten
Seite angeordnet ist, wobei der zumindest eine Strömungskanal einen Eingang aufweist,
dessen Abstand zu einer Drehachse des Permanentmagnet-Rotors geringer ist als der
Abstand zwischen einem Ausgang des Strömungskanals und der Drehachse.
Die bekannten Strömungskanäle sind hilfreich, um eine ausreichende Umspülung des
Permanentmagnet-Rotors und insbesondere dessen Lagers zu gewährleisten. Die
Umspülung verhindert die Bildung von Luft- oder Gasblasen im Bereich des Lagers und
damit ein Trockenlaufen und damit die Zerstörung des Lagers. Zusätzlich kann durch das
strömende Medium eine Überhitzung der Statorwicklung des Elektromotors verhindert
werden. Durch den unterschiedlichen Abstand von Eingang und Ausgang des zumindest
einen Strömungskanals ist bei Rotation des Permanentmagnet-Rotors eine Pumpwirkung
möglich, die für eine ausreichende Entgasung und Kühlung sorgt. Im einfachsten Fall sind
die Strömungskanäle geradlinig, schräg zur Drehachse verlaufend, angeordnet.
Bei einem aus der DE-OS 195 38 278 A1 bekannten Rotor dieser Art wurde vorgeschlagen
die Strömungskanäle durch Nuten in zwei symmetrischen Halbzylindern auszubilden, die
zusammen den Rotor bilden. Bei dieser Ausführung des Rotor sind nur begrenzte
Variationen der Form und Lage der Strömungskanäle möglich. Es ist auch schwierig die
beiden symmetrischen Halbzylinder zu fügen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Permanentmagnet-Rotor mit
zumindest einem Strömungskanal so zu gestalten, dass er auf wirtschaftliche Weise
herstellbar ist, insbesondere bei komplizierter Strömungskanalgeometrie.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Permanentmagnet-Rotor ein
erstes Nabenteil mit einer Außen-Begrenzungsfläche besitzt, das von einem hohlen zweiten
Nabenteil mit einer Innen-Begrenzungsfläche umgeben ist, und die Begrenzungsflächen
beider Nabenteile Strömungskanalkonturen enthalten, die zusammen den zumindest einen
durchgehenden Strömungskanal bilden. Weil in den beiden Nabenteilen jeweils nur ein Teil
der Strömungskanalkontur enthalten ist, ist diese im jeweiligen Nabenteil offen ausgebildet.
Dadurch können die Nabenteile, bei spritzgusstechnischer Herstellung einfach - in einer
Richtung - entformt werden. Das Spritzgusswerkzeug kann entsprechend einfach aufgebaut
sein, wodurch es wenig störanfällig ist. Weiter ist es möglich die Strömungskanäle frei zu
gestalten, weil auch komplizierte Formen herstellbar sind. Die beiden Nabenteile lassen sich
auf einfache Weise fügen, indem eine selbsthemmende kraftschlüssige Verbindung
herstellbar ist.
Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche dargestellt.
Besonders vorteilhaft ist es die Außen-Begrenzungsfläche des ersten Nabenteils zumindest
teilweise konisch bzw. keilförmig auszubilden und die Innen-Begrenzungsfläche des hohlen
zweiten Nabenteils äquivalent konisch bzw. keilförmig auszubilden. Dadurch können je nach
Steigungswinkel des Konus' oder Keils die beiden Nabenteile entweder eine kraftschlüssige
Verbindung miteinander eingehen oder den Steigungswinkel des zumindest einen
Strömungskanals vorgeben.
Ein erstes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-
Begrenzungsfläche des ersten Nabenteils kreiskonisch geschlossen ist, und die Innen-
Begrenzungsfläche des zweiten Nabenteils äquivalent kreiskonisch ist und durch zumindest
eine Strömungskanalkontur nutartig unterbrochen ist. Eine erste Variante des ersten
Ausführungsbeispiels ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innen-Begrenzungsfläche des
zweiten Nabenteils kreiskonisch geschlossen ist, und die Außen-Begrenzungsfläche des
ersten Nabenteils äquivalent kreiskonisch ist und durch zumindest eine
Strömungskanalkontur nutartig unterbrochen ist. Eine zweite Variante des ersten
Ausführungsbeispiels ist dadurch gekennzeichnet dass die Außen-Begrenzungsfläche des
ersten Nabenteils eine kreiskonische Fläche aufweist, die durch zumindest einen Teil einer
Strömungskanalkontur nutartig unterbrochen ist, und die Innen-Begrenzungsfläche des
zweiten Nabenteils eine äquivalent kreiskonische Fläche aufweist, die durch zumindest einen
weiteren Teil der Strömungskanalkontur nutartig unterbrochen ist. Eine dritte Variante des
ersten Ausführungsbeispiels ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-
Begrenzungsfläche des ersten Nabenteils eine kreiskonische Fläche aufweist, die durch
zumindest einen Teil einer Strömungskanalkontur nutartig unterbrochen ist, und die Innen-
Begrenzungsfläche des zweiten Nabenteils eine äquivalent kreiskonische Fläche aufweist,
die durch zumindest einen Teil einer weiteren Strömungskanalkontur nutartig unterbrochen
ist, wobei die Strömungskanalkonturen Bestandteil zumindest zweier voneinander
beabstandeter Strömungskanäle sind. Bei der ersten Ausführungsform und ihren Varianten
verläuft der zumindest eine Strömungskanal entlang der aneinander grenzenden Flächen der
beiden Nabenteile.
Eine zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-
Begrenzungsfläche des ersten Nabenteils die Form einer kreiskonischen
Strömungskanalkontur aufweist, die durch zumindest eine Nut unterbrochen ist und die
Innen-Begrenzungsfläche des zweiten Nabenteils die Form einer kreiskonischen
Strömungskanalkontur aufweist, die durch zumindest eine vorspringende, in die Nut
eingreifende Rippe unterbrochen ist. Da der Steigungswinkel des zumindest einen
Strömungskanals in der Regel größer ist als der Steigungswinkel eines Kegels oder Keils,
der zur kraftschlüssigen (selbsthemmenden) Verbindung zwischen den beiden Nabenteilen
dient, ist es vorteilhaft, wenn der Kraftschluss auch durch den Eingriff der Rippe in die Nut
herstellbar ist.
Eine dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-
Begrenzungsfläche des ersten Nabenteils zumindest von einer Formnut oder einer
Formrippe, oder einer Formnut, die in eine Formrippe übergeht, unterbrochen wird und dass
die Innen-Begrenzungsfläche des zweiten Nabenteils zumindest von einer Formrippe oder
einer Formnut, oder einer Formrippe, die in eine Formnut übergeht, unterbrochen wird. Hier
bilden die Konturen der Formnut und der Formrippe zweckmäßigerweise jeweils einen
Strömungskanal. Die verbleibenden Flächen neben dem zumindest einen Strömungskanal
können dabei für den Kraftschluss zwischen den beiden Nabenteilen dienen.
Ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform ist es auch bei der dritten Ausführungsform
möglich, dass die zumindest eine Rippe bzw. Formrippe in der zumindest einen Nut bzw.
Formnut selbsthemmend verkeilt und somit kraftschlüssig verbunden ist, wobei die
Kraftrichtung bei der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Rippe bzw. Formrippe und
der Nut bzw. Formnut tangential zu einem Kreis um die Achse des Permanentmagnet-Rotors
ist.
Eine Weiterbildung der genannten drei Ausführungsformen ist dadurch gekennzeichnet, dass
der Verlauf des Strömungskanals geradlinig, zweidimensional oder dreidimensional gebogen
und/oder spiralförmig ist. Es ist also auf relativ einfache Weise möglich die Form des
zumindest einen Strömungskanals zu so zu optimieren, dass die Schmierung und Kühlung
der Lager bzw. des Rotors stets gewährleistet ist.
Vorzugsweise ist eine Außenkontur des zweiten Nabenteils im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet. Dadurch ist es einfacher das zweite Nabenteil mit einem standardisierten
permanenterregten Magneten zu verbinden.
Um die Zahl der Teile zu verringern kann das zweite Nabenteil auch als Permanentmagnet
ausgebildet werden.
Neben einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Nabenteilen und/oder
zwischen dem zweiten Nabenteil und dem Permanentmagneten sind auch formgebende
Fügeverfahren, wie Verstemmen denkbar.
Um das zweite Nabenteil als Permanentmagneten auszubilden und spritzgusstechnisch
verarbeiten zu können, ist vorgesehen hierfür kunststoffgebundenes
Permanentmagnetmaterial zu verwenden.
Um die magnetische Leitfähigkeit des Rotors und dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen
wird das erste Nabenteil aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt. Das gleiche
gilt für das zweite Nabenteil, bei Verwendung von zusätzlichen Permanentmagneten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 einen nasslaufenden Permanentmagnet-Rotor im eingebauten Zustand,
Fig. 2a, 2b eine erste Ausführungsform eines Teils des Permanentmagnet-Rotors,
Fig. 2c, 2d ein erstes Nabenteil des Permanentmagnet-Rotors,
Fig. 2e, 2f, 2g, 2h die erste Ausführungsform des Permanentmagnet-Rotors
mit permanent erregtem Magnet,
Fig. 3a, 3c eine zweite Ausführungsform eines Teils des Permanentmagnet-Rotors,
Fig. 3b eine Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform,
Fig. 3d, 3f eine Variante der zweiten Ausführungsform,
Fig. 3e eine Schnittdarstellung der Variante,
Fig. 4a, 4b eine dritte Ausführungsform eines Teils des Permanentmagnet-Rotors,
Fig. 4c ein zweites Nabenteil der dritten Ausführungsform,
Fig. 4d ein erstes Nabenteil der dritten Ausführungsform,
Fig. 4e eine Variante des zweiten Nabenteils der dritten Ausführungsform,
Fig. 4f eine Variante des ersten Nabenteils der dritten Ausführungsform,
Fig. 5a eine Darstellung eines spiralförmigen Strömungskanal-Verlaufs,
Fig. 5b verschiedene Beispiele für den Strömungskanal-Verlauf und die
Strömungskanalkontur und
Fig. 6 eine graphische Darstellung des Druckverlaufs über den Radius eines Pumpenrades.
Fig. 1 zeigt einen nasslaufenden Permanentmagnet-Rotor 2 eingebaut in einen Spalttopf 17,
der mit einem Motorgehäuse 14 einstückig ist, das einen bewickelten Stator 3, eine
Elektronik 34 aufnimmt und mechanisch mit einem Pumpenkopf 12 verbunden ist, der einen
Saugstutzen 31 und einen Druckstutzen 32 aufweist und einen ein Pumpenrad 33
aufnehmenden Pumpenraum 6 umschließt, an den ein Rotorraum 11 anschließt, der vom
Spalttopf 17 begrenzt wird. Das zu fördernde Medium füllt daher den Pumpenraum 6 und
den Rotorraum 11. Der Rotor ist auf einer Achse 16 gelagert, die einerseits im Spalttopf 17
und andererseits im Pumpenkopf 12 befestigt ist. Der Permanentmagnet-Rotor 2 ist aus zwei
Nabenteilen 9, 10 zusammengesetzt zwischen denen Strömungskanäle 5 angeordnet sind.
In einem nicht dargestellten Beispiel ist der Rotor auf einer Welle befestigt, die im Spalttopf
und einem Lagerschild oder dem Pumpenkopf gelagert ist.
Die Fig. 2a zeigt eine erste Ausführungsform eines Teils des Permanentmagnet-Rotors 2,
mit dem ersten Nabenteil 9, dem zweiten Nabenteil 10 und den Strömungskanälen 5. Die
Strömungskanäle 5 werden durch Formnuten 26 mit ersten Strömungskanalkonturen 22a,
die im ersten Nabenteil 9 eingeformt sind und Teilen einer Innen-Begrenzungsfläche 20 mit
zweiten Strömungskanalkonturen 22b gebildet. Eine Aufnahme 15 dient für die Lagerung auf
einer Achse 16. Eine Außenkontur 21 des zweiten Nabenteils 10 ist zylindrisch ausgebildet.
Die Fig. 2b zeigt eine Variante der ersten Ausführungsform des Permanentmagnet-Rotors 2,
mit dem ersten Nabenteil 9, einem eine zylindrische Außenkontur 21 aufweisenden zweiten
Nabenteil 10', das hier aus Permanentmagnetmaterial besteht, der Aufnahme 15 und den
Strömungskanälen 5 als Formnuten 26. Das erste Nabenteil 9, in dem auch hier die
Strömungskanäle 5 eingeformt sind, besteht aus magnetisch leitendem Material.
Die Fig. 2c und 2d zeigen das erste Nabenteil 9, das durch eine Außen-Begrenzungsfläche
19 in Form einer Kegelfläche begrenzt ist, wobei die Kegelfläche durch Formnuten 26
unterbrochen ist, welche die erste Strömungskanalkontur 22a aufweist. Diese Formnuten 26
begrenzen zusammen mit dem (hier nicht dargestellten) zweiten Nabenteil die
Strömungskanäle. Der Steigungswinkel der Kegelfläche entspricht bei dieser
Ausführungsform dem Steigungswinkel der Strömungskanäle. Fig. 2c zeigt die Seite 8 des
ersten Nabenteils 9, die dem Pumpenraum abgewandt ist und Fig. 2d zeigt die Seite 7 des
ersten Nabenteils 9, die dem Pumpenraum zugewandt ist.
Die Fig. 2e, 2f, 2g und 2h zeigen den Permanentmagnet-Rotor 2 mit permanent erregtem
Magnet 24, der hier als Ringmagnet ausgebildet und auf dem zweiten Nabenteil 10 befestigt
ist. Das erste und das zweite Nabenteil 9, 10 sind hier durch Verstemmungen 29 zueinander
fixiert und/oder miteinander befestigt. Der permanent erregte Magnet 24 ist mit dem zweiten
Nabenteil 10 über Verstemmungen 30 verbunden. Auch hier sind die Strömungskanäle 5 als
Formnuten 26 dargestellt.
Die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen eine zweite Ausführungsform eines Teils eines
Permanentmagnet-Rotors 2, mit einem ersten Nabenteil 9, einem zweiten Nabenteil 10,
einer Ausnehmung 15 für die Achse 16, zwei kegelringabschnittförmigen Strömungskanälen
5, die durch Rippen 27 des zweiten Nabenteils voneinander getrennt sind, die in Nuten 28
des ersten Nabenteils 9 eingreifen. Die Nuten 28 und die Rippen 27 sind keilförmig geformt,
wobei der Neigungswinkel des Keils so gewählt ist, dass eine selbsthemmende
kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Nabenteilen 9, 10 herstellbar ist, wobei die
Kraftrichtung quasi radial ist. Die Tiefe der Nuten 28 und die Höhe der Rippen 27 ist so
gewählt, dass Strömungskanäle 5 als Zwischenraum zwischen den beiden Nabenteilen 9, 10
verbleiben, wobei sie sich in den Bereichen zwischen den Nuten 28 bzw. Rippen 27
erstrecken. Die Strömungskanäle 5 sind durch einen Teil einer Außen-Begrenzungsfläche 19
mit dritten Strömungskanalkonturen 22c und durch einen Teil einer Innen-Begrenzungsfläche
20 mit vierten Strömungskanalkonturen 22d gebildet, wobei sie kegelförmig geformt sind.
Der Steigungswinkel der Strömungskanäle 5 ist deutlich größer als der Steigungswinkel der
Rippen 27 und der Nuten 28. Dadurch wird eine ausreichende flüssigkeitsfördernde Wirkung
erreicht. Die Querschnitte dieser Strömungskanäle sind deutlich größer als die
Strömungskanalquerschnitte der ersten Ausführungsform. Die Fig. 3a zeigt eine dem
Pumpenraum zugewandte Seite 7 und Fig. 3c eine dem Pumpenraum abgewandte Seite 8
der Nabenteile 9, 10.
Die Fig. 3d, 3e und 3f zeigen eine Variante zur zweiten Ausführungsform, bei der die
Kraftrichtung nicht radial, sondern tangential zu einem Kreis um eine Drehachse 18 des
Permanentmagnet-Rotors ist. Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass das zweite
Nabenteil auch aus einem relativ spröden Material bestehen kann, ohne dass beim Fügen
eine Bruchgefahr vorhanden ist, weil das Material nur auf Druck belastet wird. Fig. 3d zeigt
die dem Pumpenraum zugewandte Seite 7 und Fig. 3f die dem Pumpenraum abgewandte
Seite 8 der Nabenteile 9, 10.
Die Fig. 4a und 4b zeigen eine dritte Ausführungsform eines Teils des Permanentmagnet-
Rotors, mit einem ersten Nabenteil 9, mit einer Ausnehmung 15 zur Aufnahme einer Achse
und einem zweiten Nabenteil 10. Das gezeigte Beispiel weist nur einen Strömungskanal 5
auf, der als Zwischenraum zwischen einer Formnut 26b im zweiten Nabenteil 10 und einer
darin eingreifende Formrippe 25a im ersten Nabenteil 9 ausgebildet ist und dessen
Querschnitt durch die Form der Formrippe 25a und der Formnut 26b definiert ist. Die
Formrippe 25a auf einer dem Pumpenraum zugewandten ersten Seite 7 (Fig. 4a) geht in
eine Formnut 26a auf einer dem Pumpenraum abgewandten zweiten Seite 8 (Fig. 4b) über
und die Formnut 26b geht entsprechend in eine Formrippe 25b über. Es sind auch Beispiele
mit mehreren Strömungskanälen denkbar. Die Formrippen können auch im ersten Nabenteil
9 und die Formnuten im zweiten Nabenteil 10 angeordnet sein. Die einander zugekehrten
Begrenzungsflächen 19, 20 des ersten und des zweiten Nabenteils 9, 10 sind Kegelflächen,
deren Steigungswinkel so gewählt und aufeinander abgestimmt sind, dass eine
selbsthemmende, kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Nabenteilen herstellbar
ist.
Fig. 4c zeigt das zweite Nabenteil des dritten Ausführungsbeispiels mit der eine
Strömungskanalkontur 22f aufweisende Formnut 26b und der kegeligen Innen-
Begrenzungsfläche 20 und Fig. 4d zeigt das erste Nabenteil 9 mit der kegeligen Außen-
Begrenzungsfläche 19 mit der Formrippe 25a, die in eine Formnut 26a übergeht und die
Strömungskanalkontur 22e aufweist. Der Steigungswinkel des Strömungskanals ist deutlich
größer als der Steigungswinkel der Kegelflächen. Die Formrippe 25a und die Formnut 26a
(und damit der Strömungskanal) sind geradlinig ausgebildet.
Fig. 4e zeigt eine Variante zu Fig. 4c und Fig. 4f eine Variante zu Fig. 4d. Bei dieser Variante
sind die Formrippe 25 und die Formnut 26 nicht geradlinig ausgebildet. Die
Strömungskanalkonturen 22e und 22f sind vereinfachend geradlinig dargestellt, sie können
aber beliebige Formen aufweisen (siehe Fig. 5b).
Fig. 5a zeigt ein Beispiel für den Verlauf einer Formnut 26 in Form einer Kegelspirale 13. Die
Formnut 26 ist zumindest ein Teil eines Strömungskanals auf einem ersten Nabenteil 9 mit
der Außen-Begrenzungsfläche 19.
Die Fig. 5b zeigt vereinfacht verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für eine
Strömungskanalkontur 22a, 22b und den Verlauf eines Strömungskanals entlang eines
geschlossenen Linienzugs 23. Die Strömungskanalkontur 22a, 22b kann z. B. oval,
rechteckförmig, dreieckförmig, usw. ausgebildet sein, und der Verlauf von Strömungskanälen
kann geradlinig, zweidimensional gekrümmt oder dreidimensional gekrümmt sein. In den
gezeigten Beispielen sind die Strömungskanäle auf einer kegeligen
Außenbegrenzungsfläche 19 eines ersten Nabenteils 9 angeordnet, wobei die
Strömungskanäle von einer einem Pumpenraum abgewandten Seite 8 zu einer einem
Pumpenraum zugewandten Seite 7 verlaufen.
Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung des Druckverlaufs eines Pumpenrades 33, mit der
Drehachse 18. Der Druck steigt von einem Anfangswert, der als Systemdruck bezeichnet
wird, bis zu einem maximalen Druck am Rand des Pumpenrades 33. Der Pfeil Z
kennzeichnet die Zuströmungsrichtung des Fördermediums.
1
Elektromotor
2
Permanentmagnet-Rotor
3
bewickelter Stator
4
Kreiselpumpe
5
Strömungskanal
6
Pumpenraum
7
erste Seite (dem Pumpenraum zugewandt)
8
zweite Seite (dem Pumpenraum abgewandt)
9
erstes Nabenteil
10
,
10
' zweites Nabenteil
11
Rotorraum
12
Pumpenkopf
13
Kegelspirale
14
Motorgehäuse
15
Ausnehmung
16
Achse
17
Spalttopf
18
Drehachse
19
Außen-Begrenzungsfläche
20
Innen-Begrenzungsfläche
21
Außenkontur des zweiten Nabenteils
22
a,
22
b Strömungskanalkontur
22
c,
22
d Strömungskanalkontur
22
e,
22
f Strömungskanalkontur
23
geschlossener Linienzug
24
permanenterregter Magnet
25
a,
25
b Formrippe
26
,
26
a,
26
b Formnut
27
Rippe
28
Nut
29
Verstemmung
30
Verstemmung
31
Saugstutzen
32
Druckstutzen
33
Pumpenrad
34
Elektronik
F Klemmkraft
Z Strömungsrichtung
F Klemmkraft
Z Strömungsrichtung
Claims (21)
1. Nasslaufender Permanentmagnet-Rotor (2) eines einen bewickelten Stator (3)
aufweisenden Elektromotors (1) zum Antrieb einer Kreiselpumpe (4) mit zumindest einem im
Permanentmagnet-Rotor (2) angeordneten durchgehenden Strömungskanal (5), der
zwischen einer einem Pumpenraum (6) abgewandten Seite (8) und einer dem Pumpenraum
(6) zugewandten Seite (7) angeordnet ist, wobei der zumindest eine Strömungskanal (5)
einen Eingang aufweist, dessen Abstand zu einer Drehachse (18) des Permanentmagnet-
Rotors (2) geringer ist als der Abstand zwischen einem Ausgang des Strömungskanals (5)
und der Drehachse (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet-Rotor (2)
ein erstes Nabenteil (9) mit einer Außen-Begrenzungsfläche (19) besitzt, das von einem
hohlen zweiten Nabenteil (10) mit einer Innen-Begrenzungsfläche (20) umgeben ist, und die
Begrenzungsflächen (19, 20) beider Nabenteile Strömungskanalkonturen (22a, 22b)
enthalten, die zusammen den zumindest einen durchgehenden Strömungskanal (5) mit einer
Strömungskanalkontur (22) bilden.
2. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-
Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) zumindest teilweise konisch bzw.
keilförmig ist und die Innen-Begrenzungsfläche (20) des hohlen zweiten Nabenteils (10)
äquivalent konisch bzw. keilförmig ist.
3. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außen-Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) kreiskonisch geschlossen ist, und
die Innen-Begrenzungsfläche (20) des zweiten Nabenteils (10) äquivalent kreiskonisch ist
und durch zumindest eine Strömungskanalkontur (22b) nutartig unterbrochen ist.
4. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Innen-Begrenzungsfläche (20) des zweiten Nabenteils (10) kreiskonisch geschlossen ist, und
die Außen-Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) äquivalent kreiskonisch ist und
durch zumindest eine Strömungskanalkontur (22a) nutartig unterbrochen ist.
5. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außen-Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) eine kreiskonische Fläche
aufweist, die durch zumindest einen Teil der Strömungskanalkontur (22a) nutartig
unterbrochen ist, und die Innen-Begrenzungsfläche (20) des zweiten Nabenteils (10) eine
äquivalent kreiskonische Fläche aufweist, die durch zumindest einen weiteren Teil der
Strömungskanalkontur (22b) nutartig unterbrochen ist.
6. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außen-Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) eine kreiskonische Fläche
aufweist, die durch zumindest einen Teil einer Strömungskanalkontur (22a) nutartig
unterbrochen ist, und die Innen-Begrenzungsfläche (20) des zweiten Nabenteils (10) eine
äquivalent kreiskonische Fläche aufweist, die durch zumindest einen Teil einer weiteren
Strömungskanalkontur (22b) nutartig unterbrochen ist, wobei die Strömungskanalkonturen
(22a, 22b) Bestandteil zumindest zweier voneinander beabstandeter Strömungskanäle (5)
sind.
7. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außen-Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) die Form einer kreiskonischen
Strömungskanalkontur (22c) aufweist, die durch zumindest eine Nut (28) unterbrochen ist
und die Innen-Begrenzungsfläche (20) des zweiten Nabenteils (10) die Form einer
kreiskonischen Strömungskanalkontur (22d) aufweist, die durch zumindest eine
vorspringende, in die Nut eingreifende Rippe (27) unterbrochen ist.
8. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außen-Begrenzungsfläche (19) des ersten Nabenteils (9) zumindest von einer Formnut (26a)
oder einer Formrippe (25a), oder einer Formnut (26a), die in eine Formrippe (25a) übergeht,
unterbrochen wird.
9. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen-
Begrenzungsfläche (20) des zweiten Nabenteils (10) zumindest von einer Formrippe (25b)
oder einer Formnut (26b), oder einer Formrippe (25b), die in eine Formnut (26b) übergeht,
unterbrochen wird.
10. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass Teile
der Oberflächenkontur der Formrippen (25a, 25b) und der Formnuten (26a, 26b)
Strömungskanalkonturen (22e, 22f) sind die Bestandteil der Strömungskanalkontur (22) des
zumindest einen Strömungskanals (5) sind.
11. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die zumindest eine Rippe (27) bzw. Formrippe (25a, 25b) in der zumindest einen Nut
(28) bzw. Formnut (26a, 26b) selbsthemmend verkeilt und somit kraftschlüssig verbunden
ist.
12. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kraftrichtung bei der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Rippe (27) bzw. Formrippe
(25a, 25b) und der Nut (28) bzw. Formnut (26a, 26b) tangential zu einem Kreis um die Achse
des Permanentmagnet-Rotors (2) ist.
13. Permanentmagnet-Rotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Strömungskanals (5) geradlinig, zwei- oder
dreidimensional gebogen und/oder spiralförmig ist.
14. Permanentmagnet-Rotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur (21) des zweiten Nabenteils (10) im
wesentlichen zylindrisch ist.
15. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit der
zylindrischen Außenkontur (21) des zweiten Nabenteils (10) zumindest ein
permanenterregter Magnet (24) fest verbunden ist.
16. Permanentmagnet-Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite Nabenteil (10) ein Permanentmagnet (10') ist.
17. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest
das zweite Nabenteil (10') aus einem kunststoffgebundenen Permanentmagnetmaterial
besteht.
18. Permanentmagnet-Rotor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Nabenteil (9) aus weichmagnetischem Material besteht und als magnetischer
Rückschluss wirkt.
19. Permanentmagnet-Rotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Nabenteil (9) aus weichmagnetischem Material
besteht und als magnetischer Rückschluss wirkt.
20. Permanentmagnet-Rotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Nabenteil (9) mit der Außen-Begrenzungsfläche (19) von
dem zweiten Nabenteil (10) mit dazu äquivalenten Innen-Begrenzungsflächen (20) derart
umschlossen ist, dass die beiden Nabenteile (9, 10, 10') aufgrund des Steigungswinkels ihrer
Begrenzungsflächen (19, 20) durch das Prinzip der Selbsthemmung kraftschlüssig und
dauerhaft miteinander verbunden sind.
21. Permanentmagnet-Rotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nabenteile (9, 10') und/oder das zweite
Nabenteil (10) und der Permanentmagnet (24) durch ein formgebendes Fügeverfahren wie
Verstemmen miteinander verbunden sind.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE10051239A DE10051239A1 (de) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | Nasslaufender Permanentmagnet-Rotor |
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|---|---|---|---|
| DE10051239A DE10051239A1 (de) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | Nasslaufender Permanentmagnet-Rotor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10051239A1 true DE10051239A1 (de) | 2002-04-25 |
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