DE10053694A1 - Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere Drehstrom-Synchron-Motor, mit durch Klemmkrallen am Rotor festgelegten Permanentmagneten sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere Drehstrom-Synchron-Motor, mit einem Stator (1), einem um eine Rotationsachse (2) rotierenden und mindestens einen Permanentmagneten (12) tragenden Rotor (33) und Mitteln zum Fixieren des Permanentmagneten an dem Rotor (33), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Fixieren ein am stirnseitigen Ende des Rotors (33) angeordnetes und sich im Wesentlichen in einer Fläche (50) erstreckendes Klemmelement (51) aufweisen, das mindestens eine Klemmkralle (52) aufweist, die in fixierender Anlage an dem Permanentmagneten (12) ist.

Description

Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere Drehstrom-Synchron-Motor, mit durch Klemmkrallen am Rotor festgelegten Permanentmagneten sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere einen Drehstrom- Synchron-Motor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.

Bei derartigen Vorrichtungen müssen am Rotor Permanentmagnete in definierter Position und Ausrichtung fixiert bzw. befestigt werden. Hierzu ist aus dem Stand der Technik bekannt, den Rotor mit den Permanentmagneten mit einer auf der Außenumfangsfläche aufgebrachten kunststoffgetränkten Bandage zu umwickeln, die bei Temperaturen von beispielsweise 150°C aushärtbar ist. Dabei ist von Nachteil, dass sich durch die Bandage der Abstand zwischen den Permanenten und dem Stator in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse vergrößert und dadurch die Effizienz der Vorrichtung herabgesetzt ist. Außerdem ist die maximale Betriebstemperatur derartiger Vorrichtungen durch die temperaturabhängige mechanische Stabilität der Bandage begrenzt.

Darüber hinaus ist das Bandagieren herstellungstechnisch aufwendig, unter anderem weil die Beibehaltung der Position und Ausrichtung der Permanentmagnete beim Bandagieren und dem anschließenden Aushärtvorgang sichergestellt sein muss.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere einen Drehstrom-Synchron-Motor, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Insbesondere soll eine exakte Positionierung und Ausrichtung der Permanentmagnete an dem Rotor auch bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten und/oder hohen Betriebstemperaturen dauerhaft gewährleistet sein und die Vorrichtung soll einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Das Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung sowie durch das im nebengeordneten Anspruch bestimmte Verfahren gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.

Das Problem ist bei einer Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere einem Drehstrom- Synchron-Motor, mit einem Stator, einem um eine Rotationsachse rotierenden und mindestens einen Permanentmagneten tragenden Rotor und Mitteln zum Fixieren des Permanentmagneten an dem Rotor dadurch gelöst, dass die Mittel zum Fixieren ein am stirnseitigen Ende des Rotors angeordnetes und sich im Wesentlichen in einer Fläche erstreckendes Klemmelement aufweisen, das mindestens eine Klemmkralle aufweist, die in fixierender Anlage an dem Permanentmagneten ist.

Bei der Vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen elektronisch kommutierten Dreiphasen-Drehstrom-Synchron-Motor mit einer Anschlussleistung von beispielsweise bis zu 10 kW und einem Drehmoment ab beispielsweise 0,1 Nm. Die Erfindung kann ebenso als Generator ausgebildet sein, bei dem die mechanische Energie des rotierenden Rotors in elektrische Energie umwandelbar ist. Das Klemmelement erstreckt sich im unverformten Zustand vorzugsweise in einer planen Fläche, die mit der Rotationsachse einen rechten Winkel einschließt. Das Klemmelement liegt unmittelbar an dem stirnseitigen Rotorblech an. Der Rotor weist stanzpaketierte und kongruent übereinander geschichtete Rotorbleche auf, die elektrisch gegeneinander isoliert sind. Das Klemmelement kann aus dem gleichen Material wie die Rotorbleche gefertigt sein oder aufgrund seiner geometrischen Ausgestaltung und/oder seines Werkstoffs eine höhere Festigkeit aufweisen und dadurch hohe Klemmkräfte bereitstellen. Die Klemmkrallen sind im unverformten Zustand im Wesentlichen flächig rechteckförmig mit vorzugsweise verrundeten Kanten und erstrecken sich in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse. Die Anzahl der vom Klemmelement vorzugsweise einstückig ausgebildeten Klemmkrallen entspricht der Anzahl der Permanentmagnete und ist an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar. Die Klemmkrallen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung bezogen auf die Rotationsachse gleich verteilt von dem Klemmelement ausgebildet.

Die Klemmkralle ist mindestens abschnittsweise aus der Fläche des Klemmelements in Richtung der Rotationsachse umgebogen. Die Klemmkräfte wirken daher überwiegend oder ausschließlich in radialer Richtung auf den Permanentmagneten. Die Klemmkralle kann insgesamt oder nur abschnittsweise rechtwinklig umgebogen sein, wobei der umgebogene Abschnitt vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse verläuft. Die maximale radiale Erstreckung des Klemmelements mit umgebogenen Klemmkrallen ist geringer als die maximale radiale Erstreckung des Rotors mit den daran fixierten Permanentmagneten. Dadurch ist der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator verringert und die Effizienz der Vorrichtung erhöht.

In den umgebogenen Abschnitt der Klemmkralle ist eine Sicke eingeformt. Diese ist im Querschnitt vorzugsweise im Wesentlichen teilkreisförmig mit einem Zentriwinkel von beispielsweise etwa 90°. Durch das Einformen der Sicke ist eine sichere klemmende Anlage der Klemmkralle an dem Permanentmagneten gewährleistet.

Vorzugsweise ist jede Klemmkralle in fixierender Anlage an jeweils zwei benachbarten Permanentmagneten. Hierzu kann die Klemmkralle in einen von zwei benachbarten Permanentmagneten gebildeten, insbesondere streifenförmig sich parallel zur Rotationsachse erstreckenden Zwischenraum eingreifen. Durch das Einformen der Sicke zentriert sich die umgebogene Klemmkralle in Bezug auf die beiden zu fixierenden Permanentmagneten bzw. den von ihnen gebildeten Zwischenraum. Die Klemmkralle ist dabei in Anlage an von dem Permanentmagneten ausgebildeten und vorzugsweise planen Seitenflächen, die sich bei einem gerade genuteten Rotor im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse erstrecken.

Dadurch, dass zwei Klemmelemente an den sich einander gegenüberliegenden stirnseitigen Enden des Rotors angeordnet sind, ist die exakte und dauerhafte Positionierung und Ausrichtung der Permanentmagnete weiter verbessert. Die beiden Klemmelemente sind identisch ausgebildet und die umgebogenen Abschnitte der beiden Klemmelemente sind aufeinander ausgerichtet.

Die Länge des umgebogenen Abschnitts ist an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar, beträgt in der Regel jedoch nur einen Bruchteil, beispielsweise 5 bis 20%, der Länge des Rotors bzw. der Permanentmagneten. Das Klemmelement und insbesondere der nicht umgebogene Abschnitt der Klemmkralle kann in Anlage an der Stirnseite des zu fixierenden Permanentmagneten sein und dadurch auch eine axiale Fixierung dauerhaft gewährleisten.

Der Permanentmagnet ist in radialer Richtung magnetisiert und kann aus einem ferromagnetischen oder einem ferrimagnetischen Werkstoff hergestellt sein, der einen für den jeweiligen Anwendungsfall ausreichend hohen Energiedichtewert aufweist.

Dadurch, dass der Rotor aus Rotorblechen zusammengesetzt ist, die sich quer zur Rotationsachse erstrecken, gegeneinander elektrisch isoliert und kongruent übereinander angeordnet sind, ist der Rotor auf einfache und kostengünstige in an den jeweiligen Anwendungsfall angepasster Form durch Stanzpaketieren herstellbar. Die Rotorbleche weisen eine zentrische Öffnung für den Durchtritt einer Welle auf. Auf einer in Bezug auf die Rotationsachse zentrischen Kreislinie sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt weitere Öffnungen angeordnet, deren Anzahl vorzugsweise der Anzahl der Permanentmagneten entspricht. Die weiteren Öffnungen können ebenfalls kreisrund sein oder eine sonstige geeignete Querschnittsform aufweisen. Vorzugsweise sind die weiteren Öffnungen mittig in Bezug auf die ihnen jeweils zugeordneten Permanentmagneten angeordnet. Vorzugsweise weist das Klemmelement einen inneren Bereich auf, der im Wesentlichen kongruent zu den Rotorflächen ist. Die Klemmkrallen grenzen unmittelbar an diesem inneren Bereich an.

Dadurch, dass der Permanentmagnet an dem Rotor zusätzlich festgeklebt ist, ist die Fixierung weiter verbessert. Insbesondere kann der Permanentmagnet durch das Kleben vorfixiert werden und das endgültige Fixieren, beispielsweise bei noch nicht ausgehärtetem Klebstoff, durch das Umbiegen bzw. Sicke einformen der Klemmkralle erfolgen. Alternativ zum Kleben kommen auch weitere Verbindungstechniken in Betracht, beispielsweise Löten, insbesondere unter Verwendung eines verhältnismäßig niedrig schmelzenden Glaslotes.

Dadurch, dass der Permanentmagnet auf seiner dem Rotor zugewandten Fläche eine parallel zur Rotationsachse verlaufende und im Wesentlichen plane Klebefläche aufweist, kann die Klebung großflächig erfolgen. Der Rotor kann hierzu eine an die Form der ihm zugewandten Klebefläche angepasste Formschlussfläche aufweisen, durch welche die exakte Position und Ausrichtung der Permanentmagnete gewährleistet ist.

Dadurch, dass der Permanentmagnet zwei einen spitzen Winkel einschließende Seitenflächen aufweist, die auf der von der Rotationsachse abgewandten Außenseite über eine vorzugsweise konvexe und zur Rotationsachse konzentrische Kreissegmentfläche miteinander verbunden sind, sind hohe Fixierkräfte durch die Klemmkralle in den Permanentmagneten einleitbar. Vorzugsweise ist der Permanentmagnet im Wesentlichen zylindrisch, wobei die Länge des Permanentmagneten im Wesentlichen der Länge des Rotors entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung ist gekennzeichnet durch Anordnen eines Klemmelements an mindestens einem stirnseitigen Ende des Rotors und anschließendes Umbiegen mindestens einer Klemmkralle des Klemmelements derart, dass diese in fixierender Anlage an dem Permanentmagneten ist.

Das Umbiegen kann auf einfache Weise mit einem einfachen Abkantwerkzeug und dadurch kostengünstig erfolgen. Vorzugsweise werden gleichzeitig alle Klemmkrallen des Klemmelements umgebogen, wodurch auf einfache Weise eine Zentrierung des Klemmelements in Bezug auf die Rotationsachse erreicht ist. Dabei können die sowohl in den Rotorblechen als auch in dem Klemmelement vorhandenen weiteren Öffnungen zur Ausrichtung der Klemmkrallen auf die von den Permanentmagneten gebildeten Zwischenräume verwendet werden.

Das Umbiegen erfolgt in einem ersten Schritt jedenfalls so weit, dass eine Vorfixierung der Permanentmagnete gewährleistet ist und darüber hinaus die exakte Ausrichtung des Klemmelements hinsichtlich seiner Klemmkrallen in Bezug auf die von den Permanentmagneten gebildeten Zwischenräume gewährleistet ist. Vorzugsweise erfolgt das Umbiegen rechtwinklig mit einem Biegeradius, der kleiner ist als die Dicke des Klemmelements. Bereits nach diesem ersten Schritt des Umbiegens ist die maximale radiale Erstreckung des Klemmelements geringer als die maximale radiale Erstreckung des mit den Permanentmagneten bestückten Rotors. Dadurch ist ein störender Überstand der Klemmkrallen über den Außenumfang des mit dem Permanentmagneten bestückten Rotors zuverlässig verhindert.

In einem zweiten Schritt des Umbiegens wird eine Sicke in den umgebogenen Abschnitt der Klemmkralle eingeformt. Dadurch ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise eine Selbstjustierung des Klemmelements in Bezug auf den mit Permanentmagneten bestückten Rotor. Darüber hinaus wird durch das Einformen der Sicke eine definierte Klemmkante oder Klemmfläche zwischen der Klemmkralle und dem Permanentmagneten erzielt. Dadurch lassen sich hohe Klemmkräfte selbst bei einem verhältnismäßig spröden Permanentmagneten einleiten.

Sowohl das Umbiegen als auch das Einformen der Sicke erfolgt vorzugsweise für alle Klemmkrallen gleichzeitig, um den Effekt der Selbstjustierung weiter zu verstärken. Das Umbiegen und Einformen kann für die beiden an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors anzubringende Klemmelemente nacheinander erfolgen, beispielsweise mit dem selben Formwerkzeug, oder alternativ hierzu gleichzeitig.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Stator einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Rotor mit einem Klemmelement,

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Rotors gemäß III der Fig. 2,

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Permanentmagneten,

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Permanentmagneten gemäß V der Fig. 4,

Fig. 6 bis 10 zeigen verschiedene Stadien bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Stator 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Stator 1 ist auf seiner Umfangsfläche 3 kreiszylindrisch mit einer Zylinderachse, die mit der Rotationsachse 2 zusammenfällt. Von einer durchgehenden Kreisringfläche 4 stehen radial nach innen Wicklungsstege 5 ab, die im dargestellten Querschnitt konisch sind und an ihrem radial inneren Ende eine pilzkopfartige Verbreiterung 6 aufweisen. Die Wicklungsstege 5 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Die Anzahl der Wicklungsstege 5 beträgt bei der dargestellten Dreiphasen-Drehstromvorrichtung ein ganzzahliges Vielfaches von 3, im vorliegenden Fall 9 × 3 = 27. Von jeweils zwei Wicklungsstegen 5 ist jeweils eine Wicklungsnut 7 begrenzt. Die Statorwicklungen werden jeweils um einen Wicklungssteg 5 gewickelt. Der Stator 1 ist vorzugsweise durch sich parallel zur Zeichenebene der Fig. 1 erstreckende Statorbleche gebildet, die gegeneinander elektrisch isoliert und senkrecht zur Zeichenebene übereinander kongruent angeordnet sind.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Rotor 33 mit einem Klemmelement 51, dessen Klemmkrallen 52 in fixierender Anlage an den Permanentmagneten 12 sind. Der Radius der von den Permanentmagneten 12 gebildeten in Bezug auf die Rotationsachse 2 konzentrische Kreissegmentfläche 34 ist geringfügig größer als die maximale radiale Erstreckung der umgebogenen Klemmkrallen 52. Die in ihrer Kontur gestrichelt dargestellten und unterhalb des Klemmelements 51 angeordneten Rotorbleche 8 sind symmetrisch zur Rotationsachse 2 und im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen sechseckig. Die Rotorbleche 8 weisen ebenso wie das Klemmelement 51 eine zentrische Öffnung 13 für den Durchtritt einer Welle der Vorrichtung auf. Gleichmäßig auf einer zentrischen Kreislinie 55 verteilt sind weitere im Wesentlichen dreieckförmige Öffnungen 14 angeordnet und zwar mittig in Bezug auf die ihnen zugeordneten Permanentmagnete 12. Die Anzahl der weiteren Öffnungen 14 entspricht der Anzahl der Permanentmagnete. Die Ecken 16 der weiteren Öffnungen 14 sind verrundet, wobei der Radius der den Permanentmagneten 12 zugewandten Ecke größer ist als der Radius der beiden weiteren Ecken. Die Ecken 16 sind über in Bezug auf die weiteren Öffnungen 14 konkave Flächen 17 miteinander verbunden. Das Klemmelement 51 weist kreisrunde weitere Öffnungen 56 an den Stellen auf, die den weiteren Öffnungen 14 der Rotorbleche 8 entsprechen.

Gegenüber einem ersten Abschnitt 53 der Klemmkralle 52, der sich im Wesentlichen in der durch die Zeichenebene der Fig. 2 definierten Fläche 50 des Klemmelements 51 erstreckt, ist ein umgebogener Abschnitt 54 des Klemmelements 51, der sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 2 erstreckt, rechtwinklig abgebogen. Der erste Abschnitt 53 ist in Anlage an der Stirnfläche 39 des Permanentmagneten 12 und fixiert diesen dadurch in axialer Richtung. In den umgebogenen Abschnitt 54 ist eine Sicke 57 eingeformt, deren Querschnitt im dargestellten Ausführungsbeispiel teilkreisförmig ist mit einem Zentriwinkel von etwa 90°. Dadurch bildet der umgebogene Abschnitt 54 jeweils eine Klemmkante 58 oder vorzugsweise schmale Klemmfläche aus, mit der er in klemmender Anlage an einer vorzugsweise planen und sich parallel zur Rotationsachse 2 erstreckenden Seitenfläche 37 des Permanentmagneten 12 ist. Die Permanentmagnete 12 sind zusätzlich an einer von den Rotorblechen 8 gebildeten, vorzugsweise planen und sich parallel zur Rotationsachse 2 erstreckenden Klebefläche 11 geklebt.

Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Rotors 33 gemäß III der Fig. 2. Das Klemmelement 51 erstreckt sich zusammen mit dem ersten Abschnitt 53 der Klemmkralle 52 in der planen Fläche 50, die mit der Rotationsachse 2 einen rechten Winkel einschließt. Parallel dazu ist an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Rotors 33 ein weiteres Klemmelement 61 angebracht, das identisch zu dem Klemmelement 51 auch hinsichtlich der Klemmkrallen 52 ist, die allerdings in entgegengesetzter Richtung umgebogen sind, so dass die umgebogenen Abschnitte 54 bzw. 64 aufeinander zu weisen. Die umgebogenen Abschnitte 54 bzw. 64 erstrecken sich über einen Bruchteil der Gesamtlänge des Rotors 33, im dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise jeweils etwa 15%. Die einander zugeordneten umgebogenen Abschnitte 54 bzw. 64 der beiden Klemmelemente 51 bzw. 61 greifen jeweils in denselben von zwei benachbarten Permanentmagneten 12 gebildeten Zwischenraum 59 ein.

Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Permanentmagneten 12. Dieser weist an seiner dem Rotor 33 zugewandten Seite eine parallel zur Rotationsachse 2 verlaufende und im Wesentlichen plane Klebefläche 35 auf. Daran schließen sich unter Bildung jeweils einer Kante 36 zwei einen spitzen Winkel von etwa 25 bis 30° einschließende Seitenflächen 37 an, die auf der von der Rotationsachse 2 abgewandten Außenseite über eine konkave und vorzugsweise zur Rotationsachse 2 konzentrische Kreissegmentfläche 34 miteinander verbunden sind. Am Übergang zwischen der Seitenfläche 37 und der Kreissegmentfläche 34 sind zwei sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckende weitere Kanten 38 ausgebildet.

Die Fig. 5 stellt eine Draufsicht auf den Permanentmagneten 12 gemäß V der Fig. 4 dar. Der Permanentmagnet 12 ist im Wesentlichen zylindrisch mit planen Stirnflächen 39, die mit der Längsrichtung des Permanentmagneten 12 einen rechten Winkel einschließen. Die Länge 40 des Permanentmagneten 12 entspricht im Wesentlichen der Länge des Rotors 33 oder ist geringfügig kleiner.

Die Fig. 6 bis 10 zeigen verschiedene Stadien bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Fig. 6 zeigt das Klemmelement 51, das sich in seinem dargestellten unverformten Zustand in der durch die Zeichenebene repräsentierte Fläche 50 erstreckt. Das Klemmelement 51 ist symmetrisch zu seinem Mittelpunkt, der mit der Rotationsachse 2 zusammenfällt. Es ist im Wesentlichen sechseckig und bildet im Bereich seiner Ecken jeweils eine fahnenartige Klemmkralle 52 aus, die ihrerseits im Wesentlichen rechteckig ist mit abgeschrägten oder verrunderten äußeren Ecken 62. Die Klemmkrallen 52 sind durch im Wesentlichen plane und parallel zur Rotationsachse 2 verlaufende Seitenflächen 63 miteinander verbunden. Der Abstand der Seitenflächen 63 von der Rotationsachse 2 ist dabei vorzugsweise etwas geringer als der Abstand der von den Rotorblechen 8 zur Anlage der Permanentmagneten 12 gebildeten Seitenfläche, um einen störenden Überstand des Klemmelements 51 gegenüber den Rotorblechen zu vermeiden. Das Klemmelement 51 kann besonders vorteilhaft als Stanzteil ausgebildet sein, wodurch sich an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Formen des inneren Bereichs 67, der im inneren Bereich 67 auf einer Kreislinie 55 umfänglich gleich verteilt angeordneten weiteren und vorzugsweise kreisrunden Öffnungen 56 sowie der an den inneren Bereich 67 unmittelbar angrenzenden Klemmkrallen 52 auf einfache Weise herstellbar sind.

Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf das Klemmteil 51 der Fig. 6, nachdem in einem ersten Schritt des Umbiegens ein vom inneren Bereich 67 entfernter Abschnitt 54 gegenüber einem den inneren Bereich 67 nahen ersten Abschnitt 53 rechtwinklig um eine parallel zur Zeichenebene und rechtwinklig zur Längserstreckung des ersten Abschnitts 53 verlaufenden Achse umgebogen ist. Vorzugsweise werden alle Klemmkrallen 52 des Klemmelements 51 gleichzeitig umgebogen, und zwar während das Klemmelement 51 in stirnseitiger Anlage an den stanzpaketierten Rotorblechen 8 ist.

Die Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht des Klemmelements 51 gemäß VIII der Fig. 7. Die Länge des umgebogenen Abschnitts 54 entspricht dabei ungefähr der Länge des ersten Abschnitts 53 der Klemmkralle 52. Der Biegeradius 65 ist geringer als die Blechstärke 66 des Klemmelements 51 und kann beispielsweise 25 bis 30% der Blechstärke 66 betragen.

Die Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf das Klemmelement 51 nach dem zweiten Schritt des Umbiegens, durch den in den umgebogenen Abschnitt 54 der Klemmkralle 52 eine Sicke 57 eingeformt wird. Auch der zweite Schritt des Umbiegens erfolgt vorzugsweise gleichzeitig an allen Klemmkrallen 52 des Klemmelements 51. Die Lage der Permanentmagnete 12 ist durch die gestrichelte Linien angedeutet.

Die Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht der Klemmkralle 52 gemäß X der Fig. 9. Vorzugsweise wird insbesondere das Einbringen der Sicke 57 für die an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors 33 angebrachten Klemmelemente 51 bzw. 61 gleichzeitig mit einem einzigen Werkzeug eingeformt.

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Wandeln von elektrischer in mechanische Energie und/oder umgekehrt, insbesondere Drehstrom-Synchron-Motor, mit einem Stator (1), einem um eine Rotationsachse (2) rotierenden und mindestens einen Permanentmagneten (12) tragenden Rotor (33) und Mitteln zum Fixieren des Permanentmagneten an dem Rotor (33), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Fixieren ein am stirnseitigen Ende des Rotors (33) angeordnetes und sich im Wesentlichen in einer Fläche (50) erstreckendes Klemmelement (51) aufweisen, das mindestens eine Klemmkralle (52) aufweist, die in fixierender Anlage an dem Permanentmagneten (12) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkralle (52) mindestens abschnittsweise aus der mit der Rotationsachse (2) einen im Wesentlichen rechten Winkel einschließenden Fläche (50) des Klemmelements (51) in Richtung der Rotationsachse (2) umgebogen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (54) der Klemmkralle (52) rechtwinklig umgebogen ist und parallel zur Rotationsachse (2) ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der umgebogene Abschnitt (54) der Klemmkralle (52) eine Sicke (57) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (57) im Schnitt quer zur Rotationsachse (2) im Wesentlichen teilkreisförmig ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkralle (52) in fixierender Anlage an jeweils zwei benachbarten Permanentmagneten (12) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkralle (52) in einen von zwei benachbarten Permanentmagneten (12) gebildeten Zwischenraum (59) eingreift.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Klemmelemente (51, 61) an den sich einander gegenüberliegenden stirnseitigen Enden des Rotors (33) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (51) ein Blechstanzteil ist und eine Vielzahl von umfänglich gleich verteilten Klemmkrallen (52) einstückig ausbildet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (33) aus Rotorblechen (8) zusammengesetzt ist, die sich quer zur Rotationsachse (2) erstrecken und kongruent übereinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorbleche (8) eine zentrische Öffnung (13) für den Durchtritt einer Welle aufweisen und auf einer zentrischen Kreislinie (55) gleichmäßig verteilt weitere Öffnungen (14) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der weiteren Öffnungen (14) der Anzahl der Permanentmagnete (12) entspricht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (51) einen inneren Bereich (67) aufweist, der im Wesentlichen kongruent zu den Rotorblechen (8) ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkrallen (51) unmittelbar an den inneren Bereich (67) angrenzen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (12) an den Rotor (33) geklebt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (12) auf seiner dem Rotor (33) zugewandten Seite eine parallel zur Rotationsachse (2) verlaufende und im Wesentlichen plane Klebefläche (35) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (12) im Wesentlichen zylindrisch ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Permanentmagneten (12) der Länge des Rotors (33) entspricht.

19. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch Anordnen eines Klemmelements (51) an mindestens einem stirnseitigen Ende des Rotors (33) und Umbiegen mindestens einer Klemmkralle (52) des Klemmelementes (51) derart, dass diese in fixierender Anlage an dem Permanentmagneten (12) ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt des Umbiegens die Klemmkralle (52) rechtwinklig abgebogen wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt des Umbiegens eine Sicke (57) in den umgebogenen Abschnitt (54) der Klemmkralle (52) eingeformt wird.