DE10060121A1 - Verfahren zur Herstellung eines Permanentmagnete enthaltenden Rotors einer Synchronmaschine und nach diesem Verfahren hergestellter Rotor - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Permanentmagnete enthaltenden Rotors einer Synchronmaschine und nach diesem Verfahren hergestellter RotorInfo
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Abstract
Der Rotor weist einen Kern (1) mit einem Innenraum (8) auf. Auf dem Kern (1) sind Permanentmagnete (2) angeordnet. Diese Permanentmagnete (2) sind von einem Außenzylinder (3) umgeben, der dichtend mit Abschlussscheiben (4, 5) verbunden ist, welche Wellenstummel (6) tragen. Vom Innenraum (8) aus verlaufen Kanäle (27) in radialer Richtung zum Bereich der Permanentmagnete (2). In den Innenraum (8) wird zunächst eine Harzmasse eingebracht. Danach wird der Rotor erwärmt und auf Schleuderdrehzahl hochgefahren. Folglich fließt die nun schmelzflüssige Harzmasse durch die Kanäle (27) zum Bereich der Permanentmagnete (2) und füllt sämtliche dort vorhandene Hohlräume aus, auch Risse, die sich beim Hochfahren in den spröden Permanentmagneten (2) bilden. Die Harzmasse härtet aus, währenddem der Rotor auf Schleuderdrehazahl gehalten wird. Damit ist jeder Oberflächenbereich der Permanentmagnete (2) sicher korrisionsgeschützt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Permanent
magnete enthaltenden Rotors einer Synchronmaschine, welcher Rotor einen Kern
aus ferromagnetischem Stahl aufweist, auf welchem Kern mit demselben verbun
dene Permanentmagnete angeordnet sind, die ihrerseits von einem Aussenzylin
der aus einem nicht magnetisierbaren Stahl umgeben sind, und welcher Rotor bei
beiden axialen Enden aus einem nicht magnetisierbaren Stahl bestehende Ab
schlussscheiben mit einer Stummelwelle aufweist.
Im Betrieb einer permanentmagnet-erregten Synchronmaschine werden die auf
dem Rotor sitzenden Permanentmagnete beträchtlichen Zentrifugalkräften ausge
setzt, mit der Folge, dass sie dazu neigen, sich vom Rotor zu lösen. Das Auf
schrumpfen eines metallischen Zylinders über die auf dem Rotor sitzenden Ma
gnete ist bekannt. Die Permanentmagnete bestehen bekanntlich aus einem sprö
den Material, so dass in der Regel bereits beim Aufschrumpfen des Zylinders Ris
se und Brüche praktisch unvermeidbar sind. Diese Permanentmagnete bestehen
zudem aus einem äusserst korrosionsanfälligen Material und sollten allseitig mit
einer Schutzschicht umgeben sein, die auch im Betrieb beständig ist. Das Aufbrin
gen solcher Schutzschichten ist einerseits arbeitsaufwendig und andererseits blei
ben bei bekannten Ausbildungen Bruchstellen der Permanentmagnete, die sich
bei (einem ersten) Hochfahren auf Betriebsdrehzahl ergeben, ohne irgendwelchen
Schutz gegen Korrosion. Zur Masshaltung müssen bekanntlich die Permanentma
gnete geschliffen werden. Dieses Schleifen ist ebenfalls sehr arbeitsaufwendig.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des Rotors einer permanent
magnet-erregten Synchronmaschine und einen nach diesem Verfahren herge
stellten Rotor zu schaffen, gemäss welchem die Permanentmagnete sozusagen
hydrostatisch gelagert sind und weiter die Permanentmagnete auch nach dem
Erleiden von Bruchstellen nach einem ersten Hochfahren keine ungeschützten
Oberflächen aufweisen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Kern mit
einem Innenraum ausgebildet ist und eine Harzmasse in den Innenraum einge
bracht wird, welche Harzmasse durch ein Schleudern des Rotors dem Bereich der
Permanentmagneten zugeführt wird, in welchem Bereich ein Aushärten der Harz
masse erfolgt. Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Rotor ist
gekennzeichnet durch einen Kern aus ferromagnetischem Stahl und einen axial
verlaufenden Innenraum, auf welchem Kern die Permanentmagnete angeordnet
sind, die von einem Aussenzylinder aus nicht magnetisierbarem Material umgeben
sind, welcher Rotor bei beiden Enden aus nicht magnetisierbarem Stahl bestehen
de Abschlussscheiben mit Stummelwellen aufweist, die formschlüssig mit dem
Kern und mindestens kraftschlüssig mit dem Aussenzylinder verbunden sind, und
dass sämtliche Hohlräume im Bereich der Permanentmagnete durch eine Harz
masse ausgefüllt sind.
Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass
die Permanentmagnete vollständig von der Harzmasse umgeben und somit ei
gentlich hydrostatisch gelagert sind, so dass sie gegen eine Verlagerung auf
Grund von zentrifugalen Kräften gesichert sind, und dass die Harzmasse während
dem ersten Hochfahren noch fliessfähig ist, so dass sie auch während dieser Zeit
spanne entstehende Rissbereiche der Permanentmagnete ausfüllt und die zusätz
lich entstandenen blanken Oberflächen der Permanentmagnete als Schutzschicht
überdeckt.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführung des erfindungsge
mässen Rotors;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 eine erste Ausführung der Verbindung zwischen dem Aussenzylinder
und einer Abschlussscheibe des Rotors;
Fig. 4 eine zweite Ausführung der Verbindung zwischen dem Aussenzylinder
und einer Abschlussscheibe des Rotors;
Fig. 5 eine dritte Ausführung der Verbindung zwischen dem Aussenzylinder
und einer Abschlussscheibe des Rotors;
Fig. 6 in einem vergrösserten Massstab einen Querschnitt durch einen Teil
des Rotors zur Illustration der Füllstreifen;
Fig. 7 einen Längsschnitt, ähnlich demjenigen der Fig. 1, durch einen Teil
einer zweiten Ausführung des erfindungsgemässen Rotors;
Fig. 8 eine Aufsicht auf ein geschlitztes Blech eines in der Fig. 7 dargestell
ten Blechpaketes;
Fig. 9 schaubildlich eine Ansicht eines Teils eines Rotors mit einem Käfig;
Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 9.
Der Rotor der in der Fig. 1 gezeigten ersten Ausführung weist einen einstückig
ausgebildeten Kern 1 aus einem ferromagnetischen Material auf. Auf dem Kern 1
sind Permanentmagnete 2 angeordnet. Die Permanentmagnete sind der Einfach
heit halber einstückig dargestellt, sie können aber auch beliebig unterteilt sein. Die
Permanentmagnete 2 sind von einem Aussenzylinder 3 aus einem metallischen,
nicht magnetisierbaren Material umgeben. Der Aussenzylinder 3 kann zum Bei
spiel aus hochfestem, kaltgewalztem, austenitischem Stahl sein oder einer hoch
festen, elektrisch gut leitenden Bronze, z. B. CuNi3Si zur Erzielung kleinster elektri
scher Oberflächenverluste. Der Rotor endet zu beiden Seiten bei einer Abschluss
scheibe 4 bzw. 5 mit einer Stummelwelle 6 bzw. 7, die aus einem nicht magneti
sierbaren Stahl besteht.
Der Kern 1 weist einen als axiale Durchbohrung ausgebildeter Innenraum 8 auf,
der, wie noch gezeigt sein wird, als Speicherraum dient. Vom Innenraum 8 aus
verlaufen Kanäle 27 in radialer Richtung zum Bereich der Permanentmagnete 2.
Weiter weist der Kern 1 bei beiden axialen Enden eine vieleckige Ausnehmung 18
auf. Die Abschlussscheiben 4 bzw. 5 weisen einen entsprechend geformten Vor
sprung 19 auf. Mittels dieser Vorsprünge 19 und Ausnehmungen 18 ist der Kern 1
auf den Abschlussscheiben 4 bzw. 5 zentriert, wobei zudem die vieleckige Form
zur ausgezeichneten Übertragung des Drehmomentes vom Kern 1 auf die Ab
schlussscheiben 4 bzw. 5 und somit auf die Stummelwellen 6 bzw. 7 dient. An
stelle eines zentralen Vorsprunges 19 kann auch eine Anordnung von Scherbol
zen 38 dienen, welche den Kern 1 mit den Abschlussscheiben 4 bzw. 5 verbinden.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 durch den Rotor. Es
ist ersichtlich, dass die auf dem Kern 1 sitzenden Permanentmagnete 2 vom Aus
senzylinder 3 umringt sind und der Kern 1 den Innenraum 8 aufweist. Der Rotor
bildet in der hier beispielhaft gezeigten 2-poligen Ausführung in bekannter Weise
einen Nordpol N und einen Südpol S. Es sind, wie allgemein bekannt, seitliche
magnetische Neutralzonen 37 vorhanden. Bei diesen Neutralzonen 37 sind in den
entsprechenden Ringraumabschnitten zwischen dem Aussenzylinder 3 und dem
Kern 1 Füllstücke 16 aus einem je nach gewünschter magnetischer Schenkligkeit
magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Material eingesetzt. Die Dichte des
Materials dieser Füllstücke 16 ist vorteilhaft mindestens annähernd gleich der
Dichte des Materials der Permanentmagnete 2, d. h. die Dichte der Füllstücke 16
ist vorteilhaft ähnlich der Dichte der Permanentmagnete 2.
Zum Zusammenbauen des Rotors wird der Aussenzylinder 3 gemäss einer Vari
ante auf die Abschlussscheiben 4, bzw. 5 aufgeschrumpft.
Die schlussendliche Verbindung zwischen dem Aussenzylinder 3 und den Ab
schlussscheiben 4 bzw. 5 erfolgt gemäss einer ersten Ausführung, die in der Fig. 3
gezeigt ist, durch eine dichte Umfangsschweissnaht 9. Wie noch beschrieben sein
wird, erfolgt die Herstellung dieser dichten Umfangsschweissnaht 9 in zwei Schrit
ten.
Eine weitere Ausführung der Verbindung zwischen dem aufgeschrumpften Aus
senzylinder 3 und den Abschlussscheiben ist in der Fig. 4 dargestellt.
Der Aussenzylinder 3 dieser Ausführung weist bei beiden Enden eine Innenum
fangsrille 10 auf. Die jeweilige Abschlussscheibe 4 bzw. 5 weist einen entspre
chenden Aussenumfangsvorsprung 11 auf. Neben diesem Aussenumfangsvor
sprung 11 befindet sich eine Aussenumfangsrille 12 mit einem darin eingesetzten
O-Ring 13. Ist der Aussenzylinder 3 auf der jeweiligen Abschlussscheibe 4 bzw. 5
aufgeschrumpft, ragt der jeweilige Aussenumfangsvorsprung 11 in die jeweilige
Innenumfangsrille 10. Weiter liegt der jeweilige O-Ring 13 direkt am Aussenzylin
der 3 an.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere Variante der Verbindung zwischen dem Aussenzylin
der 3 und der Abschlussscheibe 4 bzw. 5, bei welcher kein Aufschrumpfen statt
findet. Die jeweilige Abschlussscheibe 4 bzw. 5 weist dazu einen gegen das Rotor
innere weisenden konusförmigen Abschnitt 14 auf. Dieser konusförmige Abschnitt
14 endet bei einem als Anschlag ausgebildeten Schulterabschnitt 15. Bei dieser
Ausführung werden die Abschlussscheiben 4, 5 über dem konusförmigen Ab-
Abschnitt 14 hydraulisch bis zur Auflage auf den Schulterabschnitt 15 in den Aus
senzylinder 3 eingepresst.
Zusätzlich zur Fig. 5 wird auf Fig. 6 hingewiesen. Der in der Fig. 6 gezeigte Kern 1
weist eine polygonförmige Umfangsfläche auf. Dabei entsprechen die Abmessun
gen der ebenflächigen Flächenabschnitte 17 des Aussenumfanges des Kerns 1
den Abmessungen der darauf angeordneten Permanentmagnete 2. Somit ist die
Umfangsfläche des Kerns 1 der Kontur der Permanentmagnete 2 angepasst, so
dass kein grosser magnetischer Spalt vorhanden ist. Weiter ergibt sich durch die
se polygonartige Formgebung der Umfangsfläche des Kerns eine ausgezeichnete
Übertragung des Drehmomentes von den Permanentmagneten 2 auf den Kern 1.
Zwischen den einzelnen Permanentmagneten 2 sind Füllstreifen 20 aus einem
formbeständigen, vorteilhaft metallischen Material, angeordnet. Diese Füllstreifen
können zu Anpasszwecken, zumindest gegen die Permanentmagnete, mit einem
dünnen Vliesbelag versehen sein. Weitere Füllstreifen 21 sind zwischen den Per
manentmagneten 2 und den ihnen gegenüberliegenden Innenumfangsbereichen
des Aussenzylinders 3 angeordnet. Diese weiteren Füllstreifen 21 bestehen aus
gut leitendem Material, z. B. Cu oder Al.
Mit den Füllstreifen 20, 21 ist eine ausgezeichnete Anpassung an die rechteckige
Querschnittsform der Permanentmagnete 2 ermöglicht. Wenn überhaupt nötig,
wird nur die dem Aussenzylinder 3 zugewandte Fläche der Permanentmagnete 2
geschliffen, im übrigen können alle Flächen unbearbeitet bleiben.
Die weiteren Füllstreifen 21 sind bei ihren Enden mit einem flexibel ausgebildeten,
elektrisch gut leitenden Ring 22 verbunden, siehe auch Fig. 5. Dieser Ring 22
kann aus einem Litzendraht bestehen oder lamelliert aufgebaut sein. Die Verbin
dung der weiteren Füllstreifen 21 mit dem flexiblen Ring 22 kann durch ein
Schweissen, z. B. Punktschweissen erfolgen.
Somit bilden diese weiteren Füllstreifen 21 zusammen mit dem Ring 22 einen
Dämpferkäfig. Beim Zusammenbauen des Rotors werden diese Schweissverbin
dungen vor dem Aufsetzen und Befestigen der Abschlussscheiben 4, 5 am Aus
senzylinder 3 hergestellt.
Bei der in der Fig. 7 gezeichneten Ausführung ist der allgemein mit der Bezugs
ziffer 35 bezeichnete Kern aus geschichteten Blechen 23 ausgeführt. Diese Ble
che 23 sind als Blechpaket auf einem Zentrierrohr 24 angeordnet. Das Zentrier
rohr 24 weist in radialer Richtung verlaufende Löcher 25 auf. Die im Bereich dieser
Löcher 25 angeordneten Bleche 23 weisen einen Längsschlitz 26 auf und werden
zyklisch verdreht geschichtet (siehe Fig. 8), so dass analog zu den Kanälen 27 der
ersten Ausführung Durchtritte von einem Innenraum 36 des Zentrierrohres 24 zum
Bereich der Permanentmagnete 2 vorhanden sind.
Anstelle des Zentrierrohres 24 können die Bleche 23 gelocht sein, um die Aufnah
me von Scherbolzen 38 zu ermöglichen. Diese Scherbolzen 38 können über die
Länge des Blechpaketes hinausgehen und in die Abschlussscheiben 4, 5 hinein
ragen, um das Drehmoment zu übertragen.
Diese Ausführung mit einem Kern 35 aus einem Blechpaket ist eine Vorausset
zung für eine schwingende Aufmagnetisierung. Jedoch weist diese Ausführung
keinen Dämpfkäfig gemäss der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführung auf.
Die Bezugsziffer 28 in der Fig. 7 bezeichnet in jeder Abschlussscheibe periodisch
ringförmig angebrachte Gewindelöcher zur Aufnahme von nicht dargestellten
Wuchtschrauben zum Auswuchten des Rotors. Alternativ können Bohrungen mit
gewünschtem Durchmesser und Tiefe während des Auswuchtens gebohrt werden.
Eine noch weitere Ausführung ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Es wird ein
Käfig 29 mit Endringen 30 und Längsstäben 31 aus einem gut leitenden Material
(z. B. Cu, Al) hergestellt, welcher im fertigen Rotor als elektrischer Dämpferkäfig
wirkt. Zum Zusammenbauen des Rotors wird dieser Käfig 29 in den Aussenzylin
der 3 eingeschoben. Die einzelnen Permanentmagnete 2 werden in den als Füll
matrix dienenden Käfig 29 eingelegt und mit einem provisorischen Haftmittel mit
dem Aussenzylinder verklebt. Darauf wird der Kern 1 in den Käfig 29 hineinge
schoben und danach die Abschlussscheiben 4, 5 montiert.
Alternativ kann der Käfig 29 mit den Permanentmagneten 2 zuerst auf dem Kern 1
angeordnet und danach der Aussenzylinder 3 darübergeschoben werden.
Der Zweck der Querrillen 32 in den Längsstäben 31 wird weiter unten erläutert.
Zum Fertigstellen des Rotors nach der Erfindung wird in den als Speicherraum
dienenden Innenraum 8 des Kerns 1, bzw. bei der Ausführung nach Fig. 7 in den
Innenraum 36 des Zentrierrohres 24, eine Harzmasse eingebracht. Solche Harz
massen sind allgemein bekannt und müssen folglich nicht weiter beschrieben
werden. Diese Harzmasse kann zudem Füllstoffe enthalten, z. B. ein Aluminium
oxid-Pulver. Vorteilhaft wird die Harzmasse in Form einer festen Stange, als soge
nannter Kleber im B-Zustand eingebracht.
Danach wird der Rotor nach einem vorbestimmten zeitlichen Programm hochge
fahren und gleichzeitig erwärmt. Das Programm kann Beharrungspunkte auf Zwi
schendrehzahlen und Zwischentemperaturen beinhalten. Die nun schmelzflüssige
Harzmasse dringt somit durch die Kanäle 27 im Kern 1, bzw. bei der Ausführung
nach Fig. 7 durch die Löcher 25 im Zentrierrohr 24 und durch die Längsschlitze 26
in den betreffenden Blechen 23, in radialer Richtung nach aussen zum Bereich der
Permanentmagnete 2 vor. Die beschriebenen Querrillen 32 der Fig. 9 dienen zum
Ausgleichen der Strömung der Harzmasse.
Die durch die Zentrifugalkräfte nach aussen fliessende Harzmasse füllt sämtliche
vorhandene Hohlräume und die Permanentmagnete 2 werden von der Harzmasse
vollständig umgeben. Da sich bekanntlich bei den spröden Permanentmagneten
beim ersten Hochfahren des Rotors unvermeidlich Risse und Brüche ausbilden,
werden auch diese Bereiche von der fliessfähigen Harzmasse sicher gefüllt.
Das Aushärten der Harzmasse erfolgt bei der Schleuderdrehzahl des Rotors. Die
se liegt höher als die maximale Betriebsdrehzahl und wird nur während der Ro
torfertigung angelegt.
In der Fig. 1 ist mit den Pfeilen 33 und 34 sowie mit den gestrichelten Linien der
Bereich des inneren Niveaus der Harzmasse nach dem Schleudern gezeigt. Dar
aus bestimmt sich die in den Innenraum einzufüllende Harzmasse.
Auf Grund der Erstarrung der Harzmasse während dem Schleudern bleibt der
Aussenzylinder 3 bei den späteren Betriebsdrehzahlen und im Stillstand vorge
spannt.
Zu bemerken ist, dass die im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebene Um
fangsschweissnaht 9 vor dem beschriebenen Aushärtelauf nur einlagig vorge
schweisst wird. Die Umfangsschweissnaht 9 m wird erst nach dem Aushärtelauf
voll nachgeschweisst. Während dem Schweissvorgang sitzt der Aussenzylinder 3
auf nicht dargestellten, gekühlten Klemmbacken. Das Auswuchten des Rotors er
folgt nach dem Aushärtelauf bei den anhand der Fig. 7 beschriebenen Gewinde
löchern 28. Weiter kann der Innenraum 8 im Kern 1, bzw. der Innenraum 36 des
Zentrierrohres 25 als sogenannte Heat-Pipe dienen und über die Stummelwellen
6, 7 oder über angeflanschte Wärmetauscher gekühlt werden. Es liegt im Rahmen
der vorliegenden Erfindung, dass der Rotor nur auf einer Seite einen Wellen
stummel aufweist und das andere Ende frei bleibt. Die Abschlussscheibe am frei
en Ende bleibt zu Dichtzwecken.
Es ist somit ersichtlich, dass die Permanentmagnete sozusagen hydrostatisch
gelagert sind und insbesondere auch beim ersten Hochfahren des Rotors entste
hende Risse mit der schmelzflüssigen Harzmasse ausgefüllt werden, so dass die
Permanentmagnete vollständig gegen die Umgebungsatmosphäre verriegelt und
damit äusserst korrosionsbeständig sind.
Die Permanentmagnete können mit isolierenden Überzügen versehen sein, um
Strombahnen zu benachbarten elektrisch leitenden Komponenten zu unterbinden.
Als alternative Fertigung können vor Aufbringen des Aussenzylinders 3 vorge
spannte flache Bandagewickel um die Permanentmagnete und allfällige Dämpfer
stäbe 21 gelegt werden. Die Permanentmagnete können dann schwingend auf
magnetisiert werden. Danach werden die Ringe 22 angebracht, ohne jedoch die
Wickel zu entfernen. Alternativ können die Füllstreifen 20 ebenfalls aus gut elek
trisch leitendem Material bestehen und mit den Ringen 22 verbunden sein.
1
Kern
2
Permanentmagnete
3
Aussenzylinder
4
Abschlussscheibe
5
Abschlussscheibe
6
Stummelwelle
7
Stummelwelle
8
Innenraum
9
Umfangsschweissnaht
10
Innenumfangsrille
11
Aussenumfangsvorsprung
12
Aussenumfangsrille
13
O-Ring
14
Konusförmiger Abschnitt
15
Schulterabschnitt
N Nordpol
S Südpol
N Nordpol
S Südpol
16
Füllstück
17
Flächenabschnitt der polygonförmigen Umfangsfläche
18
Ausnehmung
19
Vorsprung
20
Füllstreifen
21
Füllstreifen (weitere)
22
Ring
23
Bleche
24
Zentrierrohr
25
Löcher
26
Längsschlitz
27
Kanal
28
Gewindeloch
29
Käfig
30
Endring
31
Längsstäbe
32
Querrillen
33
Pfeil
34
Pfeil
35
Kern
36
Innenraum
37
Neutralzone
38
Scherbolzen
Claims (34)
1. Verfahren zur Herstellung eines Permanentmagnete (2) enthaltenden Ro
tors einer Synchronmaschine, welcher Rotor einen Kern (1, 35) aus ferro
magnetischem Stahl aufweist, auf welchem Kern (1, 35) mit demselben ver
bundene Permanentmagnete (2) angeordnet sind, die ihrerseits von einem
Aussenzylinder (3) aus einem nicht magnetisierbaren Material umgeben
sind, und welcher Rotor bei beiden axialen Enden aus einem nicht magneti
sierbaren Stahl bestehende Abschlussscheiben (4, 5) mit Stummelwellen
(6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1, 35) mit einem
Innenraum (8, 36) ausgebildet und eine Harzmasse in den Innenraum (8,
36) eingebracht wird, welche Harzmasse durch ein Schleudern des Rotors
dem Bereich der Permanentmagnete (2) zugeführt wird, in welchem Be
reich ein Aushärten der Harzmasse erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mit
der eingebrachten Harzmasse erwärmt und gleichzeitig hochgefahren wird,
wobei die Harzmasse auf Grund einer Fliehkraft vom Innenraum (8) durch
radiale Kanäle (27) im Kern (1) oder vom Innenraum (36) durch Löcher (25)
und Längsschlitze (26) im Kern (35) nach aussen zum Bereich der Perma
nentmagnete (2) geleitet wird, und die dort vorhandenen Hohlräume aus
gefüllt werden, und dass der Rotor während dem Aushärten der Harzmasse
auf der Betriebsdrehzahl gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zu
sammenbauen des Rotors die Permanentmagnete (2) auf dem Kern (1, 35)
angeordnet und der Kern (1, 35) mit den Permanentmagneten (2) mit Spiel
in den Aussenzylinder (3) eingesetzt wird, dass nach dem Einbringen der
Harzmasse in den Innenraum (8, 36) bei beiden Enden dieses aus Kern (1,
35), Permanentmagneten (2), Aussenzylinder (3) und Harzmasse entste
henden Gebildes je eine aus einem nicht magnetisierbaren Stahl bestehen
de Abschlussscheibe (4, 5) mit einer Stummelwelle (6, 7) angeordnet und
der Kern (1, 35) in den Abschlussscheiben (4, 5) zentriert wird, und dass
schlussendlich der Aussenzylinder (3) mit den Abschlussscheiben (4, 5)
verbunden wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass die härtbare Harzmasse in Form einer festen Stange in den
Innenraum (8, 36) im Kern (1, 35) eingebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Harzmasse mindestens einen Füllstoff enthält.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Aussenzylinder (3) auf die Abschlussscheiben (4, 5) auf
geschrumpft wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aufge
schrumpfte Aussenzylinder (3) mittels einer Umfangsschweissnaht (9) dich
tend mit den Abschlussscheiben (4, 5) verbunden wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangs
schweissnaht (9) vor dem Schleudern des Klebeharzes nur einlagig vorge
schweisst und erst nach dem Aushärten des Klebeharzes voll nachge
schweisst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussen
zylinder (3) bei beiden Enden mit einer Innenumfangsrille (10) und die Ab
schlussscheiben (4, 5) mit einem Aussenumfangsvorsprung (11) und einer
daneben angeordneten Aussenumfangsrille (12) mit einem eingelegten
O-Ring (13) ausgebildet werden und der Aussenzylinder (3) auf die Ab
schlussscheiben (4, 5) derart aufgeschrumpft wird, dass der jeweilige Aus
senumfangsvorsprung (11) der Abschlussscheiben (4, 5) in die jeweilige In
nenumfangsrille (10) hineinragt und der jeweilige O-Ring (13) dichtend am
Aussenzylinder (3) anliegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Abschlussscheiben (4, 5) mit einem gegen das Rotorinnere gerichteten
konusförmigen Abschnitt (14) ausgebildet und zur Verbindung mit dem Au
ssenzylinder (3) in denselben bis zu einem Anschlag (15) eingepresst wer
den.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Ringraum
abschnitten zwischen dem Kern (1, 35) und dem Aussenzylinder (3) ma
gnetische Neutralzonen (37) vorhanden sind, welche Neutralzonen (37)
keine Permanentmagnete (2) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass in
diesen Ringraumabschnitten Füllstücke (16) eingesetzt werden, wobei die
Dichte des Materials der Füllstücke (16) mindestens annähernd gleich der
Dichte des Materials der Permanentmagnete (2) ist.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass zwischen benachbarten Permanentmagneten (2) Füllstreifen
(20) eingesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass zwischen den Permanentmagneten (2) und diesen gegen
überliegenden Innenumfangsbereichen des Aussenzylinders (3) weitere
Füllstreifen (21) eingesetzt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung
eines Dämpferkäfigs die weiteren Füllstreifen (21) bei ihren Enden durch
Punktschweissen oder dergleichen mit jeweils einem flexibel ausgebildeten
Ring (22) verbunden und um den Kern (1, 35) angeordnet werden, und
dass danach die Abschlussscheiben (4, 5) anmontiert werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Käfig (29) aus einem elektrisch leitfähigen Material mit Endringen
(30) und axial verlaufenden Längsstäben (31) mit Querrillen (32) zur Ver
teilung des Klebeharzes hergestellt wird und die Permanentmagnete (2) in
den Käfig (29) eingesetzt werden, dass entweder der Käfig (29) mit den
Permanentmagneten (2) in den Aussenzylinder (3) eingeschoben, die Per
manentmagnete (2) mit einem provisorischen Haftmittel mit dem Aussen
zylinder (3) verklebt und danach der Kern (1, 35) in den Käfig (29) einge
schoben wird, oder zuerst der Kern (1, 35) in den Käfig (29) eingeschoben
und danach der Aussenzylinder (3) über den Käfig (29) mit den Permanent
magneten (2) geschoben wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Herstellung des Kernes (35) auf einem Zentrierrohr (24) Bleche
(23) aufgeschichtet werden, welches Zentrierrohr (24) Löcher (25) für den
Durchtritt von in seinem Innenraum (36) angeordneter Harzmasse aufweist,
wobei die Bleche (23) mit den Löchern (25) ausgerichtete Schlitze (26) für
den weiteren Durchtritt des Klebeharzes aufweisen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kern (1) einstückig und mit einem Innenraum (8) ausgebildet wird,
welcher Innenraum (8) als Speicherraum für die Harzmasse dient und von
welchem Innenraum (8) in radialer Richtung zur Aussenseite des Kernes (1)
verlaufende Kanäle (27) ausgebildet werden.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Kern (1, 35) bei beiden axialen Enden mit einer vielecki
gen Ausnehmung (18) ausgebildet wird, jede Abschlussscheibe (4, 5) mit
einem entsprechend den Ausnehmungen (18) des Kernes (1, 35) geformten
vieleckigen Vorsprung (19) ausgebildet wird, und dass beim Zusammen
bauen des Rotors die Vorsprünge (19) in die Ausnehmungen (18) einge
setzt werden, um zur Kraftübertragung eine formschlüssige Verbindung
zwischen dem Kern (1, 35) und den Abschlussscheiben (4, 5) zu bilden.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Aussenumfangsfläche des Kernes (1, 35) polygonförmig
mit einer Vielzahl ebenflächiger Flächenabschnitte (17) ausgebildet wird,
wobei die Abmessungen jedes einzelnen Flächenabschnittes an die Ab
messungen der Permanentmagnete (2) angepasst sind, so dass einerseits
ein minimaler magnetischer Spalt zwischen dem Kern (1, 35) und den auf
den Flächenabschnitten (17) angeordneten Permanentmagneten (2) gebil
det und andererseits ein ausgezeichnetes Übertragen des Drehmomentes
von den Permanentmagneten (2) auf den Kern (1, 35) erreicht ist.
20. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellter, Permanentmagnete (2)
enthaltender Rotor, gekennzeichnet durch einen Kern (1, 35) aus ferromag
netischem Stahl und einem axial verlaufenden Innenraum (8, 36), auf wel
chem Kern (1, 35) die Permanentmagnete (2) angeordnet sind, die von ei
nem Aussenzylinder (3) aus nicht magnetisierbarem Material umgeben
sind, welcher Rotor bei beiden Enden aus nicht magnetisierbarem Stahl be
stehende Abschlussscheiben (4, 5) mit Stummelwellen (6, 7) aufweist, die
formschlüssig mit dem Kern (1, 35) und mindestens kraftschlüssig mit dem
Aussenzylinder (3) verbunden sind, und dass nach Verfliessen der Harz
masse mindestens sämtliche Hohlräume im Bereich der Permanentmagne
te (2) bis zum Durchmesser des Innenraums (8, 36) durch eine Harzmasse
ausgefüllt sind.
21. Rotor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenzylin
der (3) auf den Abschlussscheiben (4, 5) aufgeschrumpft ist.
22. Rotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der aufge
schrumpfte Aussenzylinder (3) mittels einer Umfangsschweissnaht (9)
dichtend mit den Abschlussscheiben (4, 5) verbunden ist.
23. Rotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenzylin
der (3) bei beiden Enden eine Innenumfangsrille (10) aufweist und die Ab
schlussscheiben (4, 5) einen Aussenumfangsvorsprung (11) und eine da
neben angeordnete Umfangsrille (12) mit einem eingelegten O-Ring (13)
aufweisen, welche Aussenumfangsvorsprünge (11) in die jeweilige Innen
umfangsrille (10) hineinragen und welcher O-Ring (13) dichtend am Aus
senzylinder (3) anliegt.
24. Rotor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass jede Abschluss
scheibe (4, 5) einen gegen das Rotorinnere gerichteten konusförmigen Ab
schnitt (14) und einen als Anschlag dienenden Schulterabschnitt (15) auf
weist, welche Abschlussscheiben (4, 5) in den Aussenzylinder (3) einge
presst sind und mit dem Schulterabschnitt (15) an demselben anliegen.
25. Rotor nach einem der Ansprüche 20-24, wobei in Ringraumabschnitten
zwischen dem Kern (1, 35) und dem Aussenzylinder (3) magnetische Neu
tralzonen (37) vorhanden sind, welche Neutralzonen (37) keine Permanent
magnete enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass in diesen Ringabschnit
ten Füllstücke (16) angeordnet sind, wobei die Dichte des Materials der
Füllstücke (16) mindestens annähernd gleich der Dichte des Materials des
Permanentmagneten (2) ist.
26. Rotor nach einem der Ansprüche 20-25, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen benachbarten Permanentmagneten (2) Füllstreifen (20) angeord
net sind.
27. Rotor nach einem der Ansprüche 20-26, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den Permanentmagneten (2) und diesen gegenüberliegenden In
nenumfangsbereichen des Aussenzylinders (3) weitere Füllstreifen (21) an
geordnet sind.
28. Rotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Füll
streifen (21) aus einem elektrisch leitenden Material bestehen und zur Bil
dung eines Dämpferkäfigs bei ihren Enden mit einem flexibel ausgebildeten
Ring (22) verbunden sind, innerhalb welchem Dämpferkäfig der Kern (1, 35)
angeordnet ist.
29. Rotor nach einem der Ansprüche 20-25, gekennzeichnet durch einen Kä
fig (29) aus elektrisch leitfähigen Endringen (30) und Längsstäben (31) mit
Querrillen (32) zur Verteilung des Klebeharzes, in welchem Käfig (29) die
Permanentmagnete (2) eingesetzt sind.
30. Rotor nach einem der Ansprüche 20-28, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kern (35) aus einem auf einem Zentrierrohr (24) angeordneten Blech
paket gebildet ist, welches Zentrierrohr (24) Löcher (25) aufweist, und dass
bei diesen Löchern (25) angeordnete Bleche (23) des Blechpaketes mit den
Löchern (25) ausgerichtete, in radialer Richtung verlaufende Längsschlitze
(26) aufweisen.
31. Rotor nach einem der Ansprüche 20-29, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kern (1) einstückig ist und einen Innenraum (8) aufweist, von welchem
Innenraum (8) Kanäle (27) in radialer Richtung zur Aussenseite des Kernes
(1) verlaufen.
32. Rotor nach einem der Ansprüche 20-31, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Drehmomentübertragung vom Kern (1, 35) auf die Abschlussscheiben
(4, 5) der Kernteil (1, 35) bei beiden axialen Enden eine vieleckige Aus
nehmung (18) und jede Abschlussscheibe (4, 5) einen in die jeweilige Aus
nehmung (18) hineinragenden vieleckigen Vorsprung (19) aufweist.
33. Rotor nach einem der Ansprüche 20-32, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kern (1, 35) eine polygonförmige Aussenumfangsfläche, bestehend aus
einzelnen ebenflächigen Flächenabschnitten (17), aufweist, wobei die Flä
chenabschnitte (17) den Abmessungen der auf denselben aufliegenden
Permanentmagnete (2) entsprechen.
34. Rotor nach einem der Ansprüche 20-29, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bleche (38) aus Stahl einerends in den Blechen (23) und andererends
in den Abschlussscheiben (4, 5) eingesetzt sind.
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