DE102006056875A1

DE102006056875A1 - Permanentmagnetrotor mit mittels einer Klebefolie verschlossenen Aufnahmetaschen für die Permanentmagnete

Info

Publication number: DE102006056875A1
Application number: DE102006056875A
Authority: DE
Inventors: Marcus Podach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-12-02
Also published as: CN101601179A; JP5537948B2; US20100066190A1; CN101601179B; DE102006056875B4; WO2008064969A1; KR101345850B1; JP2010511371A; US8324778B2; KR20090085698A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Permanentmagnetrotor, welcher eine Rotorwelle, ein an der Rotorwelle befestigtes Rotorpaket, im Rotorpaket vorgesehene Aufnahmetaschen und in den Aufnahmetaschen positionierte Permanentmagnete aufweist. Die Aufnahmetaschen sind mittels einer Klebefolie verschlossen, wodurch die Permanentmagnete in den Aufnahmetaschen fixiert werden und zugleich ein Eindringen von Partikeln in die Aufnahmetaschen und ein Herausschleudern von Partikeln aus den Aufnahmetaschen verhindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Permanentmagnetrotor, welcher eine Rotorwelle, ein an der Rotorwelle befestigtes Rotorpaket, im Rotorpaket vorgesehene Aufnahmetaschen und in den Aufnahmetaschen positionierte Permanentmagnete aufweist.
Aus der DE 198 51 883 A1 ist eine permanentmagneterregte Synchronmaschine mit einem aus Blechen geschichteten Läuferpaket bekannt, in das Permanentmagnete eingebettet sind. Zumindest zwischen einer Ausnehmung zur Aufnahme eines aus zumindest aus einer Magnetplatte bestehenden Permanentmagneten und dem Luftspalt der Synchronmaschine ist wenigstens eine Magnetflusssperre vorgesehen. An dem virtuellen Zusammenstoß zweier Ausnehmungen, die zur Aufnahme der Permanentmagnete dienen, sind die Ausnehmungen so geformt, dass sich außer einer Fixierung der Permanentmagnete auch Streustege ergeben.
Aus der US 4,486,679 A ist ein permanentmagneterregter Rotor für eine elektrische Maschine bekannt. Dieser bekannte Rotor weist in seinem Rotorblechpaket Ausnehmungen auf, in welche Permanentmagnete eingebracht sind. Zwischen benachbarten Ausnehmungen sind in Radialrichtung verlaufende Stege vorgesehen. Zwischen den äußeren Rändern der Ausnehmungen und dem Außenumfang des Rotorblechpaketes befinden sich dünne Brücken. Durch ein Eindrücken der Brücken und der dadurch bedingten Verformung der sich in Radialrichtung erstreckenden Stege werden die Permanentmagnete in den Ausnehmungen fixiert.
Des Weiteren ist es bereits bekannt, in Ausnehmungen eines Rotorpaketes vorgesehene Permanentmagnete innerhalb dieser Ausnehmungen zu verkleben, zu vergießen oder unter Verwendung von Klammern zu befestigen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Permanentmagnetrotor, welcher eine Rotorwelle, ein an der Rotorwelle befestigtes Rotorpaket, im Rotorpaket vorgesehene Aufnahmetaschen und in den Aufnahmetaschen positionierte Permanentmagnete aufweist, derart weiterzubilden, dass die Befestigung der Permanentmagnete in den Aufnahmetaschen vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Permanentmagnetrotor mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen eines Permanentmagnetrotors gemäß Anspruch 1 sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Vorteile eines Permanentmagnetrotors gemäß der Erfindung bestehen darin, dass die Befestigung der Permanentmagnete in den Aufnahmetaschen des Rotorpaketes sehr einfach erfolgen kann. Es muss nicht jeder Permanentmagnet einzeln in der jeweiligen Aufnahmetasche fixiert werden. Vielmehr genügt das Aufbringen einer einzigen Klebefolie pro Stirnseite des Rotorpaketes, um alle Permanentmagnete eines Permanentmagnetrotors zu fixieren.
Durch die Verwendung der beanspruchten Klebefolie wird des Weiteren ein dichtes Verschließen der Aufnahmetaschen erreicht, so dass während des Betriebes des Rotors ein sicherer Schutz vor einem Eindringen von Partikeln in die Aufnahmetaschen gegeben ist und auch sichergestellt ist, dass keine Partikel aus den Aufnahmetaschen herausgeschleudert werden können. Weiterhin wird durch die Verwendung einer Klebefolie ein Schutz der Permanentmagnete vor Korrosion erreicht. Darüber hinaus werden durch die Klebefolie auch diejenigen Rotorteile fixiert, die zwischen den äußeren radialen Rändern der Aufnahmetaschen und dem Außenumfang des Rotors liegen. Ferner werden diese zwischen den äußeren Radialrändern der Aufnahmetaschen und dem Außenumfang des Rotors liegenden Rotorteile durch die beanspruchte Klebefolie beim Zusammenbau und bei einer Demontage des Gesamtrotors vor einer Beschädigung geschützt. Schließlich wird auch die Massenunwucht reduziert.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Zeichnungen. Es zeigt
1 eine Längsschnittdarstellung eines Permanentmagnetrotor gemäß der Erfindung,
2 eine Ansicht des in der 1 dargestellten Permanentmagnetrotors in Richtung des in der 1 gezeigten Pfeiles x und
3 eine Längsschnittdarstellung eines Permanentmagnetrotors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung eines Permanentmagnetrotors 1 gemäß der Erfindung. Dieser weist eine Rotorwelle 5 auf, an welcher ein Rotorpaket 2 befestigt ist. Bei diesem Rotorpaket handelt es sich um ein Rotorblechpaket, welches aus einer Vielzahl von Blechlamellen bzw. Blechschichten zusammengesetzt ist. Das dargestellte Rotorpaket weist einen inneren Bereich 2a auf, welcher zwischen der Rotorwelle 5 und Aufnahmetaschen 3 des Rotorpaketes liegt, und einen äußeren Bereich 2b, welcher zwischen den Aufnahmetaschen 3 und dem Außenumfang 2e des Rotorpaketes liegt. Ferner weist das gezeigte Rotorpaket 2 Stirnseiten 2c und 2d auf.
In die Aufnahmetaschen 3 des Rotorpaketes 2 sind Permanentmagnete 4 eingesetzt. Das Einsetzen dieser Permanentmagnete 4 in die Aufnahmetaschen erfolgt beispielsweise in Richtung des in der 1 gezeigten Pfeiles x.
Zur Fixierung der Permanentmagnete 4 in den Aufnahmetaschen 3 dienen Klebefolien 6, die auf die Stirnseiten 2c und 2d des Rotorpaketes aufgeklebt sind.
Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Aufnahmetaschen 3 jeweils zwei Öffnungen 3a und 3b auf, von denen eine an der Stirnseite 2c des Rotorpaketes 2 und die andere an der Stirnseite 2d des Rotorpaketes 2 vorgesehen ist. Folglich werden bei diesem Ausführungsbeispiel insgesamt zwei Klebefolien zur Fixierung der Permanentmagnete 4 in den Aufnahmetaschen 3 verwendet, wobei eine dieser Klebefolien auf der Stirnseite 2c des Rotorpaketes und die andere Klebefolie auf der Stirnseite 2d des Rotorpaketes vorgesehen ist.
Gemäß einem weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Aufnahmetaschen jeweils nur eine Öffnung auf, beispielsweise an der Stirnseite 2c des Rotorpaketes. Der jeweils andere Endbereich der Aufnahmetaschen ist bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel geschlossen ausgebildet. Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel ist zur Fixierung der Permanentmagnete in den Aufnahmetaschen nur eine einzige Klebefolie notwendig, die auf die Stirnseite 2c des Rotorpaketes aufgebracht ist.
Die 2 zeigt eine Ansicht des in der 1 dargestellten Permanentmagnetrotors in Richtung des in der 1 gezeigten Pfeiles x.
Aus dieser 2 ist ersichtlich, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der Außenumfang 2e des Rotorpaketes nicht kreisförmig verläuft, sondern eine im Wesentlichen sinusförmig ausgebildete Form hat. Der kleinste Radius des Außenumfanges 2e des Rotorpaketes 2 ist in der 2 mit der Bezugszahl 10 bezeichnet.
Des Weiteren geht aus der 2 hervor, dass der Radius 8 der Klebefolie, welche einen kreisförmigen Außenumfang hat, kleiner ist als der vorgenannten kleinste Radius 10 des Außenumfanges 2e des Statorpaketes 2, aber größer ist als der den in Radialrichtung äußeren Rändern der Aufnahmetaschen 3 entsprechende Radius 9.
Die Wahl eines derartigen Radius 8 für die Klebefolie weist mehrere Vorteile auf. Zum einen wird dadurch erreicht, dass die in der 2 gestrichelt gezeichneten Aufnahmetaschen 3 mit den darin befindlichen, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gestrichelt gezeichneten Permanentmagneten 4 von der Klebefolie 6 vollständig überdeckt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass im Betrieb des Permanentmagnetrotors ein sicherer Schutz vor einem Eindringen von Partikeln in die Aufnahmetaschen gegeben ist und auch sichergestellt ist, dass keine Partikel aus den Aufnahmetaschen nach außen herausgeschleudert werden können. Ferner wird durch die vollständige Überdeckung der Öffnungen der Aufnahmetaschen ein Schutz der Permanentmagnete vor Korrosion erreicht.
Des Weiteren wird durch die beschriebene Wahl des Radius 8 der Klebefolie 6 erreicht, dass auch die äußeren Bereiche 2b des Rotorpaketes, d. h. diejenigen Bereich, die in Radialrichtung zwischen den Aufnahmetaschen 3 und dem Außenumfang 2e des Rotorpaketes liegen, fixiert und vor einer Beschädigung geschützt werden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Wahl des Radius 8 der Klebfolie 6 besteht darin, dass die Klebefolie unabhängig von der jeweils vorliegenden Form des Außenumfangs des Rotorpaketes verwendet werden kann. Beispielsweise kann sie sowohl bei einem sinusförmigen Außenumfang des Rotorpaketes, wie er in der 2 gezeigt ist, als auch bei einem kreisförmigen Außenumfang als auch bei einem anders geformten Außenumfang des Rotorpaketes verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zur Fixierung der Permanentmagnete in den Aufnahmetaschen zusätzliche Bauteile wie Kleber, eine Vergussmasse und/oder Klammern nicht notwendig sind. Die Funktionen dieser zusätzlichen Bauteile werden vollständig von der verwendeten einzigen Klebefolie, sofern die Aufnahmetaschen jeweils nur eine Öffnung haben, oder von den beiden verwendeten Klebefolien, sofern die Aufnahmetaschen jeweils zwei Öffnungen haben, übernommen. Diese Klebefolie bzw. Klebefolien sind einfach aufzubringen. Es ist nur eine einzige Klebefolie, sofern die Aufnahmeta schen jeweils nur eine Öffnung haben, bzw. nur zwei Klebefolien, sofern die Aufnahmetaschen jeweils zwei Öffnungen aufweisen, notwendig. Zusätzlich verhindern die Klebefolien ein Eindringen von Partikeln in die Aufnahmetaschen und damit ein Gelangen von Partikeln an die Permanentmagnete sowie ein Herausschleudern von Partikeln aus den Aufnahmetaschen.
Im Betrieb sind die Permanentmagnete aufgrund ihrer Magnetisierung von sich aus grundsätzlich vor einem Verrutschen innerhalb der jeweiligen Aufnahmetasche gesichert, da sie durch die herrschenden magnetischen Kräfte in der Mitte der jeweiligen Aufnahmetasche gehalten werden. Treten aber im Betrieb starke Beschleunigungen auf, könnte es trotz alledem zu einem Verrutschen der Permanentmagnete innerhalb der jeweiligen Aufnahmetasche kommen. Dies wird beim erfindungsgemäßen Permanentmagnetrotor durch die Verwendung der oben beschriebenen Klebefolie bzw. Klebefolien verhindert, welche die bei der Beschleunigung auftretenden Kräfte aufnehmen.
Bei dem oben beschriebenen Permanentmagnetrotor handelt es sich vorzugsweise um einen für einen Stellantrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Permanentmagnetrotor. Der Stellantrieb dient beispielsweise als Scheibenwischermotor, als Fensterhebermotor, als Lenkungsmotor oder als Motor für eine elektrische Sitzverstellung.
Die 3 zeigt eine Längsschnittdarstellung eines Permanentmagnetrotors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese weitere Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Rotorwelle 5 auf der Stirnseite 2d des Rotorpaketes in Axialrichtung mit der Stirnseite des Rotorpaketes abschließt. Bei dieser weiteren Ausführungsform weist die auf der Stirnseite 2d zur Fixierung der Permanentmagnete 4 vorgesehene Klebefolie 6a in ihrem mittleren Bereich keine Aussparung auf.

Claims

Permanentmagnetrotor, welcher eine Rotorwelle (5), ein an der Rotorwelle befestigtes Rotorpaket (2), im Rotorpaket vorgesehene Aufnahmetaschen (3) und in den Aufnahmetaschen positionierte Permanentmagnete (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetaschen (3) mittels einer Klebefolie (6) verschlossen sind, um die Permanentmagnete in den Aufnahmetaschen zu fixieren.
Permanentmagnetrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetaschen (3) auf einer Stirnseite (2c, 2d) des Rotorpaketes jeweils eine Öffnung (3a, 3b) aufweisen und diese Öffnungen mittels einer auf dieser Stirnseite des Rotorpaketes vorgesehenen Klebefolie verschlossen sind.
Permanentmagnetrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebefolie (6) einen kreisförmigen Außenumfang aufweist.
Permanentmagnetrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetaschen auf beiden Stirnseiten (2c, 2d) des Rotorpaketes jeweils eine Öffnung (3a, 3b) aufweisen und auf den beiden Stirnseiten des Rotorpaketes jeweils eine Klebefolie zum Verschließen der Aufnahmetaschen vorgesehen ist.
Permanentmagnetrotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebefolien (6) jeweils einen kreisförmigen Außenumfang aufweisen.
Permanentmagnetrotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (8) der Klebefolie (6) kleiner ist als der kleinste Radius (10) des Außenumfanges des Rotorpaketes.