DE102007022835B4

DE102007022835B4 - Rotor for permanent magnetically excited electric machines

Info

Publication number: DE102007022835B4
Application number: DE200710022835
Authority: DE
Inventors: Reinhart Uhde; Dr. Flockermann Dirk
Original assignee: ESW GmbH
Current assignee: Vincorion Advanced Systems GmbH
Priority date: 2007-05-12
Filing date: 2007-05-12
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2027-05-13
Also published as: DE102007022835A1

Abstract

Rotor für permanentmagnetisch erregte elektrische Maschinen mit vergrabenen Magneten, bei dem eine Vielzahl von kongruenten Blechschnitten zur Wirbelstromunterdrückung in axialer Richtung zu einem Blechpaket aufgeschichtet und Magnete in Aussparungen der Blechschnitte eingeschlossen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die Blechschnitte (2) jeweils mindestens eine Blechronde (21) mit gleichverteilt eingebrachten Ausnehmungen (24) für die Magnete (4) und mit dazwischen symmetrisch eingefügten Aussparungen (22) für komplementär zur Aussparung (22) geformte Einsatzbleche (23) aufweisen, – die Blechronde (21) zwischen den Ausnehmungen (24) für die Magnete (4) und den Ausnehmungen (22) für die Einsatzbleche (23) radiale Stege (25) als radiale Materialverbindungen der Blechronde (21) mit peripheren Teilen der Blechronde (21) zur Abdeckung und radialen Rückhaltung der Magnete (4) aufweist, wobei die Stege (25) für eine fliehkraftbedingte Rückhaltung der Magnete (4) nicht hinreichend dimensioniert sind, – die Einsatzbleche (23) zwischen Magneten (4) unterschiedlicher magnetischer Pole der elektrischen Maschine angeordnet sind und Verankerungselemente (26) mindestens an einem zur Rotorachse (11) ausgerichteten Fußpunkt (F) und an beiden Seitenkanten (L) der zur Abdeckung und Rückhaltung der Magnete (4) vorhandenen peripheren Teile der Blechronde (21) aufweisen, wodurch die Magnete (4) jedes magnetischen Poles durch formschlüssige Verbindung der Einsatzbleche (23) mit den peripheren Teilen der Blechronde (21) umschlossen und mindestens in radialer Richtung formschlüssig in den Fußpunkten (F) der Blechronde (21) verankert sind, und – die Blechronde (21) und die Einsatzbleche (23) aus zwei verschiedenen Materialien, von denen das eine magnetisierbar und das andere amagnetisch ist, gefertigt sind, wobei entweder die Blechronde (21) oder die Einsatzbleche (23) amagnetisch sind.Rotor for electrical machines excited by permanent magnets with buried magnets, in which a large number of congruent sheet metal cuts for eddy current suppression are stacked in the axial direction to form a laminated core and magnets are arranged enclosed in recesses in the sheet metal cuts, characterized in that - the sheet metal cuts (2) each have at least one sheet metal blank (21) with evenly distributed recesses (24) for the magnets (4) and with recesses (22) inserted symmetrically in between for insert sheets (23) shaped complementary to the recess (22), - the round sheet metal (21) between the recesses (24) ) for the magnets (4) and the recesses (22) for the insert sheets (23) radial webs (25) as radial material connections of the sheet metal blank (21) with peripheral parts of the sheet metal blank (21) for covering and radial retention of the magnets (4) having, wherein the webs (25) for a centrifugal force-related retention of the magnets (4) is not sufficient d are dimensioned, - the insert sheets (23) are arranged between magnets (4) of different magnetic poles of the electrical machine and anchoring elements (26) at least at one base point (F) aligned with the rotor axis (11) and on both side edges (L) of the Covering and retaining the magnets (4) present peripheral parts of the sheet metal blank (21), whereby the magnets (4) of each magnetic pole are enclosed by a positive connection of the insert sheets (23) with the peripheral parts of the sheet metal blank (21) and at least in the radial direction are positively anchored in the base points (F) of the sheet metal blank (21), and - the sheet metal blank (21) and the insert sheets (23) are made of two different materials, one of which is magnetizable and the other non-magnetic, with either the Round sheet metal (21) or the insert sheets (23) are non-magnetic.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für permanentmagnetisch erregte elektrische Maschinen mit vergrabenen Magneten für hohe Umfangsgeschwindigkeiten, bei dem eine Vielzahl von kongruenten Blechschnitten zur Wirbelstromunterdrückung in axialer Richtung zu einem Blechpaket aufgeschichtet und Permanentmagnete in Aussparungen der Blechschnitte eingeschlossen angeordnet sind. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung in permanenterregten Elektromaschinen mit radial, aber auch mit tangential ausgerichteten Magneten bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten. The invention relates to a rotor for permanent magnetically excited electrical machines with buried magnets for high peripheral speeds, in which a plurality of congruent laminations for eddy current suppression in the axial direction stacked to a laminated core and permanent magnets are enclosed in recesses of the sheet metal sections. The invention finds particular application in permanent magnet electric machines with radially, but also with tangentially oriented magnets at high rotational speeds.

Bei Rotoren mit radial ausgerichteten vergrabenen Permanentmagneten stellt sich – mit zunehmend hohen Geschwindigkeiten an der Rotoroberfläche (hohe Drehzahl, großer Durchmesser) – das Problem der Dimensionierung der so genannten Streustege, die das so genannte Deckblech zur Fliehkraftsicherung der „vergrabenen“ Magnete radial am Rotor fixieren. Einerseits müssen diese Streustege für die Auslegung des magnetischen Kreises schmal gewählt werden, da Teile des magnetischen Flusses kurzgeschlossen werden und damit für die Felderzeugung im Stator unwirksam sind und die Ausnutzung der Maschine verschlechtern. Andererseits sind aber aus Festigkeitsgründen (Fliehkraftsicherung der Magnete) breite Stege erforderlich. Bei Rotoren mit tangential ausgerichteten Permanentmagneten entfällt die Streuwirkung der Stege. Allerdings müssen hierbei sowohl die Magnete, als auch die magnetisierbaren Flussleitstücke – wie bei Rotoren mit Oberflächenmagneten – gegen die Fliehkraft sicher befestigt werden. Dies erfolgt z.B. durch Kleben, Verkeilen oder Bandagieren. Da der Rotorträger zwingend aus unmagnetischem Material bestehen muss, da sonst die Magnete darüber kurzgeschlossen würden, besteht der übrige Rotor aus Teilsegmenten, die miteinander verbunden werden müssen. For rotors with radially oriented buried permanent magnets arises - with increasingly high speeds on the rotor surface (high speed, large diameter) - the problem of dimensioning the so-called scattering amounts that fix the so-called cover plate for centrifugal force protection of the "buried" magnets radially on the rotor , On the one hand, these stray amounts for the design of the magnetic circuit must be narrow because parts of the magnetic flux are short-circuited and thus are ineffective for the field generation in the stator and deteriorate the utilization of the machine. On the other hand, however, for strength reasons (centrifugal force protection of the magnets) wide webs are required. In rotors with tangentially oriented permanent magnets eliminates the scattering effect of the webs. However, in this case both the magnets and the magnetizable flux guide pieces - as with rotors with surface magnets - must be securely fastened against the centrifugal force. This is done e.g. by gluing, wedging or bandaging. Since the rotor carrier must necessarily consist of non-magnetic material, otherwise the magnets would be shorted over it, the rest of the rotor consists of sub-segments, which must be connected to each other.

Im Stand der Technik ist aus der DE 198 46 924 A1 eine permanentmagneterregte Baugruppe einer elektrischen Maschine bekannt geworden, die ferromagnetische Rotorblechronden mit gegenüberliegenden Innen und Außennuten entsprechend der Anzahl der magnetischen Pole verwendet. Dabei sind die Außennuten als gezahnte Polteile zur Aufnahme der Permanentmagnete ausgebildet und von den Innennuten nur durch einen schmalen tangentialen Steg getrennt, der – nachdem die Blechronden mit nicht magnetischem Material vergossen wurden – ausgefräst wird, um die magnetischen Streufelder zu reduzieren. Nachteilig bei dieser Herstellungsweise des Läufers ist neben der filigranen Ausprägung der ferromagnetischen Blechronde das nachträgliche Vergießen des gestapelten Blechpaketes zur Herstellung des stabilen Läufergrundkörpers, in den erst nach mehreren Fräsvorgängen (zur Eliminierung der Blechrondenstege) die Permanentmagnete eingesetzt werden können. In the prior art is from the DE 198 46 924 A1 a permanent magnet excited assembly of an electric machine has become known, the ferromagnetic rotor blanks used with opposite inner and outer grooves corresponding to the number of magnetic poles. The outer grooves are formed as toothed pole pieces for receiving the permanent magnets and separated from the inner grooves only by a narrow tangential web, which - after the blanks were cast with non-magnetic material - is milled out to reduce the magnetic stray fields. A disadvantage of this production method of the rotor is in addition to the filigree expression of the ferromagnetic Blechronde the subsequent casting of the stacked laminated core for the production of stable rotor base, in which only after several milling operations (to eliminate the Blechrondenstege) the permanent magnets can be used.

Ferner ist im EP 1 768 229 A1 ein geblätterter Rotorkern für eine elektrische Maschine beschrieben, bei dem ein Außenrotor vergrabene Magnete aufweist. Dabei sind nur Stege in Randblechronden zur Halterung der Magnete und der Deckbleche vorhanden und stegfreie Deckbleche der Blechpakete durch Verschraubung mit den Randblechronden gesichert. Diese Lösung ist jedoch wegen der fehlenden Fliehkraftbelastung unbeachtlich, da kein Sicherheitsrisiko bei hohen Drehzahlen entsteht. Ein Permanentmagnetrotor mit Magnetsicherung gegen Fliehkräfte ist auch noch aus der US 3979821 bekannt, wobei jedoch die Magnete nicht in einem magnetisierbaren Blechpaket mit Deckblechen gefasst sind, sodass die Streustegproblematik nicht auftritt. Further, in the EP 1 768 229 A1 a bladed rotor core for an electric machine is described in which an outer rotor has buried magnets. Only webs in Randblechronden for holding the magnets and the cover plates are available and web-free cover plates of the laminated cores secured by screwing with the Randblechronden. However, this solution is irrelevant because of the lack of centrifugal force, since no safety risk arises at high speeds. A permanent magnet rotor with magnetic protection against centrifugal forces is also still out of the US 3979821 known, but the magnets are not taken in a magnetizable laminated core with cover plates, so that the Streustegproblematik does not occur.

In der FI 117 457 B , die als WO 2006/003244 A2 nachveröffentlicht eine der Erfindung nächstkommende Schrift darstellt, sind ein permanentmagnetischer Rotor sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung offenbart, bei dem die Magnetsicherung der vergrabenen Magnete gegen Fliehkräfte mit einem äußeren gewölbten Deckblech erfolgt, das je magnetischem Pol eine doppel-T-förmigen Stahlstange aus nichtmagnetischem Material im inneren Blechpaket und dem Deckblech verankert ist. Dadurch wird jedoch jeder Magnet mittig geschwächt und praktisch der Magnetfluss pro Pol geteilt, was zu einer unerwünschten Leistungsminderung führt. In the FI 117 457 B , as WO 2006/003244 A2 postpublished represents a writing closest to the invention, a permanent magnetic rotor and a method for its production are disclosed in which the magnetic security of the buried magnets against centrifugal forces with an outer curved cover plate, the per magnetic pole a double-T-shaped steel rod made of non-magnetic material anchored in the inner laminated core and the cover plate. As a result, however, each magnet is weakened in the middle and practically the magnetic flux per pole divided, resulting in an undesirable reduction in performance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur Realisierung eines Rotors für permanentmagnetisch erregte elektrische Maschinen mit vergrabenen Magneten für hohe Umfangsgeschwindigkeiten zu finden, die für Innenrotoren bei hoher mechanischer Festigkeit gegen Radialkräfte eine Minimierung der magnetischen Streufelder gestattet, ohne dass die Blechschnitte für das aufgeschichtete Blechpaket in axialer Richtung vergossen oder geteilt werden müssen. The invention has for its object to find a new way to implement a rotor for permanent magnetically excited electric machines with buried magnets for high peripheral speeds, which allows for inner rotors with high mechanical strength against radial forces minimization of magnetic stray fields without the laminations for stacked laminated core must be potted or split in the axial direction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Rotor für permanentmagnetisch erregte elektrische Maschinen mit vergrabenen Magneten, bei dem eine Vielzahl von kongruenten Blechschnitten zur Wirbelstromunterdrückung in axialer Richtung zu einem Blechpaket aufgeschichtet und Permanentmagnete in Aussparungen der Blechschnitte eingeschlossen angeordnet sind, dadurch gelöst, dass die Blechschnitte jeweils mindestens eine Blechronde mit gleichverteilt eingebrachten Ausnehmungen für die Magnete und mit dazwischen symmetrisch eingefügten Aussparungen für komplementär zur Aussparung geformte Einsatzbleche aufweisen, dass die Blechronde zwischen den Ausnehmungen für die Magnete und den Ausnehmungen für die Einsatzbleche radiale Stege als radiale Materialverbindungen der Blechronde mit peripheren Teilen der Blechronde zur Abdeckung und radialen Rückhaltung der Magnete aufweist, wobei die Stege für eine fliehkraftbedingte Rückhaltung der Magnete nicht hinreichend dimensioniert sind, dass die Einsatzbleche zwischen Magneten unterschiedlicher magnetischer Pole der elektrischen Maschine angeordnet sind und Verankerungselemente mindestens an einem zur Rotorachse ausgerichteten Fußpunkt und an beiden Seitenkanten der zur Abdeckung und Rückhaltung der Magnete vorhandenen peripheren Teile der Blechronde aufweisen, wodurch die Magnete jedes magnetischen Poles durch formschlüssige Verbindung der Einsatzbleche mit den peripheren Teilen der Blechronde umschlossen und mindestens in radialer Richtung formschlüssig in den Fußpunkten der Blechronde verankert sind, und dass die Blechronde und die Einsatzbleche aus zwei verschiedenen Materialien, von denen das eine magnetisierbar und das andere amagnetisch ist, gefertigt sind, wobei entweder die Blechronde oder die Einsatzbleche amagnetisch sind. According to the invention the object is in a rotor for permanent magnetically excited electric machines with buried magnets, in which a plurality of congruent laminations for eddy current suppression in the axial direction stacked to a laminated core and permanent magnets are enclosed in recesses of the sheet metal sections, achieved in that the laminations each at least a circular bladder with uniformly introduced recesses for the magnets and symmetrically inserted therebetween recesses for complementary to the recess shaped insert plates have, that the circular bladder between the recesses for the magnets and the recesses for the insert plates radial webs as radial material connections the circular bladder with peripheral parts of the circular sheet metal for covering and radial retention of the magnets, wherein the webs are not sufficiently dimensioned for a centrifugal force retention of the magnets that the insert plates between magnets of different magnetic poles of the electric machine are arranged and anchoring elements at least one to the rotor axis aligned foot point and on both side edges of the existing cover and retaining the magnets peripheral parts of the circular sheet metal, whereby the magnets each magnetic pole enclosed by positive connection of the insert plates with the peripheral parts of the circular sheet metal and anchored at least in the radial direction positively in the bases of the sheet metal blank are, and that the sheet metal blank and the inserts are made of two different materials, one of which is magnetizable and the other is non-magnetic, either the sheet metal blank o the inserts are non-magnetic.

Vorteilhaft weisen die Einsatzbleche eine geradlinig begrenzte Außenkontur auf, wobei die Verankerungselemente im wesentlichen Dreieck- oder Keilformen sind. Die Einsatzbleche können aber auch zweckmäßig bogenförmig begrenzte Außenkonturen aufweisen, wobei die Verankerungselemente im Wesentlichen aus Kreisbogenelementen bestehen, oder aus geradlinigen und bogenförmigen Konturen kombiniert sein. Advantageously, the inserts have a rectilinearly limited outer contour, wherein the anchoring elements are substantially triangular or wedge-shaped. However, the insert plates may also have expedient bow-shaped limited outer contours, wherein the anchoring elements consist essentially of circular arc elements, or be combined from straight and arcuate contours.

Für besonders hohe Umfangsgeschwindigkeiten weisen die Einsatzbleche vorteilhaft an beiden in Radialrichtung verlaufenden Seitenkanten im Bereich der peripheren Teile der Blechronde zur Abdeckung und Rückhaltung der Magnete Verankerungselemente mit zusätzlicher tangentialer Verriegelung auf. For particularly high peripheral speeds, the insert plates advantageously at both radially extending side edges in the region of the peripheral parts of the circular sheet metal for covering and retaining the magnets anchoring elements with additional tangential locking on.

Die formschlüssig eingepassten Einsatzbleche sind mit dem Material der Blechronde zweckmäßig zusätzlich verschweißt, verlötet oder verklebt. The form-fitting fitted insert sheets are suitably additionally welded, soldered or glued to the material of the sheet metal blank.

Als radiale Materialverbindungen zu den peripheren Teilen der Blechronde für die Abdeckung und Rückhaltung der Magnete sind vorzugsweise sehr schmale, im wesentlichen radial ausgerichtete Stege vorgesehen, die jeweils zwischen den Aussparungen für die Einsatzbleche und den Ausnehmungen für die Magnete angeordnet sind. Als radiale Materialverbindungen der Blechronde zu den peripheren Teilen der Blechronde für die Abdeckung und Rückhaltung der Magnete können aber auch vorteilhaft direkt die Einsatzbleche verwendet werden. As radial material connections to the peripheral parts of the circular sheet metal for the cover and retention of the magnets very narrow, substantially radially aligned webs are preferably provided, which are each arranged between the recesses for the insert plates and the recesses for the magnets. As radial material connections of the sheet metal blank to the peripheral parts of the sheet metal blank for the cover and retention of the magnets but also directly the insert plates can be used.

Beim Einsatz von Magneten mit radial ausgerichteten Polen werden die Blechronde aus ferromagnetischem Material und die Einsatzbleche aus amagnetischem Material gefertigt, während bei tangential ausgerichteten Magneten die Blechronde aus amagnetischem Material, und die Einsatzbleche aus ferromagnetischem Material gefertigt sind. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, die Einsatzbleche durch periphere Hilfsstege zu einer Einsatzblechronde zusammenzufassen, wobei die Hilfsstege nach dem Zusammenfügen der Blechschnitte zu einem Blechpaket nachträglich eliminiert werden. Im Falle von radial ausgerichteten Magneten können die Einsatzbleche auch vorteilhaft durch periphere Hilfsstege zu einer Einsatzblechronde zusammengefasst sein, wobei die Hilfsstege jedoch auch nach Montage des Rotors als peripherer Ring fest mit den Einsatzblechen verbunden bleiben und die Funktion einer äußeren Rotorbandage übernehmen. When using magnets with radially oriented poles, the sheet metal blank made of ferromagnetic material and the insert plates are made of non-magnetic material, while tangentially oriented magnets, the circular blanks of amagnetic material, and the inserts are made of ferromagnetic material. In both cases, it is advantageous to combine the insert sheets by peripheral auxiliary webs to a Einsatzblechronde, the auxiliary webs are subsequently eliminated after joining the laminations to a laminated core. In the case of radially oriented magnets, the insert plates may also be advantageously combined by peripheral auxiliary webs to a Einsatzblechronde, the auxiliary webs remain firmly connected to the insert plates even after assembly of the rotor as a peripheral ring and take over the function of an outer rotor bandage.

Als ferromagnetisches Material des Blechschnittes werden vorzugsweise Weicheisen oder Dynamoeisen eingesetzt. Als amagnetisches Material des Blechschnittes wird zweckmäßig ein Metall, insbesondere nichtmagnetischer Stahl, Aluminium oder Titan, eingesetzt. Es können aber auch vorteilhaft thermisch und mechanisch belastbare Nichtmetalle, insbesondere Kunststoffe oder Keramikwerkstoffe, eingesetzt werden. Soft iron or dynamo iron is preferably used as the ferromagnetic material of the sheet metal section. As the non-magnetic material of the lamination is suitably a metal, in particular non-magnetic steel, aluminum or titanium used. But it can also be advantageous thermally and mechanically resilient non-metals, in particular plastics or ceramics, are used.

Innerhalb mechanisch nicht oder gering belasteter Bereiche des amagnetischen Materials der Blechschnitte sind vorteilhaft Löcher zur Belüftung, Kühlung oder Montageerleichterung des Blechpaketes eingebracht. Dabei sind die Löcher im amagnetischen Material zweckmäßig als eine der geometrischen Figuren von Kreis, Ellipse oder beliebigem n-Eck geformt und in allen Blechschnitten des Blechpaketes eines Rotors in Position, Form und Größe übereinstimmend eingebracht. Ferner können in die Löcher im amagnetischen Material zusätzlich Stäbe oder Rohre eingesetzt sein, die als Montagehilfe, als Wirbelstromdämpfer oder zur Kühlkanäle dienen. Within mechanically non-stressed or lightly loaded areas of the non-magnetic material of the laminations are advantageously holes for ventilation, cooling or easier assembly of the laminated core introduced. The holes in the non-magnetic material are expediently shaped as one of the geometric figures of circle, ellipse or any n-corner and introduced consistently in position in position, shape and size in all laminations of the laminated core of a rotor. Furthermore, in the holes in the non-magnetic material in addition rods or tubes may be used, which serve as mounting aid, as eddy current damper or to the cooling channels.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann das amagnetische Material der Blechschnitte vorteilhaft eine gegenüber dem magnetisierbaren Material größere Dicke aufweisen, wobei beim Zusammenfügen der Blechschnitte zunächst so viele Blechronden und Einsatzbleche aufgestapelt werden, bis beide Stapel ein gemeinsames Vielfaches ihrer Dicken aufweisen, und dann die Einsatzblechstapel in axialer Richtung des Rotors in die Aussparungen des Blechrondenstapels eingeschoben werden. For certain applications, the non-magnetic material of the laminations may advantageously have a greater thickness compared to the magnetizable material, when assembling the laminations first as many sheet blanks and insert sheets are stacked until both stacks have a common multiple of their thicknesses, and then the insert stacks in the axial direction of the rotor are inserted into the recesses of the sheet metal blank stack.

Vor dem ersten und nach dem letzten aus Blechronden und Einsatzblechen zusammengesetzten Blechschnitt des Blechpaketes ist vorteilhaft jeweils ein Abschlussblech als Vollmaterialronde aus nicht magnetischem Material zur axialen Stabilisierung des Blechpaketes angefügt. Before the first and after the last composed of sheet metal blanks and insert plates sheet metal section of the laminated core is advantageous in each case a cover plate as Vollmaterialronde of non-magnetic material for axial stabilization of the laminated core added.

Zweckmäßig kann innerhalb des Blechpaketes nach einer definierten Anzahl von aus Blechronden und Einsatzblechen zusammengesetzten Blechschnitten jeweils ein Zwischenblech als Vollronde aus amagnetischem Material zur zusätzlichen axialen Stabilisierung der Verankerungen der Einsatzbleche in den Blechronden eingefügt sein. Expediently, an intermediate plate can be inserted as Vollronde from amagnetic material for additional axial stabilization of the anchors of the insert sheets in the sheet metal blanks within the laminated core after a defined number of sheet metal blanks and insert sheets.

Falls die Blechronden und die Einsatzbleche (bzw. Einsatzblechronden) voneinander abweichende Dicken aufweisen, können die als amagnetische Vollronden ausgebildeten Zwischenbleche zur zusätzlichen axialen Stabilisierung der Verankerung der Einsatzbleche innerhalb der Blechronde nach einer definierten Anzahl von Blechronden und davon abweichenden Zahl von Einsatzblechen in das Blechpaket eingefügt werden, wenn die unterschiedlichen Dicken von Blechronden und Einsatzblechen ein gemeinsames Vielfaches aufweisen. If the circular blanks and the insert sheets (or insertion blanks) have different thicknesses, formed as amagnetic Vollronden intermediate plates for additional axial stabilization of the anchoring of the insert plates within the circular bladder after a defined number of circular blanks and deviating therefrom number of insert plates inserted into the laminated core be, if the different thicknesses of circular blanks and insert sheets have a common multiple.

Die Grundidee der Erfindung basiert auf der Überlegung, dass bei Rotoren von permanentmagnetisch erregten Elektromaschinen mit vergrabenen Magneten für hohe Umlaufgeschwindigkeiten ein Konflikt besteht zwischen der Notwendigkeit schmaler radialer Stege (die bei radialer Magnetausrichtung als unerwünschte Streustege wirken) und dem Erfordernis hoher Fliehkraftsicherung der Magnete sowohl für radiale auch für tangentiale Magnetausrichtung. Die Erfindung löst dieses Problem, indem innerhalb jeder Blechronde des Maschinenrotors zusammengesetzte Blechschnitte verwendet werden, die einerseits Bereiche, die magnetisch aktiv sind, und andererseits Bereiche, die magnetisch nicht leitend sind, aufweisen. Dazu sind in Abhängigkeit von der Polrichtung der Permanentmagnete entweder die Blechronde, in der die Magnete eingesetzt sind, oder die Einsatzbleche, die im Rondenmaterial zwischen den Magneten eingesetzt sind, aus ferromagnetischem Material gefertigt, während die jeweils anderen Bereiche aus nichtmagnetischem Material bestehen. Aus Gründen der unerwünschten Wirbelstromerwärmung wird das Prinzip der voneinander isolierten Blechschnitte in axialer Richtung des Rotors beibehalten und durch Verklebung oder Verschraubung (oder andere kraftschlüssige Verbindungen) ein mechanisch belastbarer Verbund geschaffen. The basic idea of the invention is based on the consideration that in rotors of permanent magnetically excited electric machines with buried magnets for high rotational speeds there is a conflict between the need for narrow radial webs (which act as unwanted scattered edges in the case of radial magnet alignment) and the requirement of high centrifugal force protection of the magnets both for radial also for tangential magnetic alignment. The invention solves this problem by using composite sheet metal sections within each sheet metal blank of the machine rotor which, on the one hand, have regions which are magnetically active and, on the other hand, regions which are not magnetically conductive. Depending on the polar direction of the permanent magnets, either the sheet metal blank in which the magnets are inserted or the insert sheets which are inserted between the magnets in the blank material are made of ferromagnetic material, while the respective other areas consist of nonmagnetic material. For reasons of unwanted eddy current heating, the principle of mutually insulated laminations is maintained in the axial direction of the rotor and created by gluing or screwing (or other non-positive connections) a mechanically strong bond.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, für eine permanentmagnetisch erregte elektrische Maschine einen Rotor mit vergrabenen Magneten zu realisieren, der bei hohen Festigkeitswerten in Radialrichtung eine Minimierung der magnetischen Streufelder gestattet. With the solution according to the invention, it is possible to realize a rotor with buried magnets for a permanently magnetically excited electrical machine, which permits a minimization of the magnetic stray fields in the radial direction at high strength values.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen: The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. The drawings show:

1: eine Prinzipansicht eines erfindungsgemäßen Rotors aus Blechschnitten mit innerhalb einer Blechronde vorhandenen Ausnehmungen für (vergrabene) Permanentmagnete und Aussparungen für (verankerte) Einsatzbleche zwischen den Magneten, 1 FIG. 2: a schematic view of a rotor according to the invention from sheet metal sections with recesses for (buried) permanent magnets and recesses for (anchored) insert sheets between the magnets which are present within a sheet metal blank, FIG.

2: eine Variante mit radial ausgerichteter Magnetisierung der Magnete, bei der die Blechronde aus ferromagnetischem und die Einsatzbleche aus nicht magnetischem Material gefertigt sind, 2 : a variant with radially oriented magnetization of the magnets, in which the circular blanks are made of ferromagnetic and the insert sheets of non-magnetic material,

3: eine Variante mit tangential ausgerichteter Magnetisierung der Magnete, bei der die Blechronde aus nicht magnetischem und die Einsatzbleche aus ferromagnetischem Material gefertigt sind, 3 : a variant with tangentially oriented magnetization of the magnets, in which the circular blanks are made of non-magnetic and the insert sheets of ferromagnetic material,

4: drei Ausführungsformen für die Einsatzbleche zur Erreichung eines stabilen Verbundes zur Sicherung der Magnete gegen radiale Krafteinwirkung, 4 three embodiments for the insert sheets to achieve a stable bond to secure the magnets against radial force,

5: eine Darstellung des Axialschnittes des Blechpaketes aus Blechschnitten für radiale Magnetausrichtung mit magnetischen Einsatzblechen in amagnetischen Blechronden und Zwischen und Abschlussblechen in Form nichtmagnetischer Vollronden, 5 : a representation of the axial section of the laminated core of sheet metal sections for radial magnetic alignment with magnetic insert sheets in non-magnetic annular blanks and intermediate and end plates in the form of non-magnetic full blanks,

6: eine Darstellung des Axialschnittes des Blechpaketes aus Blechschnitten für tangentiale Magnetausrichtung mit amagnetischen Einsatzblechen in magnetischen Blechronden sowie nichtmagnetischen Zwischen- und Abschlussblechen, wobei die amagnetischen Einsatzbleche dicker als die magnetischen Blechronden sind. 6 : An illustration of the axial section of the laminated core of sheet metal sections for tangential magnetic alignment with non-magnetic insert plates in magnetic blanks and non-magnetic intermediate and end plates, wherein the non-magnetic insert plates are thicker than the magnetic circular blanks.

Der Rotor 1 einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine ist üblicherweise aus einem Stapel von gegeneinander isolierten Blechschnitten 2 zusammengesetzt. Ein solcher Blechschnitt 2 wird konventionell hergestellt, indem eine Blechronde 21 aus geeignetem Material ausgestanzt und zur definierten Magnetflussausrichtung mit geeigneten Ausstanzungen versehen wird. The rotor 1 a permanent magnet excited electrical machine is usually made of a stack of mutually insulated laminations 2 composed. Such a sheet metal section 2 is conventionally produced by a sheet metal blank 21 punched out of suitable material and provided for defined magnetic flux alignment with suitable punched out.

Der Blechschnitt 2 gemäß der Erfindung, der auf einer (beispielsweise topfförmigen) Rotorwelle 3 (sog. Glockenläufer) angebracht ist, besteht – wie in 1 zu erkennen – aus einem Stapel (Blechpaket 5, nur in 5 und 6 bezeichnet) von gleichartigen Blechronden 21, die speziell geformte Aussparungen 22 für Einsatzbleche 23 und Ausnehmungen 24 für die Permanentmagnete 4 aufweisen. Die Einsatzbleche 23 werden genau passend für die Aussparungen 22 hergestellt, so dass sie diese ausfüllen und zugleich darin in radialer Richtung durch Verankerungselemente 26 sicher befestigt sind. Für die Wahl der Form der Aussparungen 22 und der Einsatzbleche 23 sind unten (zu 4) entsprechende Grundsätze und mehrere sinnvolle Varianten beschrieben. The brass section 2 according to the invention, on a (for example pot-shaped) rotor shaft 3 (so-called bell runner) is attached, consists - as in 1 to recognize - from a stack (laminated core 5 , only in 5 and 6 referred to) of similar circular blanks 21 , the specially shaped recesses 22 for insert sheets 23 and recesses 24 for the permanent magnets 4 exhibit. The insert sheets 23 will fit exactly for the recesses 22 made so that they fill this and at the same time in the radial direction by anchoring elements 26 securely fastened. For the choice of the shape of the recesses 22 and the insert sheets 23 are down (to 4 ) corresponding principles and several useful variants.

Die an die Form der Aussparung 22 der Blechronde 21 angepassten Einsatzbleche 23 werden formschlüssig eingesetzt und die so geformten Blechschnitte 2 in bekannter Art und Weise zu einem isoliert gestapelten Blechpaket 5 (siehe 5 und 6) zusammengesetzt. Der Blechschnitt 2 besteht aus einem weichmagnetischen Material (z.B. Dynamoblech) und einem nicht magnetischen Material (z.B. amagnetischem Metallblech oder Nichtmetalltafeln), die ineinander formschlüssig eingepasst sind und einen radial hochbelastbaren Verbund bilden. Nichtmetall- und insbesondere Kunststoff oder Keramiktafeln sollen im Folgenden ebenfalls unter die Bezeichnung „Blech“ für den nichtmagnetischen Bereich des Blechschnittes 2 (entweder Blechronde 21 oder Einsatzbleche 23) fallen. Die gegensätzliche Materialwahl für die Blechronde 21 und die Einsatzbleche 23 richtet sich danach, in welcher Richtung die Pole N, S der in die Ausnehmungen 24 eingesetzten Permanentmagnete 4 ausgerichtet sind. The shape of the recess 22 the sheet metal blank 21 adapted insert sheets 23 are used form-fitting and the so-formed sheet metal sections 2 in a known manner to an insulated stacked laminated core 5 (please refer 5 and 6 ). The brass section 2 consists of a soft magnetic material (eg dynamo plate) and a non-magnetic material (eg non-magnetic metal sheet or non-metal plates), which are fitted into each other in a form-fitting manner and form a radially high-strength composite. Non-metal and especially plastic or ceramic boards are also referred to below as "sheet metal" for the non-magnetic region of the sheet metal section 2 (either sheet metal chronograph 21 or insert sheets 23 ) fall. The opposite choice of material for the sheet metal blank 21 and the insert sheets 23 depends on which direction the poles N, S in the recesses 24 used permanent magnets 4 are aligned.

2 zeigt eine Ausführung des Blechschnittes 2 mit radial ausgerichteten Magneten 41, bei der die Blechronde 21 aus ferromagnetischem Material und die Einsatzbleche 28 aus amagnetischem Material (z.B. nichtmagnetischem Edelstahl, Aluminium, Titan oder auch thermisch widerstandsfähigem Kunststoff) gefertigt sind. Durch das Einsetzen von amagnetischen Einsatzblechen 23 in die Blechronde 21 jeweils zwischen den radial ausgerichteten Magneten 41 werden sehr dünne radiale Stege 25, die in diesem Fall unerwünschte magnetische Streustege darstellen, in radialer Richtung neben den Magneten 41 ausgebildet und trotzdem die Magnete 4 infolge der formschlüssig in der Blechronde 21 verankerten Einsatzbleche 23 radial zusätzlich gesichert. Somit können im Bereich zwischen den radial ausgerichteten Magneten 41 sowohl die magnetischen Streufelder minimiert als auch die Permanentmagnete 4 gegen hohe Fliehkräfte zuverlässig verankert werden. 2 shows an embodiment of the sheet metal section 2 with radially oriented magnets 41 in which the circular sheet metal 21 made of ferromagnetic material and the insert sheets 28 made of non-magnetic material (eg non-magnetic stainless steel, aluminum, titanium or thermally resistant plastic) are made. By inserting non-magnetic insert plates 23 in the sheet metal blank 21 each between the radially aligned magnets 41 become very thin radial webs 25 , which in this case represent unwanted stray magnetic spikes, in the radial direction next to the magnets 41 trained and still the magnets 4 as a result of the positive fit in the sheet metal blank 21 anchored insert sheets 23 additionally secured radially. Thus, in the area between the radially oriented magnets 41 both the magnetic stray fields minimized and the permanent magnets 4 be reliably anchored against high centrifugal forces.

In einer alternativen Ausführung der Blechschnitte 2 für eine tangentiale Ausrichtung der Pole N, S der Permanentmagnete 4 – gemäß 3 – werden die Einsatzbleche 23 aus ferromagnetischem Material in eine Blechronde 21 aus amagnetischem Material (z.B. nichtmagnetischem Stahl, Aluminium, Titan oder auch einem Nichtmetall, wie thermisch und mechanisch belastbaren Kunststoffen oder Keramiken) eingefügt. Dabei erfüllen die Einsatzbleche 23 die Leitungsfunktion für den Magnetfluss und sind zugleich Sicherungsteile für die innerhalb der Blechronde 21 mit dünnen radialen Stegen 25 umgebenen Ausnehmungen 24 für die vergrabenen tangential angeordneten Magnete 42. In an alternative embodiment of the laminations 2 for a tangential alignment of the poles N, S of the permanent magnets 4 - according to 3 - become the insert sheets 23 made of ferromagnetic material in a sheet metal blank 21 from amagnetic material (eg non-magnetic steel, aluminum, titanium or a non-metal, such as thermally and mechanically resilient plastics or ceramics) inserted. The insert sheets fulfill this 23 the conductive function for the magnetic flux and are at the same time securing parts for inside the sheet metal blank 21 with thin radial webs 25 surrounded recesses 24 for the buried tangentially arranged magnets 42 ,

Für die zuverlässige Fixierung der Permanentmagnete 4 innerhalb der mit dünnen Stegen 25 erzeugten Blechronde 21 sind weitere mögliche Formen der Einsatzbleche 23 in 4 (a–d) dargestellt. Grundsätzlich muss eine zuverlässige Verankerung des Einsatzbleches 23 im Material der Blechronde 21 mittels Verankerungselementen 26 mindestens im Fußpunkt F der Einsatzbleche 23 und eine zusätzliche Sicherung des nur mit dünnen Stegen 25 gehaltenen, die Magnete 4 peripher abdeckenden Materials (sog. Deckblech) der Blechronde 21 geschaffen werden. Eine solche Mindestausformung zeigt 4a in geradliniger Keilausführung der Verankerungselemente 26. For the reliable fixation of the permanent magnets 4 within the with thin webs 25 produced sheet metal blank 21 are other possible forms of insert sheets 23 in 4 (a-d). Basically, a reliable anchoring of the insert sheet 23 in the material of the sheet metal blank 21 by means of anchoring elements 26 at least at the base F of the insert sheets 23 and an additional backup of only with thin bars 25 held, the magnets 4 peripherally covering material (so-called cover plate) of the sheet metal blank 21 be created. Such a minimum formation shows 4a in straight wedge design of the anchoring elements 26 ,

Der Formschluss der Einsatzbleche 23 innerhalb der Aussparungen 22 der Blechronde 21 kann sowohl durch gradlinig begrenzte Verankerungselemente 26 (z.B. 4a) als auch durch gerundete oder bogenförmig begrenzte Flächen der Einsatzbleche 23 (z.B. 4b) oder aus einer Kombination aus beiden (z.B. 4c) erreicht werden. The positive connection of the insert sheets 23 inside the recesses 22 the sheet metal blank 21 can be characterized by straight-line anchoring elements 26 (eg 4a ) as well as by rounded or arcuate surfaces of the insert sheets 23 (eg 4b ) or a combination of both (eg 4c ) can be achieved.

Vorzuziehen sind dabei gerundete Formen, die das Risiko der Kerbrissbildung verringern. 4b zeigt dazu eine Ausführung mit kreisförmig ausgenommenen Verankerungselementen 26, wobei – insbesondere für die Ausführung mit radial ausgerichteten Magneten 41 gemäß 2 – ein Übergreifen der Einsatzbleche 23 über Teile der Magnete 41 und die dazwischen liegenden Stege 25, das den magnetischen Fluss beeinträchtigen würde, vermieden wird. Es sind auch – insbesondere (aber keinesfalls ausschließlich) für tangential ausgerichtete Magnete 42 (gemäß 3) – nach außen gestülpte Verankerungen der Einsatzbleche 23 gemäß 4c sinnvoll realisierbar. Preferred are rounded shapes that reduce the risk of kerf formation. 4b shows an embodiment with circular recessed anchoring elements 26 , wherein - in particular for the embodiment with radially oriented magnets 41 according to 2 - An overlap of the insert sheets 23 over parts of the magnets 41 and the intervening bridges 25 , which would affect the magnetic flux is avoided. They are also - in particular (but by no means exclusively) for tangentially oriented magnets 42 (according to 3 ) - Angled outwards anchors of the insert sheets 23 according to 4c reasonably feasible.

Für besonders hohe Fliehkraftbelastung der Permanentmagnete 4 ist in 4d eine Formgebung für die Einatzbleche 23 angegeben, bei der eine zusätzliche Verriegelung der Verankerungselemente 26 in Tangentialrichtung der Aussparungen 22 und der Einsatzbleche 23 vorhanden ist. Damit wird auch die bei sehr hohen Drehzahlen zu beobachtende tangentiale Aufweitung der Blechronde 21 zuverlässig verhindert. Dieselbe tangentiale Verriegelung wird aber auch durch die gerundete Formgebung der Verankerungselemente 26 an den Seitenkanten L gemäß den 4b und 4c gewährleistet und kann ebenso für 4a dadurch erreicht werden, dass die Verankerungselemente 26 an den Seitenkanten L keilförmig (wie im Fußpunkt F gezeigt) ausgebildet werden. For particularly high centrifugal force load of the permanent magnets 4 is in 4d a shape for the insert sheets 23 indicated, in which an additional locking of the anchoring elements 26 in the tangential direction of the recesses 22 and the insert sheets 23 is available. This will also be observed at very high speeds tangential expansion of the circular sheet metal 21 reliably prevented. The same tangential locking but also by the rounded shape of the anchoring elements 26 at the side edges L according to the 4b and 4c Guaranteed and can also for 4a be achieved in that the anchoring elements 26 at the side edges L wedge-shaped (as shown in the foot F) are formed.

Für eine rationellere Fertigung und Montage der Blechschnitte 2 werden die Einsatzbleche 23 mittels Hilfsstegen 27 in einer Einsatzblechronde 28 vereinigt als zusammenhängender Teilblechschnitt beispielsweise in einem Stanzvorgang hergestellt. Nach der Schichtung zu einem zusammenhängenden Blechpaket 5 können dann die Hilfsstege 27 beispielsweise durch Abschleifen oder Abdrehen einfach entfernt werden. For a more efficient production and assembly of the sheet metal sections 2 become the insert sheets 23 by means of auxiliary webs 27 in a Einsatzblechronde 28 united as a coherent partial sheet metal section, for example, produced in a stamping process. After the layering to one contiguous laminated core 5 then can the auxiliary bars 27 For example, be easily removed by grinding or twisting.

Bei Verwendung einer amagnetischen Einsatzblechronde 28 (für radial ausgerichtete Magnete 41) kann es für sehr große Umfangsgeschwindigkeiten des Rotors 1 (schnell drehender Rotor 1 und/oder großer Rotordurchmesser) zweckmäßig sein, die Hilfsstege 27 zwischen den Einsatzblechen 23 breiter und – wie in 2 gestrichelt dargestellt – als gleichmäßig umlaufenden peripheren Materialstreifen auszuführen, so dass die Hilfsstege 27 hier die Funktion einer Rotorbandage erfüllen und deshalb nicht nachträglich abgetragen werden. When using a non-magnetic insert sheet metal blank 28 (for radially oriented magnets 41 ) It can be used for very large peripheral speeds of the rotor 1 (fast rotating rotor 1 and / or large rotor diameter) be useful, the auxiliary webs 27 between the insert sheets 23 wider and - as in 2 dashed lines - run as a uniform circumferential peripheral strips of material, so that the auxiliary webs 27 Here fulfill the function of a rotor bandage and are therefore not subsequently removed.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung können die Blechschnitte 2 derart gestaltet sein, dass in nicht oder nur wenig mechanisch belastete Zonen der amagnetischen Bleche Löcher 29 eingebracht sind, die eine Durchlüftung des Blechpaketes 5 in axialer Richtung zur Abfuhr von Wärme (Wirbelstromerwärmung) aus dem Rotor 1 gestatten, falls sich dies – trotz der geblechten, wirbelstromarmen Bauart – erforderlich sein sollte. Für die Positionierung der Löcher 29, die in jedem Blechschnitt 2 des Blechpakets 5 kongruent einzubringen sind, zeigt 2 eine Möglichkeit für die Lochung der Einsatzbleche 23 (bzw. der Einsatzblechronde 28) bei radial ausgerichteten Magneten 41 und 3 eine Variante für die Lochung der Blechronde 21 bei tangential ausgerichteten Magneten 42. Dass die Form der Löcher 29 neben der Kreisform auch elliptisch oder eckig ausgeführt sein kann, ist in 4 für die Lochung der Einsatzbleche 23 gezeigt und ebenso auf die Blechronde 21 für tangential ausgerichtete Magnete 42 übertragbar. In die Löcher 29 des amagnetischen Materials können zusätzlich Stäbe oder Rohre (nicht gezeichnet) eingesetzt werden, die als Montagehilfe, als Wirbelstromdämpfer oder als Kühlkanäle dienen. In a particularly advantageous embodiment, the laminations 2 be designed so that holes in not or only slightly mechanically loaded zones of the non-magnetic sheets 29 are introduced, the a ventilation of the laminated core 5 in the axial direction for the removal of heat (eddy current heating) from the rotor 1 if this is necessary, despite the laminated, low-current design. For the positioning of the holes 29 that in every cane cut 2 of the laminated core 5 congruent, shows 2 a possibility for the perforation of the insert sheets 23 (or the Einsatzblechronde 28 ) with radially oriented magnets 41 and 3 a variant for the perforation of the sheet metal blank 21 with tangentially oriented magnets 42 , That the shape of the holes 29 in addition to the circular shape can be elliptical or square, is in 4 for punching the insert sheets 23 shown and also on the sheet metal blank 21 for tangentially oriented magnets 42 transferable. In the holes 29 of the non-magnetic material rods or tubes (not shown) can be used in addition, which serve as an assembly aid, as eddy current dampers or as cooling channels.

Damit die Einsatzbleche 23 bei einer axialen Belastung nicht aus der Verriegelung rutschen können, sind – gemäß 5 und 6 – Abschlussbleche 51 des Blechpakets 5 und/oder zusätzlich Zwischenbleche 52 in bestimmten axialen Abständen innerhalb des so geschichteten Blechpakets 5 als Vollronden aus nicht magnetischem Material angeordnet. So that the insert sheets 23 can not slip out of the lock at an axial load are - according to 5 and 6 - End plates 51 of the laminated core 5 and / or additional intermediate plates 52 at certain axial distances within the laminated sheet stack 5 arranged as Vollronden of non-magnetic material.

Die Dicke der amagnetischen Teilbleche (Einsatzbleche 23 gemäß 2 oder Blechronden 21 gemäß 3) muss nicht unbedingt mit der Dicke der magnetischen Teilbleche (Blechronden 21 gemäß 2 oder Einsatzbleche 23 gemäß 3) übereinstimmen, sondern kann je nach der zulässigen Wirbelstromerwärmung auch ein Vielfaches der magnetischen Teilbleche sein. Dabei ändert sich die Montage des Blechpakets 5 von einer Aufschichtung einzelner zusammengesetzter Blechschnitte 2 in eine Stapelung einer definierten Anzahl von Blechronden 21 mit freigelassenen Aussparungen 22 und nachträglichem Einschieben eines Stapels von Einsatzblechen 23, wenn beide Stapel ein gemeinsames Vielfaches ihrer unterschiedlichen Dicken erreichen. Die so zusammengefügten Stapel aus Blechronden 21 und Einsatzblechen 23 können sogleich (einzeln oder nach Zusammenfügen mehrerer Stapel) für das Einfügen eines axial stabilisierenden Zwischenbleches 52 in das Blechpaket 5 genutzt werden, so dass auch hier eine mehrfache Stabilisierung des Blechpaketes 5 möglich ist. The thickness of the non-magnetic partial sheets (insert sheets 23 according to 2 or circular blanks 21 according to 3 ) does not necessarily have the thickness of the magnetic partial sheets (circular blanks 21 according to 2 or insert sheets 23 according to 3 ), but may also be a multiple of the magnetic partial plates, depending on the permissible eddy current heating. This changes the assembly of the laminated core 5 from a layering of individual composite laminations 2 in a stack of a defined number of circular blanks 21 with released recesses 22 and subsequent insertion of a stack of insert sheets 23 when both stacks reach a common multiple of their different thicknesses. The thus assembled stacks of circular blanks 21 and insert sheets 23 can readily (individually or after joining several stacks) for the insertion of an axially stabilizing intermediate plate 52 in the laminated core 5 be used, so that here also a multiple stabilization of the laminated core 5 is possible.

Die Stege 25 müssen nur eine solche Dicke aufweisen, die nötig ist, um den Blechteil der ausgestanzten Blechronde 21, der die Magnete nach außen abdeckt und sie gegen die Fliehkraft in Position hält (sog. Deckblech), mechanisch zusammenzuhalten. Wird das über den Magneten 4 stehende Material der Blechronde 21 (Deckblech) durch die Einsatzbleche 23 in radialer Richtung bereits hinreichend sicher gehalten, können die Stege 25 zugunsten einer minimalen magnetischen Streuung sogar vollständig entfallen (nicht gezeichnet). Eine solche Minimierung der magnetischen Streuung erfolgt jedoch auf Kosten von filigraner auszuformenden Aussparungen 22 und Einsatzblechen 23 (zur sicheren Befestigung der Deckbleche) sowie eines erhöhten Montageaufwandes (wegen separat zu montierender Deckbleche). In diesem Fall ist die Einfügung axial stabilisierender amagnetischer Zwischenbleche 52 innerhalb des Blechpakets 5 (gemäß 5 oder 6) besonders zu empfehlen. The bridges 25 need only have such a thickness, which is necessary to the sheet metal part of the punched sheet metal blank 21 , which covers the magnets to the outside and keeps them in position against the centrifugal force (so-called cover plate), mechanically hold together. Will that be over the magnet 4 standing material of the sheet metal blank 21 (Cover plate) through the insert sheets 23 already held sufficiently secure in the radial direction, the webs can 25 in favor of a minimum magnetic scattering even completely omitted (not shown). However, such a minimization of the magnetic scattering takes place at the expense of filigree auszuformenden recesses 22 and insert sheets 23 (for secure attachment of the cover plates) and increased installation effort (due to separately mounted cover plates). In this case, the insertion of axially stabilizing non-magnetic intermediate plates 52 inside the laminated core 5 (according to 5 or 6 ) highly recommended.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Rotor rotor
11 11: Rotorachse rotor axis
2 2: Blechschnitt sheet metal cutting
21 21: Blechronde sheet metal blank
22 22: Aussparungen recesses
23 23: Einsatzbleche insert plates
24 24: Ausnehmungen recesses
25 25: Stege Stege
26 26: Verankerungselemente anchoring elements
27 27: Hilfsstege auxiliary lands
28 28: Einsatzblechronde Use sheet metal blank
29 29: Löcher holes
3 3: Rotorwelle rotor shaft
4 4: (Permanent-)Magnete (Permanent) magnets
41 41: radial ausgerichtete Magnete radially oriented magnets
42 42: tangential ausgerichtete Magnete tangentially oriented magnets
5 5: Blechpaket laminated core
51 51: Abschlussbleche 51 end plates 51
52 52: Zwischenbleche 52 intermediate plates 52
6 6
F F: Fußpunkt nadir
L L: Seitenkante side edge
N, S N, S: (Magnet-)Pole (Magnetic) poles

Claims

Rotor for permanent magnetically excited electrical machines with buried magnets, in which a multiplicity of congruent sheet metal sections for eddy current suppression are stacked in the axial direction to form a laminated core and magnets are enclosed in recesses in the sheet metal sections, characterized in that - the laminations ( 2 ) each at least one sheet metal sheet ( 21 ) with evenly distributed recesses ( 24 ) for the magnets ( 4 ) and with symmetrically inserted recesses ( 22 ) for complementary to the recess ( 22 ) shaped insert sheets ( 23 ), - the circular blanks ( 21 ) between the recesses ( 24 ) for the magnets ( 4 ) and the recesses ( 22 ) for the insert sheets ( 23 ) radial webs ( 25 ) as radial material connections of the sheet metal blank ( 21 ) with peripheral parts of the circular sheet metal ( 21 ) for covering and radial retention of the magnets ( 4 ), wherein the webs ( 25 ) for a centrifugal force-related retention of the magnets ( 4 ) are not sufficiently dimensioned, - the insert sheets ( 23 ) between magnets ( 4 ) are arranged different magnetic poles of the electric machine and anchoring elements ( 26 ) at least at one to the rotor axis ( 11 ) aligned foot (F) and at both side edges (L) for covering and retaining the magnets ( 4 ) existing peripheral parts of the sheet metal blank ( 21 ), whereby the magnets ( 4 ) of each magnetic pole by positive connection of the insert sheets ( 23 ) with the peripheral parts of the sheet metal blank ( 21 ) enclosed and at least in the radial direction positively in the base points (F) of the sheet metal blank ( 21 ), and - the sheet metal blank ( 21 ) and the insert sheets ( 23 ) made of two different materials, one of which is magnetizable and the other is non-magnetic, either the sheet metal blank ( 21 ) or the insert sheets ( 23 ) are non-magnetic.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the insert sheets ( 23 ) have a rectilinearly limited outer contour, wherein the anchoring elements ( 26 ) are substantially triangular or wedge-shaped.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the insert sheets ( 23 ) have an arcuately defined outer contour, wherein the anchoring elements ( 26 ) are essentially circular arc elements.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the insert sheets ( 23 ) have a straight and arcuate combined limited outer contour, wherein the anchoring elements ( 26 ) are essentially circular arc and wedge shapes.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the insert sheets ( 23 ) on both side edges (L) in the radial direction in the region of the peripheral parts of the sheet metal blank ( 21 ) for covering and retaining the magnets ( 4 ) Anchoring elements ( 26 ) with additional tangential locking.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the insert sheets ( 23 ) with the material of the sheet metal blank ( 21 ) are welded, soldered or glued.

Arrangement according to claim 1, characterized in that as radial material connections to the peripheral parts of the sheet metal blank ( 21 ) for the cover and retention of the magnets ( 4 ) very narrow, substantially radially aligned webs ( 25 ) are provided, each between the recesses ( 22 ) for the insert sheets ( 23 ) and the recesses ( 24 ) for the magnets ( 4 ) are arranged.

Arrangement according to claim 1, characterized in that as radial material connections of the sheet metal blank ( 21 ) to the peripheral parts of the sheet metal blank ( 21 ) for the cover and retention of the magnets ( 4 ) the insert sheets ( 23 ) are provided.

Arrangement according to claim 1, characterized in that when using magnets ( 41 ) with radially oriented poles (N, S) the sheet metal blank ( 21 ) made of ferromagnetic material, and the insert sheets ( 23 ) are made of non-magnetic material.

Arrangement according to claim 1, characterized in that when using magnets ( 42 ) with tangentially oriented poles (N, S) the sheet metal blank ( 21 ) of non-magnetic material, and the insert sheets ( 23 ) are made of ferromagnetic material.

Arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the insert sheets ( 23 ) by peripheral auxiliary webs ( 27 ) to a Einsatzblechronde ( 28 ), wherein the auxiliary webs ( 27 ) after joining the laminations ( 2 ) to the laminated core ( 5 ) are subsequently eliminated.

Arrangement according to claim 9, characterized in that the insert sheets ( 23 ) by peripheral auxiliary webs ( 27 ) to a Einsatzblechronde ( 28 ), wherein the auxiliary webs ( 27 ) as a peripheral ring fixed to the insert sheets ( 23 ) and after assembly of the rotor ( 1 ) take over the function of an outer rotor bandage.

Arrangement according to claim 1, characterized in that as ferromagnetic material soft iron or dynamo iron is used.

Arrangement according to claim 1, characterized in that a metal is used as the non-magnetic material

Arrangement according to claim 14, characterized in that is used as the non-magnetic material of one of the metals of non-magnetic steel, aluminum and titanium.

Arrangement according to claim 1, characterized in that a thermally and mechanically resilient non-metal is used as the non-magnetic material.

Arrangement according to claim 16, characterized in that a plastic or a ceramic is used as the non-magnetic material.

Arrangement according to claim 1, characterized in that within mechanically lightly loaded areas of the non-magnetic material of the laminations ( 2 ) Holes ( 29 ) for ventilation, cooling or assembly facilitation of the laminated core ( 5 ) are introduced.

Arrangement according to claim 18, characterized in that the holes ( 29 ) are formed in the non-magnetic material as one of the geometric figures of circle, ellipse or any n-corner and in all laminations ( 2 ) of the laminated core ( 5 ) of the rotor ( 1 ) in position, shape and size match.

Arrangement according to claim 18, characterized in that in the holes ( 29 ) are used in the non-magnetic material rods or pipes that serve as mounting aid, as eddy current dampers or cooling channels.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the non-magnetic material of the laminations ( 2 ) has a greater thickness relative to the magnetizable material, wherein when joining the laminations ( 2 ) first so many circular blanks ( 21 ) and insert sheets ( 23 ) are stacked until both stacks have a common multiple of their thickness, and in the axial direction of the rotor ( 1 ) are insertable.

Arrangement according to claim 1, characterized in that before the first and after the last of sheet metal blanks ( 21 ) and insert sheets ( 23 ) composite sheet cut ( 2 ) of the laminated core ( 5 ) each one end plate ( 51 ) as solid material blank of amagnetic material for the axial stabilization of the laminated core ( 5 ) is attached.

Arrangement according to claim 1, characterized in that within the laminated core ( 5 ) after a defined number of circular blanks ( 21 ) and insert sheets ( 23 ) composite laminations ( 2 ) each an intermediate plate ( 52 ) as Vollronde of amagnetic material for additional axial stabilization of the anchoring of the insert sheets ( 23 ) in the circular blanks ( 21 ) is inserted.

Arrangement according to claim 21, characterized in that within the laminated core ( 5 ) after a defined number of circular blanks ( 21 ) and deviating number of insert sheets ( 23 ), when the different thicknesses of circular blanks and insert plates have a common multiple, in each case an intermediate plate ( 52 ) as Vollronde of amagnetic material for additional axial stabilization of the anchoring of the insert sheets ( 23 ) is inserted.