DE102008042696A1

DE102008042696A1 - Rotor für eine Gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE102008042696A1
Application number: DE102008042696A
Authority: DE
Inventors: Achim Hawighorst; Guenter Kastinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-22
Also published as: FR2936912A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor, eine Gleichstrommaschine und ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors mit einem Grundkörper und magnetischen Einlegeteilen, die in Ausnehmungen im Grundkörper angeordnet sind, wobei die magnetische Einlegeteile mindestens teilweise mit einem nicht magnetischen Material umspritzt sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Rotor, eine Gleichstrommaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Gleichstrommaschine.
Eine Gleichstrommaschine ist ein Elektromotor, der Gleichstrom in mechanische Energie, oder ein Generator, der umgekehrt mechanische Energie in Gleichstrom wandelt. Die Gleichstrommaschine besteht aus einem Stator und einem Rotor, der Permanentmagnete aufweist. Der Stator weist Magnetspulen bzw. mehrsträngige Wicklungen auf, über die ein Magnetfeld erzeugt wird. Das Magnetfeld wird über magnetisch leitende Rückschlusselemente abgeleitet und bildet mit dem Stator ein Magnetkreis.
In der DE 199 51 594 ist ein Rotor dargestellt, der einen Grundkörper mit Ausnehmungen aufweist. Die Ausnehmungen sind für Magnete vorgesehen, die mit Hilfe von Federelementen gehalten werden. Ein Rückschlussring wird auf den Grundkörper aufgesetzt und umschließt diesen. Durch den Rückschlussring wird verhindert, dass die Magnete aus den Ausnehmungen im Rotorgrundkörper herausfallen.
Nachteil dieser Auslegung ist, dass der Rotor aus mehreren Teilen zusammengesetzt wird, die mit Hilfe des Rückschlussrings und Rastelementen zusammengehalten werden müssen. Aufgrund dieser Zusammensetzung ist die Herstellung des Rotors sehr zeitaufwendig und umständlich.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin einen kostengünstigen Rotor für einen Gleichstrommaschine herzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Rotor für eine Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, durch eine Gleichstrommaschine nach Anspruch 5 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors nach Anspruch 6 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung weist einem Rotor für einen Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper und magnetischen Einlegeteilen auf, die in Ausnehmungen des Grundkörpers angeordnet sind. Die magnetischen Einlegeteile werden mindestens teilweise mit einem nicht magnetischen Material umspritzt. Indem die Einlegeteile des Grundkörpers umspritzt werden, kann der Nachteil des Zusammensetzen einzelner Teile vermieden werden. Dadurch wird die Herstellung des Rotors erleichtert.
Es ist vom Vorteil, dass das nicht magnetische Material ein Kunststoff ist, da es dadurch keine Auswirkungen auf das Magnetfeld hat. Zudem wird durch die Verwendung von Kunststoff ein leichtes Material zur Verfügung gestellt, dass das Gewicht des Rotors minimiert.
Es ist ebenso vorteilhaft, den Rotorgrundkörper in einem Spritz- oder Gießverfahren herzustellen, um diesen in wenigen Arbeitsschritten zu fertigen. Dies führt zur Zeit- und Kostenersparnis bei der Herstellung des Rotors.
In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Rückschlusselemente eine unsymmetrische Wandstärke auf. Die unsymmetrische Wandstärke kann nicht nur durch unterschiedliche Dicke erreicht werden, sondern auch durch die Formgebung. Dies hat zum Vorteil, dass Kosten und Gewicht eingespart werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Gleichstrommaschine in Schnittdarstellung;
2 einen erfindungsgemäßen Rotor mit zwei Magneten und Verzahnung im Inneren;
3 einen erfindungsgemäßen Rotor mit Aufnahme für ein Innenleben zum Einsetzen;
4 einen erfindungsgemäßen Rotor mit Vorderschnecke und Wellenaufnahme;
5 einen erfindungsgemäßen Rotor mit Aufnahme für eine eingespritzte Welle;
6 einen erfindungsgemäßen Rotor mit vier Magneten, ausgelegt für einen Vierpol mit Hohlräumen;
7 einen erfindungsgemäßen Rotor mit zwei Magneten, ausgelegt für einen Vierpol.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Gleichstrommaschine, die einen erfindungsgemäßen Rotor 2, der von Magnetspulen 4, 5, 6, 7 eines Stators 1 umschlossen ist, aufweist. Der Rotor 2 weist einen Grundkörper 3, eine Rotorwellenaufnahme 12 und magnetische Einlegeteile auf. Die magnetischen Einlegeteile setzten sich aus den zwei Magnete 11, 21 sowie aus den zwei Rückschlusselemente 10, 20 zusammen. Die Magnete 11, 21 übertragen über die magnetisch leitende Rückschlusselemente 10, 20 das Magnetfeld auf den Stator 1. Die Rückschlusselemente 10, 20 weisen eine unsymmetrische Wandstärke auf. Diese ergibt sich durch die unterschiedliche Dicke der Wandstärke oder durch die Formgebung der Rückschlusselemente 10, 20.
Alternativ können sich die Einlegeteile auch aus vier Magnete 11, 21, 31, 41 und vier Rückschlusselemente 10, 20 oder aus zwei Magnete 11, 21 und vier Rückschlusselemente 10, 20, die durch Aussparungen 18 getrennt sind, zusammensetzen. Der Rotor ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform als Innenläufer ausgebildet. Alternativ kann der Rotor auch als Außenläufer ausgebildet werden. Es ist daher möglich, den Rotor in bürstenlosen Gleichstrommaschinen zu verwenden.
Der Grundkörper 3 des Rotors 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist in einem Spritz- oder Gießverfahren hergestellt. Zudem weist der Grundkörper 3 Ausnehmungen für magnetische Einlegeteile auf, die in den Grundkörper 3 eingelegt und anschließend mindestens teilweise umspritzt sind. Das Einlegen und das Umspritzen der magnetischen Einlegeteile folgt vorzugsweise in einem gemeinsamen Arbeitsgang, um diese in der gewünschten Position zu fixieren. Zudem werden durch die Umspritzung der Ausnehmungen die Magnete 11, 21 und die Rückschlusselemente 10, 20 miteinander verspannt. Die Einlegeteile werden mit einer dünnen Schicht 8 eines nicht magnetischen Materials, das keine Auswirkung auf das Magnetfeld hat, abgedeckt. Die Schicht 8 kann entweder nur im Bereich der Ausnehmungen aufgetragen werden, oder auch geschlossen sein. Das nicht magnetische Material ist vorzugsweise aus Kunststoff, jedoch können auch andere nicht magnetischen Materialien verwendet werden.
Die Rotorwellenaufnahme 12 ist bei der in 1 gezeigten Ausführungsform in den Grundkörper 3 eingespritzt. Dies ermöglicht ein leichtes Einsetzen einer Rotorwelle.
Die 2 bis 7 zeigen weitere erfindungsgemäße Rotorausführungen jeweils im Querschnitt und im Längsschnitt.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper 13, zwei Magnete 11, 21, zwei Rückschlusselemente 10, 20 und eine Verzahnung 14 im Inneren. Es ist möglich den Rotor für ein Planetengetriebe zu verwenden. Zudem ist der Rotor im Bereich der Ausnehmungen von einer Kunststoffschicht 8 umspritzt.
In 3 ist ein erfindungsgemäßer Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper 23, zwei Magnete 11, 21, zwei Rückschlusselemente 10, 20 und Aufnahmen 15, zum Einsetzen eines Innenlebens, aufgezeigt. Des Weiteren weist der Rotor im Bereich der Ausnehmungen eine Kunststoffschicht 8 auf, die der Rotor umhüllt.
4 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper 33, zwei Magnete 11, 21, zwei Rückschlusselemente 10, 20, einer Förderschnecke 16 und einer Rotorwellenaufnahme 12. Die Förderschnecke 16 weist ein oder mehrere schneckenförmig gewundene Gänge, die in Form von flachen Blechen oder auch von Gummilappen gewendelt sind, auf. Außerdem ist der Rotor im Bereich der Ausnehmungen von einer Kunststoffschicht 8 umspritzt.
In 5 ist ein erfindungsgemäßer Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper 43, zwei Magnete 11, 21, zwei Rückschlusselemente 10, 20 und einer Rotorwellenaufnahmen 12 aufgezeigt. Die Rotorwellenaufnahme 12 ist in den Rotor eingespritzt, um ein leichtes Einsetzen einer Rotorwelle zu ermöglichen. Daneben weist der Rotor im Bereich der Ausnehmungen als Hülle eine Kunststoffschicht 8 auf.
6 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper 53, vier Magnete 11, 21, 31, 41, vier Rückschlusselemente 10, 20 einer Rotorwellenaufnahme 12 und Hohlräumen 17. Diese Ausführungsform ist für einen vierpoligen Rotor ausgelegt. Zudem ist der Rotor im Bereich der Ausnehmungen von einer Kunststoffschicht 8 umspritzt.
In 7 ist ein erfindungsgemäßer Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper 63, zwei Magnete 11, 21, vier Rückschlusselemente 10, 20 und einer Rotorwellenaufnahmen 12 aufgezeigt. Die Rückschlusselemente sind durch Aussparungen 18 voneinander getrennt, sodass der Rotor vier Pole aufweist. Hinzu kommt, dass der Rotor im Bereich der Ausnehmungen mit einer Kunststoffschicht 8 umspritzt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19951594 [0003]

Claims

Rotor für eine Gleichstrommaschine mit einem Grundkörper und magnetischen Einlegeteilen, die in Ausnehmungen im Grundkörper angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Einlegeteile mindestens teilweise mit einem nicht magnetischen Material umspritzt sind.
Rotor für eine Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht magnetische Material Kunststoff ist.
Rotor für eine Gleichstrommaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeteile mindestens zwei Magnete (11, 21) und mindestens zwei Rückschlusselemente (10, 20) aufweisen.
Rotor für eine Gleichstrommaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlusselemente (10, 20) unsymmetrische Wandstärke aufweisen.
Gleichstrommaschine aufweisend einen Rotor (2) nach den Ansprüchen 1 bis 4 sowie einen Stator (3).
Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Gleichstrommaschine, wobei der Grundkörper (3) magnetische Einlegeteile aufweist, die in Ausnehmungen im Grundkörper angeordnet sind und mindestens teilweise mit einem nicht magnetischen Material umspritzt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Gleichstrommaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegen der magnetischen Einlegeteile und das Umspritzen in einem Spritz- oder Gießverfahren aufeinander folgen.
Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Gleichstrommaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht magnetische Material Kunststoff ist.