DE102009000028A1

DE102009000028A1 - DC motor

Info

Publication number: DE102009000028A1
Application number: DE200910000028
Authority: DE
Inventors: Steven Andrew Evans
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-01-05
Publication date: 2010-07-08
Also published as: WO2010076256A1; CN102273050A; EP2384532A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor, welcher einen Stator mit einem Hohlraum zur Aufnahme eines Rotors und eine Magnetfelderzeugungseinrichtung enthält, mit welcher ein rotierendes magnetisches Multipolfeld erzeugbar ist. Weiterhin enthält der Gleichstrommotor eine drehbar gelagerte Welle, welche den Rotor trägt, und einen Grundkörper, welcher mit der Welle drehfest verbunden ist, wobei der Grundkörper eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist. In den Ausnehmungen des Grundkörpers ist eine Mehrzahl von Permanentmagneten angeordnet, wobei die Form der Ausnehmungen zur Form der Permanentmagneten komplementär ist und die Permanentmagneten mindestens eine gekrümmte Außenkontur aufweisen.The invention relates to a DC motor, which contains a stator with a cavity for receiving a rotor and a magnetic field generating device, with which a rotating magnetic multipole field can be generated. Furthermore, the DC motor includes a rotatably mounted shaft which carries the rotor, and a base body which is rotatably connected to the shaft, wherein the base body has a plurality of recesses. In the recesses of the base body a plurality of permanent magnets is arranged, wherein the shape of the recesses is complementary to the shape of the permanent magnet and the permanent magnets have at least one curved outer contour.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor, welcher einen Stator mit einem Hohlraum zur Aufnahme eines Rotors und eine Magnetfelderzeugungseinrichtung enthält, mit welcher ein rotierendes magnetisches Multipolfeld erzeugbar ist. Weiterhin enthält der Gleichstrommotor eine drehbar gelagerte Welle, welche den Rotor trägt und einen Grundkörper, welcher mit der Welle drehfest verbunden ist, wobei der Grundkörper eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist. In den Ausnehmungen des Grundkörpers ist eine Mehrzahl von Permanentmagneten angeordnet, wobei die Form der Ausnehmungen zur Form der Permanentmagneten komplementär ist.The The invention relates to a DC motor comprising a stator with a cavity for receiving a rotor and a magnetic field generating device contains, with which a rotating magnetic Multipolfeld can be generated. Furthermore, the DC motor includes a rotatably mounted shaft which carries the rotor and a Basic body, which is rotatably connected to the shaft, wherein the main body has a plurality of recesses. In the recesses of the body is a plurality arranged by permanent magnets, wherein the shape of the recesses is complementary to the shape of the permanent magnet.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 199 15 664 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem aus einem Blechstapel gebildeten Rotor bekannt. Der Rotor weist dabei längliche Ausnehmungen auf, in welche quaderförmige Permanentmagnete eingesetzt werden können, um ein magnetisches Multipolfeld zu erzeugen. Bei Betrieb des Gleichstrommotors koppelt das magnetische Feld des Rotors an ein rotierendes magnetisches Feld, welches mit elektromagnetischen Spulen des Stators erzeugt wird. Dadurch wird auch der Rotor in Rotation versetzt und gibt ein Drehmoment ab.From the DE 199 15 664 A1 is an electric machine with a stator and a rotor formed from a sheet stack known. The rotor has elongate recesses, in which rectangular permanent magnets can be used to produce a magnetic multipole field. During operation of the DC motor, the magnetic field of the rotor couples to a rotating magnetic field which is generated by electromagnetic coils of the stator. As a result, the rotor is set in rotation and outputs a torque.

Um ein hohes nutzbares Drehmoment bereitzustellen, muss eine große Feldstärke im Luftspalt zwischen Rotor und Stator bereitgestellt werden. Dazu werden gemäß dem Stand der Technik die Permanentmagnete möglichst nahe an der Umfangsfläche des Rotors platziert. Dadurch steht an der Umfangsfläche nur noch ein schmaler Steg zur Verfügung, welcher die quaderförmigen Permanentmagnete entgegen der wirkenden Zentripetalkraft im Rotor festhält.Around To provide a high usable torque must be a big one Field strength can be provided in the air gap between the rotor and stator. For this purpose, according to the prior art, the permanent magnets as close to the peripheral surface of the rotor placed. As a result, stands on the peripheral surface only a narrow bridge available, which the cuboid Permanent magnets against the acting centripetal force in the rotor holds.

Die über diesen Steg übertragbare Haltekraft begrenzt somit die maximal zulässige Drehzahl des Rotors.The above this web transferable holding force thus limits the maximum permissible speed of the rotor.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstrommotor bereitzustellen, welcher ein vergleichbares Drehmoment bereitzustellen vermag und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Drehzahlfestigkeit aufweist.outgoing From this prior art, the invention is based on the object to provide a DC motor, which is a comparable Torque is able to provide and one over the The prior art has improved speed stability.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gleichstrommotor gelöst, welcher einen Stator mit einem Hohlraum zur Aufnahme eines Rotors und eine Magnetfelderzeugungseinrichtung enthält, mit welcher ein rotierendes magnetisches Multipolfeld erzeugbar ist. Weiterhin enthält der vorgeschlagene Gleichstrommotor eine drehbar gelagerte Welle, welche den Rotor trägt. Dieser enthält einen Grundkörper, welcher mit der Welle drehfest verbunden ist, wobei der Grundkörper eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist. In den Ausnehmungen des Grundkörpers ist eine Mehrzahl von Permanentmagneten angeordnet, wobei die Form der Ausnehmungen zur Form der Permanentmagnete komplementär ist und die Permanentmagnete mindestens eine gekrümmte Außenkontur aufweisen.The Object is achieved by a DC motor dissolved, which has a stator with a cavity for receiving a rotor and a magnetic field generating device, with which a rotating magnetic multipole field can be generated is. Furthermore, the proposed DC motor contains a rotatably mounted shaft which carries the rotor. This contains a main body, which coincides with the shaft is rotatably connected, wherein the main body a plurality having recesses. In the recesses of the body a plurality of permanent magnets is arranged, wherein the shape the recesses complementary to the shape of the permanent magnets is and the permanent magnets at least one curved outer contour exhibit.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mit radial magnetisierten, bogenförmigen Permanentmagneten eine verbesserte Rotorgeometrie realisiert werden kann, bei welcher die Permanentmagnete eine größere lastabtragende Kontaktfläche zum umgebenden Rotormaterial aufweisen. Dadurch können größere Zentripetalkräfte übertragen werden, wodurch die Drehzahlfestigkeit des Rotors ansteigt. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Rotorgeometrie dazu geeignet, eine nahezu unveränderte Magnetisierung im Luftspalt zwischen Rotor und Stator bereitzustellen, so dass das verfügbare Drehmoment nur geringfügig verringert oder sogar erhöht wird.According to the invention was recognized that with radially magnetized, arcuate Permanent magnets improved rotor geometry can be realized can, in which the permanent magnets a larger load-bearing contact surface to the surrounding rotor material exhibit. As a result, larger centripetal forces can be transmitted become, whereby the speed resistance of the rotor increases. simultaneously is the inventively proposed rotor geometry suitable, almost unchanged magnetization provide in the air gap between the rotor and stator, so that the torque available only slightly reduced or even increased.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die bogenförmigen Permanentmagnete die Form eines Kreissegmentes auf, wobei das Kreissegment besonders bevorzugt etwa ein Drittel eines Vollkreises abdeckt. Dadurch kann durch spiegelsymmetrische Anordnung zweier Permanentmagnete ein Kreissegment von etwa zwei Dritteln eines Vollkreises abgedeckt werden, so dass jeweils zwei Permanentmagnete einen magnetischen Polschuh des Rotors umgeben.In a preferred embodiment of the invention the arcuate permanent magnets the shape of a circle segment on, wherein the circle segment particularly preferably about a third of a Full circle covers. As a result, by mirror-symmetrical arrangement two permanent magnets a circle segment of about two thirds be covered by a full circle, so that in each case two permanent magnets surrounded by a magnetic pole piece of the rotor.

Eine besonders günstige Herstellbarkeit der Permanentmagnete ergibt sich insbesondere dann, wenn die Permanentmagnete einen radialen Abschluss der Länge b und einen tangentialen Abschluss der Länge a aufweisen, wobei das Verhältnis von a zu b etwa 1 beträgt. Dem Fachmann ist dabei selbstverständlich geläufig, dass dieser Zahlenwert nicht strikt einzuhalten ist. Vielmehr können sich auch bei Abweichungen die erfindungsgemäßen vorteilhaften Wirkungen noch zumindest teilweise einstellen.A particularly favorable manufacturability of the permanent magnets arises in particular when the permanent magnets have a radial Completion of length b and a tangential conclusion have the length a, the ratio of a to b is about 1. The expert is self-evident It is common knowledge that this numerical value is not strictly adhered to is. Rather, the invention can also in deviations at least partially discontinue advantageous effects.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Rotor kann beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens aus einem gefüllten Kunststoff gefertigt werden. Besonders bevorzugt wird der vorgeschlagene Rotor aus einer Vielzahl von Stanzteilen gefertigt, welche mittels eines komplementär geformten Werkzeuges aus einem Blech, beispielsweise einem Transformatorblech, gestanzt werden. Eine Mehrzahl von gestanzten Blechen wird dann drehsteif auf der Gleichstrommotorwelle befestigt, beispielsweise durch passgenaues Aufpressen, so dass sich entlang der Längserstreckung der Welle ein etwa zylindrisches Blechpaket als Rotorgrundkörper ergibt.The inventively proposed rotor can be made for example by means of an injection molding of a filled plastic. Particularly preferably, the proposed rotor is made of a plurality of stampings, which are punched by means of a complementary shaped tool from a sheet, such as a transformer sheet. A plurality of stamped sheets is then mounted torsionally rigid on the DC motor shaft, for example by Precise pressing, so that along the longitudinal extent of the shaft results in an approximately cylindrical laminated core as a rotor body.

In einer Ausführungsform der Erfindung können für das Blechpaket identische Blechschnitte verwendet werden. In diesem Fall ergibt sich entlang der Längserstreckung des Rotors ein konstanter Querschnitt. In einer Weiterbildung der Erfindung können zumindest zwei verschiedene Blechschnitte eingesetzt werden, so dass der Querschnitt des Rotors entlang der Längserstreckung nicht konstant ist.In An embodiment of the invention can be used for the laminated core identical laminations are used. In this Case arises along the longitudinal extent of the rotor a constant cross section. In a development of the invention At least two different laminations can be used so that the cross-section of the rotor along the longitudinal extent is not constant.

Besonders bevorzugt weist dabei zumindest ein Stanzblech gemäß einem Blechschnitt tangentiale Verbindungsstege und/oder radial verlaufende Rippen auf. Dadurch kann die Feldformung des Multipolfeldes des Rotors auf Kosten der Haltekräfte der Permanentmagnete und damit der Drehzahlfestigkeit optimiert werden und umgekehrt. Auf diese Weise kann entweder ein langsam laufender Gleichstrommotor mit vergleichsweise hohem Drehmoment oder ein schnell laufender Gleichstrommotor mit niedrigerem Drehmoment hergestellt werden.Especially preferably has at least one stamped sheet according to a Sheet metal section tangential connecting webs and / or radially extending ribs on. This allows the field shaping of the multipole field of the rotor at the expense of the holding forces of the permanent magnets and thus the speed stability can be optimized and vice versa. To this Way, either a slow-speed DC motor with comparatively high torque or a fast-running DC motor with lower torque can be produced.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigtfollowing the invention is based on embodiments and Figures without limitation of the general inventive idea be explained in more detail. It shows

1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Gleichstrommotor, 1 a cross section through a DC motor proposed according to the invention,

2 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt eines erfindungsgemäßen Rotors, 2 a detail of the cross section of a rotor according to the invention,

3 einen Blechschnitt eines zur Herstellung des Rotor-Grundkörpers verwendbaren Stanzbleches gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 3 FIG. 2 shows a sheet-metal section of a stamping sheet usable for producing the rotor basic body according to a first exemplary embodiment, FIG.

4 einen Blechschnitt eines zur Herstellung des Rotor-Grundkörpers verwendbaren Stanzbleches gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 FIG. 2 shows a sheet-metal section of a stamping sheet usable for producing the rotor basic body according to a second exemplary embodiment, FIG.

5 einen Blechschnitt eines zur Herstellung des Rotor-Grundkörpers verwendbaren Stanzbleches gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, 5 FIG. 3 a sheet-metal section of a stamping sheet usable for producing the rotor basic body according to a third exemplary embodiment, FIG.

6 einen Blechschnitt eines zur Herstellung des Rotor-Grundkörpers verwendbaren Stanzbleches gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, 6 FIG. 2 shows a sheet-metal section of a stamping sheet usable for producing the rotor basic body according to a fourth exemplary embodiment, FIG.

7 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß verwendeten Permanentmagneten. 7 shows a cross section through a permanent magnet used in the invention.

1 zeigt einen Gleichstrommotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Motor enthält einen Stator 100 und einen Rotor 200. Der Stator 100 umfasst eine Mehrzahl von Polschuhen 115, welche durch Schlitze 110 voneinander getrennt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Stator 12 Schlitze 110 und 12 Polschuhe 115 auf. Die Polschuhe 115 sind über ein Joch 140 miteinander verbunden, um den magnetischen Fluss zu führen. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Polschuhe 115 und das Joch 140 einstückig ausgeführt werden. 1 shows a DC motor according to an embodiment of the invention. The engine contains a stator 100 and a rotor 200 , The stator 100 includes a plurality of pole pieces 115 passing through slots 110 are separated from each other. In the illustrated embodiment, the stator 12 slots 110 and 12 pole pieces 115 on. The pole shoes 115 are over a yoke 140 interconnected to guide the magnetic flux. In a preferred embodiment, the pole pieces 115 and the yoke 140 be made in one piece.

Weiterhin umfasst der Stator 12 Spulen mit jeweils N Windungen eines elektrischen Leiters, beispielsweise lackisoliertem Kupferdraht. Die Windungen verlaufen dabei teilweise durch die Schlitze 110. Die Spulen als solche sind dem Fachmann bekannt und daher in der Figur nicht dargestellt. Die Spulen des Stators 100 werden mittels einer nicht dargestellten Schalteinrichtung zyklisch mit einem elektrischen Strom beaufschlagt. Auf diese Weise entsteht ein magnetisches Multipolfeld, dessen Orientierung relativ zum Stator 100 sich zyklisch ändert. Ein solches Magnetfeld wird im Kontext der vorliegenden Erfindung als rotierendes Magnetfeld bezeichnet.Furthermore, the stator comprises 12 Coils with N turns of an electrical conductor, for example enamel-insulated copper wire. The windings run partially through the slots 110 , The coils as such are known in the art and therefore not shown in the figure. The coils of the stator 100 are cyclically applied by means of a switching device, not shown, with an electric current. This results in a magnetic multipole field whose orientation is relative to the stator 100 changes cyclically. Such a magnetic field is referred to in the context of the present invention as a rotating magnetic field.

Dem Fachmann ist dabei geläufig, dass die dargestellte Geometrie mit 12 Polschuhen 115 lediglich beispielhaft gewählt ist. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Stator auch eine größere oder eine geringere Anzahl an Polschuhen aufweisen.The expert is familiar with the fact that the geometry shown with 12 pole pieces 115 is chosen only as an example. In other embodiments of the invention, the stator may also have a greater or lesser number of pole pieces.

Im zylindrischen Innenraum des Stators 100 befindet sich der Rotor 200. Der Rotor 200 weist eine Drehachse 120 auf. Die Drehachse umgibt ein im Wesentlichen zylindrischer Grundkörper. Die Außenfläche des Grundkörpers des Rotors 200 ist von der Innenfläche des Stators 100 durch einen Luftspalt 130 getrennt.In the cylindrical interior of the stator 100 is the rotor 200 , The rotor 200 has an axis of rotation 120 on. The axis of rotation surrounds a substantially cylindrical body. The outer surface of the main body of the rotor 200 is from the inner surface of the stator 100 through an air gap 130 separated.

Im Rotor 200 sind Permanentmagnete 270 eingebettet. Die Permanentmagnete 270 weisen dabei einen bogenförmigen, insbesondere einen kreissektorförmigen, Querschnitt auf. Die Permanentmagnete 270 erzeugen ebenfalls ein magnetisches Multipolfeld, welches bei Betrieb des Gleichstrommotors an das rotierende Multipolfeld des Stators ankoppelt. Auf diese Weise rotiert der Rotor 200 mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators, wodurch ein Nutzdrehmoment vom Rotor 200 abgegeben wird.In the rotor 200 are permanent magnets 270 embedded. The permanent magnets 270 have an arcuate, in particular a circular sector-shaped, cross-section. The permanent magnets 270 also generate a magnetic multipole field, which couples to the rotating multipole field of the stator during operation of the DC motor. In this way the rotor rotates 200 with the rotating magnetic field of the stator, creating a useful torque from the rotor 200 is delivered.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Permanentmagnete 270 eine Kreissektorform mit etwa 120° Öffnungswinkel auf. Jeweils zwei Permanentmagnete 270 sind an ihrer inneren, der Welle 120 zugewandten Seite, mittels einer Rippe 250 voneinander beabstandet.In the illustrated embodiment, the permanent magnets 270 a Kreissektorform with about 120 ° opening angle. Two permanent magnets each 270 are at their inner, the wave 120 facing side, by means of a rib 250 spaced apart.

Jeweils zwei Permanentmagnete 270 fassen einen Polschuh 210 ein. Der Polschuh 210 dient dazu, dass von dem Permanentmagneten erzeugte Multipolfeld zu führen. Zwischen zwei jeweils einen Polschuh 210 einschließenden Paaren von Permanentmagneten 270 ist ein Polschuh 220 angeordnet. Um die Polschuhe 220 und 210 einstückig fertigen zu können, sind diese über Stege 260 und Rippen 250 miteinander verbunden.Two permanent magnets each 270 take a pole shoe 210 one. The pole piece 210 serves to guide the multipole field generated by the permanent magnet. Between two each one pole 210 enclosing pairs of permanent magnets 270 is a pole piece 220 arranged. To the pole shoes 220 and 210 to be able to manufacture in one piece, these are over webs 260 and ribs 250 connected with each other.

Dem Fachmann ist selbstverständlich geläufig, dass der vorgeschlagene Rotor nicht in jeder Ausführungsform der Erfindung acht Permanentmagnete 270 aufweisen muss. In Abhängigkeit der Geometrie des Stators kann der Fachmann auch eine andere Geometrie des Rotors mit einer größeren oder einer geringeren Anzahl von Permanentmagneten 270 und dementsprechend einer hieran angepassten Anzahl von Polschuhen 210 und 220 vorsehen. Die Erfindung lehrt nicht das Einhalten der in 1 gezeigten Geometrie als Lösungsprinzip.It will be understood by those skilled in the art, of course, that the proposed rotor does not include eight permanent magnets in each embodiment of the invention 270 must have. Depending on the geometry of the stator, the person skilled in the art can also use a different geometry of the rotor with a larger or a smaller number of permanent magnets 270 and accordingly, a matched number of pole pieces 210 and 220 provide. The invention does not teach to adhere to 1 shown geometry as a solution principle.

2 zeigt einen Ausschnitt von etwa 90° aus dem in 1 dargestellten Rotor. Anhand der 2 soll der wesentliche Vorteil der Erfindung verdeutlicht werden. 2 zeigt im Querschnitt zwei bogenförmige Permanentmagnete 270, welche jeweils einen Polschuh 210 teilweise umschließen. Die Polschuhe 210 sind über Stege 260 mit dem im zentralen Bildteil sichtbaren Polschuh 220 verbunden. 2 shows a section of about 90 ° from the in 1 represented rotor. Based on 2 the main advantage of the invention should be clarified. 2 shows in cross-section two arcuate permanent magnets 270 , which each have a pole piece 210 partially enclose. The pole shoes 210 are over jetties 260 with the pole piece visible in the central part of the picture 220 connected.

Bei Rotation des Rotors 200 um die Drehachse 120 werden die Permanentmagnete 270 durch die einwirkende Zentripetalkraft radial nach außen beschleunigt. Dies führt dazu, dass die Permanentmagnete 270 mit ihrer Außenfläche 275 zumindest teilweise, d. h. im Bereich der Teilflächen 240 und 245, in kraftschlüssigen Kontakt mit der Oberfläche des Polschuhs 220 treten. Der Polschuh 220 trägt die über die Flächen 240 und 245 einwirkenden Kräfte über eine Zugspannung im Schaft 230 ab. Der Schaft 230 weist dabei eine gegenüber dem Stand der Technik vergrößerte Materialstärke auf, welche die Übertragung größerer Kräfte und damit höhere Drehzahlen des Rotors erlaubt. Da der magnetische Fluss im Bereich der Polschuhe 210 und 220 konzentriert ist, bleibt die vergrößerte Materialstärke 230 ohne Einfluss auf die im Luftspalt 130 erzielbare magnetische Feldstärke und damit letztlich auch ohne Einfluss auf das vom Rotor 200 erzeugbare nutzbare Drehmoment.Upon rotation of the rotor 200 around the axis of rotation 120 become the permanent magnets 270 accelerated radially outward by the acting centripetal force. This causes the permanent magnets 270 with its outer surface 275 at least partially, ie in the area of the partial surfaces 240 and 245 , in frictional contact with the surface of the pole piece 220 to step. The pole piece 220 Carries the over the surfaces 240 and 245 acting forces via a tensile stress in the shaft 230 from. The shaft 230 in this case has an increased material thickness compared to the prior art, which allows the transmission of larger forces and thus higher rotational speeds of the rotor. As the magnetic flux in the area of the pole pieces 210 and 220 is concentrated, the increased material thickness remains 230 without affecting the air gap 130 achievable magnetic field strength and thus ultimately without any influence on the rotor 200 Generable usable torque.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Grundkörper des Rotors 200 durch ein Blechpaket gebildet, welches eine Vielzahl von Stanzblechen enthält, welche auf der Welle 120 angeordnet sind. Der Blechschnitt der Stanzbleche gibt somit den Querschnitt des Rotors 200 an. Sofern zum Aufbau des Grundkörpers des Rotors 200 lediglich identische Stanzbleche verwendet werden, so weist der Rotor 200 einen konstanten Querschnitt entlang seiner Längserstreckung auf. Sofern unterschiedliche Stanzbleche verwendet werden, ändert sich der Querschnitt des Rotors entlang seiner Längserstreckung. Auf diese Weise können die magnetischen und mechanischen Eigenschaften des Rotors optimiert werden. Ausführungsbeispiele für verschiedene Stanzbleche werden nachfolgend angegeben.In a preferred embodiment of the invention, the main body of the rotor 200 formed by a laminated core containing a plurality of punching plates, which on the shaft 120 are arranged. The sheet metal section of the punching plates thus gives the cross section of the rotor 200 at. If the structure of the main body of the rotor 200 only identical punching plates are used, so has the rotor 200 a constant cross section along its longitudinal extent. If different punching plates are used, the cross section of the rotor changes along its longitudinal extent. In this way, the magnetic and mechanical properties of the rotor can be optimized. Exemplary embodiments for different stamped sheets are given below.

3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stanzbleches für einen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rotor 200. Zentral im Stanzblech ist eine Öffnung angeordnet, welche zur Aufnahme der Welle 120 dient. Der Blechschnitt nach 3 weist weiterhin vier Polschuhe 210 auf. Diese werden von jeweils zwei Ausnehmungen 300 und 305 begrenzt, welche zur Aufnahme der Permanentmagnete 270 vorgesehen sind. Jeweils zwei Ausnehmungen 300 und 305 sind durch eine Rippe 250 voneinander getrennt. 3 shows a first embodiment of a punching plate for a rotor proposed according to the invention 200 , Centrally in the punching plate, an opening is arranged, which for receiving the shaft 120 serves. The sheet metal cutting after 3 also has four pole shoes 210 on. These are each made up of two recesses 300 and 305 limited, which for receiving the permanent magnets 270 are provided. Two recesses each 300 and 305 are by a rib 250 separated from each other.

Zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen 300 und 305 sind jeweils auf der dem Polschuh 210 abgewandten Seite weitere Polschuhe 220 angeordnet. Jeder Polschuh 210 ist mit seinen benachbarten Polschuhen 220 durch einen Steg 260 verbunden. Auf diese Weise kann der Blechschnitt einstückig und mit maximaler Stabilität gefertigt werden. Die Ausnehmungen 300 und 305 sind dabei komplementär zur Außenform eines Permanentmagneten 270, d. h. der Permanentmagnet lässt sich mit vorgebbaren Toleranzen in die Ausnehmung einführen. Zur Fixierung des Permanentmagneten kann eine Vergussmasse bzw. ein Klebstoff vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Toleranzen der Abmessungen der Öffnungen 300 und 305 und der Permanentmagneten 270 so gewählt sein, dass sich eine Klemmung des Permanentmagneten 270 in der Öffnung 300 bzw. 305 ergibt.Between two adjacent recesses 300 and 305 are each on the pole piece 210 opposite side more pole shoes 220 arranged. Every pole shoe 210 is with his neighboring pole shoes 220 through a footbridge 260 connected. In this way, the sheet metal section can be made in one piece and with maximum stability. The recesses 300 and 305 are complementary to the outer shape of a permanent magnet 270 , ie, the permanent magnet can be inserted with predetermined tolerances in the recess. To fix the permanent magnet, a potting compound or an adhesive may be provided. In a further embodiment of the invention, the tolerances of the dimensions of the openings 300 and 305 and the permanent magnet 270 be chosen so that a clamping of the permanent magnet 270 in the opening 300 respectively. 305 results.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform eines Blechschnittes gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Blechschnitt gemäß 4 weist wiederum vier Polschuhe 210 auf, welche mittels Stegen 260 mit dem jeweils benachbarten Polschuh 220 verbunden sind. 4 shows a further embodiment of a sheet metal section according to the present invention. The sheet metal section according to 4 again has four pole shoes 210 on, which by means of webs 260 with the respective adjacent pole piece 220 are connected.

Jeder Polschuh 210 ist von einer Öffnung 300 umgeben. Die Öffnung 300 weist die Form eines Kreissektors mit einem Öffnungswinkel von etwa 240° auf. Dies bedeutet, dass in die Öffnung 300 zwei Permanentmagnete mit einem etwa drittelkreissektorförmigen Querschnitt aufgenommen werden können. Durch das Fehlen der Rippen 250 wird der magnetische Fluss zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten 270 in der Öffnung 300 nicht gestört. Durch die Stege 260 kann der Blechschnitt gemäß 4 dennoch einstückig ausgeführt werden.Every pole shoe 210 is from an opening 300 surround. The opening 300 has the shape of a circular sector with an opening angle of about 240 °. This means that in the opening 300 two permanent magnets can be recorded with an approximately third circular sector-shaped cross-section. Due to the absence of ribs 250 becomes the magnetic flux between two adjacent permanent magnets 270 in the opening 300 not disturbed. Through the bars 260 can the sheet metal section according to 4 nevertheless be carried out in one piece.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Blechschnittes für einen erfindungsgemäßen Rotor 200. Der Blechschnitt gemäß 5 weist wiederum eine Mehrzahl von Ausnehmungen 300 und 305 auf, welche jeweils durch eine Rippe 250 voneinander getrennt sind. Die Rippe 250 verbindet einen Polschuh 210 an dessen Basis mit der Basis zweier benachbarter Polschuhe 220. Auf diese Weise kann auch der Blechschnitt nach 5 einstückig ausgeführt werden. Trotz des Fehlens der Stege 260 weist der Blechschnitt gemäß 5 Anlageflächen 240 und 245 auf, welche eine Kraftübertragung zwischen Permanentmagneten 270 in den Öffnungen 300 und 305 und dem Polschuh 220 ermöglichen. Somit kann der Blechschnitt gemäß 5 trotz fehlender Stege 260 eine der Zentripetalkraft entgegen gesetzte Haltekraft auf die Permanentmagnete 270 ausüben. 5 shows a further embodiment of a sheet metal section for a rotor according to the invention 200 , The sheet metal section according to 5 rejects again around a plurality of recesses 300 and 305 on each one by a rib 250 are separated from each other. The rib 250 connects a pole piece 210 at its base with the base of two adjacent pole pieces 220 , In this way, the sheet metal section after 5 be made in one piece. Despite the lack of the bridges 260 has the sheet cut according to 5 contact surfaces 240 and 245 on which a power transmission between permanent magnets 270 in the openings 300 and 305 and the pole piece 220 enable. Thus, the sheet metal section according to 5 despite missing webs 260 one of the centripetal force opposite holding force on the permanent magnets 270 exercise.

Ein viertes Ausführungsbeispiel eines Blechschnittes ist in 6 dargestellt. Der Blechschnitt gemäß 6 zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Polschuhbereichen 210 und den Polschuhbereichen 220 weder Rippen 250 noch Stege 260 angeordnet sind. Dies ergibt die geringstmögliche Störung des magnetischen Flusses der Permanentmagnete 270, welche in den Öffnungen 300 angeordnet werden können.A fourth embodiment of a sheet metal section is in 6 shown. The sheet metal section according to 6 is characterized by the fact that between the pole piece areas 210 and the pole piece areas 220 neither ribs 250 still webs 260 are arranged. This results in the least possible disturbance of the magnetic flux of the permanent magnets 270 which are in the openings 300 can be arranged.

Dennoch ist auch der Blechschnitt gemäß 6 dazu geeignet, über die Anlageflächen 240 und 245 eine Haltekraft auf die Permanentmagnete 270 auszuüben und diese auch bei hohen Drehzahlen in ihrer Position im Rotor 200 zu halten.Nevertheless, the sheet metal section is according to 6 suitable for this, over the contact surfaces 240 and 245 a holding force on the permanent magnets 270 exercise and this even at high speeds in their position in the rotor 200 to keep.

7 zeigt schließlich den Querschnitt eines Permanentmagnetes 270. Der Permanentmagnet 270 weist eine kreissektorförmige Grundfläche auf. Somit besitzt der Permanentmagnet 270 eine kreisförmige äußere Begrenzungsfläche 275, welche bei Einsatz des Permanentmagnetes in einem Rotor an den Polschuh 220 und die Anlagefläche 240 angrenzt. Weiterhin weist der Permanentmagnet 270 eine kreisförmige innere Begrenzungsfläche 274 auf, welche bei Einsatz des Permanentmagneten 270 in einem Rotor 200 an den Polschuh 210 angrenzt. 7 finally shows the cross section of a permanent magnet 270 , The permanent magnet 270 has a circular sector-shaped base. Thus, the permanent magnet has 270 a circular outer boundary surface 275 , which when using the permanent magnet in a rotor to the pole piece 220 and the contact surface 240 borders. Furthermore, the permanent magnet 270 a circular inner boundary surface 274 on, which when using the permanent magnet 270 in a rotor 200 to the pole piece 210 borders.

Die Magnetisierung 271 des dargestellten Permanentmagneten 270 weist radial nach außen. Bei Einsatz des Permanentmagneten 270 in einem erfindungsgemäßen Rotor verläuft der magnetische Fluss somit ausgehend von der Fläche 275 durch den Polschuh 220 des Rotors zu einem Polschuh 115 des Stators. Von dort schließt sich der magnetische Kreis über das Joch 140 zu einem benachbarten Polschuh 115, von dort über den Luftspalt 130 zum Polschuh 210 des Rotors und von dort zur Innenfläche 274 des Permanentmagneten 270.The magnetization 271 the illustrated permanent magnet 270 points radially outward. When using the permanent magnet 270 in a rotor according to the invention, the magnetic flux thus proceeds from the surface 275 through the pole piece 220 of the rotor to a pole piece 115 of the stator. From there, the magnetic circuit closes over the yoke 140 to an adjacent pole piece 115 , from there across the air gap 130 to the pole piece 210 of the rotor and from there to the inner surface 274 of the permanent magnet 270 ,

Bevorzugt weist der kreissektorförmige Permanentmagnet 270 einen Öffnungswinkel von 120° auf. In der in 7 dargestellten Ausführungsform weist der Permanentmagnet einen radialen Abschluss der Länge b und einen tangentialen Abschluss der Länge a auf, welche ein Verhältnis von etwa 1:1 besitzen. Dies bedeutet, dass die Länge a in etwa der Länge b entspricht. Beide Maßnahmen unterstützen die in 7 dargestellte radiale Magnetisierung 271.Preferably, the circular sector-shaped permanent magnet 270 an opening angle of 120 °. In the in 7 In the embodiment shown, the permanent magnet has a radial termination of length b and a tangential termination of length a, which have a ratio of approximately 1: 1. This means that the length a corresponds approximately to the length b. Both measures support the in 7 illustrated radial magnetization 271 ,

Dem Fachmann ist selbstverständlich geläufig, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Die vorliegende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen.the Professional is of course familiar that the present invention is not limited to the illustrated embodiments is limited. The present description is therefore not as limiting, but as explanatory to watch.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19915664 A1 [0002]

Claims

DC motor, comprising - a stator ( 100 ) having a cavity for receiving a rotor ( 200 ) and a magnetic field generating device, with which a rotating magnetic Multipolfeld can be generated, - a rotatably mounted shaft ( 120 ), which the rotor ( 200 ), - a main body, which with the shaft ( 120 ) is rotatably connected, wherein the main body has a plurality of recesses ( 300 . 305 ), - a plurality of permanent magnets ( 270 ), which in the recesses ( 300 . 305 ) of the base body are arranged, wherein the shape of the recesses ( 300 . 305 ) to the shape of the permanent magnets ( 270 ) is complementary, characterized in that - the permanent magnets ( 270 ) have at least one curved outer contour.

DC motor according to claim 1, characterized in that the permanent magnets ( 270 ) have the shape of a circle segment.

DC motor according to claim 2, characterized in that that the circle segment has an opening of about 110 ° about 130 °.

DC motor according to one of claims 2 or 3, characterized in that the permanent magnets ( 270 ) a radial magnetization ( 271 ) exhibit.

DC motor according to one of claims 2 or 4, characterized in that the permanent magnets ( 270 ) have a radial termination of length b and a tangential termination of length a, wherein the ratio of a to b comprises about 0.9 to about 1.1.

DC motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the basic body a plurality of laminated stamping sheets is composed, wherein the punching plates at least two different laminations exhibit.

DC motor according to claim 6, characterized in that at least one stamped sheet according to a sheet-metal section tangential connecting webs ( 260 ) and / or radially extending ribs ( 250 ) having.

DC motor according to one of claims 1 to 7, characterized in that in each case two permanent magnets ( 270 ) a pole piece ( 210 ) surround.