DE102009027916A1 - Magnetic pole for use at rotor of electrical machine, has magnet segments stuck together by flexible adhesive i.e. silicone adhesive, and distance elements e.g. glass balls, embedded into adhesive between magnet segments - Google Patents

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Abstract

The pole (10) has magnet segments (14) stuck together by a flexible adhesive (16) i.e. silicone adhesive, where each magnet segment has a corrosion protection layer e.g. galvanic copper-nickel coating layer. Distance elements (17) e.g. glass balls, are embedded into the adhesive between the magnet segments. A case (18) of a rotor laminated sheet (20) is implemented in a cross-section slightly larger than that of the pole, and exhibits a right parallelepiped form and extends in an axial direction so that the pole is slid from an open front side into a rotor (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetpol aus miteinander verklebten Magnetsegmenten gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie dieser beispielsweise aus der DE 10 2005 032 721 B4 bekannt ist und bei Rotoren von dauererregten Elektromaschinen zu finden ist. Die Erfindung betrifft im Weiteren eine Magnetpolanordnung unter Verwendung eines solchen Magnetpols.The invention relates to a magnetic pole of magnetic segments glued together according to the preamble of claim 1, as this example, from DE 10 2005 032 721 B4 is known and can be found in rotors of permanently excited electric machines. The invention further relates to a magnetic pole arrangement using such a magnetic pole.

Gesinterte Magnetwerkstoffe sind bekanntlich ausgesprochen hart und spröde, was den Umgang mit diesen Werkstoffen und die Montage von Magnetpolen deutlich erschwert und deren Einsatzbereich teilweise einschränkt.sintered Magnetic materials are known to be extremely hard and brittle, what the handling of these materials and the assembly of magnetic poles makes it considerably more difficult and partially limits their field of application.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Magnetpol und eine Magnetpolanordnung darzustellen, die zunächst eine sichere, beschädigungsfreie Montage eines Magnetpols bei einer Elektromaschine ermöglichen und die beim Betreiben einer Elektromaschine eine betriebssichere Anordnung eines Magnetpols gegenüber den auf diesen wirkenden Kräften gewährleisten.The Invention has set itself the task of a magnetic pole and a magnetic pole First, a safe, damage-free assembly enable a magnetic pole in an electric machine and when operating an electric machine a reliable Arrangement of a magnetic pole relative to those acting on this Ensure forces.

Diese Aufgaben werden bei einer Magnetpolanordnung der eingangs genannten Art durch das im Kennzeichen von Patentanspruch 1 angegebene Merkmal und mit der Magnetpolanordnung gemäß Patentanspruch 5 gelöst.These Tasks are in a Magnetpolanordnung the aforementioned Type by the feature specified in the characterizing part of claim 1 and with the magnetic pole arrangement according to claim 5 solved.

Es wird damit gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Magnetpol vorgeschlagen, welcher zumindest zwei miteinander verklebte Magnetsegmente umfasst, wobei die Magnetsegmente mittels eines elastischen Klebstoffs verklebt sind.It is thus according to a first aspect of the invention proposed a magnetic pole, which at least two together bonded magnetic segments, wherein the magnetic segments by means of a elastic adhesive are glued.

Dadurch wird gewährleistet, dass der Magnetpol bei der Montage an einem Tragelement, z. B. auf der Innen- oder Außenumfangsfläche eines Blechpakets oder in einer in einem Blechpaket ausgebildeten Tasche gegenüber Unebenheiten der Montagefläche oder -tasche weniger empfindlich ist, wobei die einzelnen Magnetsegmente durch die zwischen diesen ausgebildete elastische Klebstoffschichten sowohl in deren Anordnungsrichtung als auch quer dazu gegenseitig innerhalb eines gewissen Bereiches verlagert werden können, wobei der Zusammenhalt der Magnetpolanordnung aufrechterhalten bleibt. In anderer Hinsicht bedeutet das, dass die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Montagefläche bzw. -raumes reduziert werden können und beispielsweise bei der Montage an oder in einem Blechpaket einer elektrischen Maschine ein geringer Stapelversatz der Einzelblechlamellen zulässig ist. Neben einem Montagevorteil ergibt sich somit auch ein Fertigungs- und Kostenvorteil. Wenn der Magnetpol zur Anordnung an einem Rotor einer elektrischen Maschine vorgesehen ist, so ist dieser auch durch die elastischen Zwischenschichten bei der Wirkung von Stoß- oder ruckartigen Belastungen und Fliehkräften zumindest leicht verformbar und weniger bruchanfällig. Als Klebstoff kommt insbesondere ein Silikonkleber zum Einsatz. Zur Bildung eines Magnetpols werden zunächst unmagnetisierte Segmente aus dem Magnetwerkstoff präpariert und mittels eines elastischen Klebstoffs zusammengefügt, um danach in einem Magnetfeld magnetisiert zu werden.Thereby ensures that the magnetic pole during assembly on a support element, for. B. on the inner or outer peripheral surface a laminated core or in a formed in a laminated core Bag against unevenness of the mounting surface or pocket is less sensitive, with the individual magnet segments by the elastic adhesive layers formed between them both in the arrangement direction as well as across each other can be relocated within a certain range, wherein the cohesion of the magnetic pole arrangement is maintained. In other ways, that means that the requirements of the Surface texture of the mounting surface or space can be reduced and, for example, at the mounting on or in a laminated core of an electrical machine a small stacking offset of the single plate lamellae is permissible is. In addition to an assembly advantage, a production and cost advantage. When the magnetic pole for placement on a rotor an electric machine is provided, so this is also by the elastic intermediate layers in the effect of shock or jerky loads and centrifugal forces at least easily deformable and less prone to breakage. As an adhesive In particular, a silicone adhesive is used. To form a Magnetic poles are initially unmagnetized segments prepared the magnetic material and by means of an elastic Adhesive then put together in a magnetic field to be magnetized.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.

Mit Vorteil weist jedes einzelne Magnetsegment eine Korrosionsschutzschicht auf, welche vor dem Verkleben zu einem Magnetpol auf diese aufgebracht wird. Die Korrosionsschutzschicht kann zum Beispiel als Lack- oder Kunststoffüberzug oder als ein galvanischer Überzug ausgeführt sein.With Advantage, each individual magnet segment has a corrosion protection layer on which applied before bonding to a magnetic pole on this becomes. The corrosion protection layer can be used, for example, as a paint or Plastic coating or as a galvanic coating be executed.

Zur Bewahrung eines gegenseitigen Mindestabstandes der einzelnen Magnetsegmente sind in den elastischen Klebstoff Distanzelemente, vorzugsweise Glaskugeln einer vorgebbaren Größenverteilung, eingebettet.to Preservation of a mutual minimum distance of the individual magnet segments are in the elastic adhesive spacers, preferably Glass balls of a predefinable size distribution, embedded.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Magnetpolanordnung vorgeschlagen, welche einen Magnetpol nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und einen Träger umfasst, an dem der Magnetpol festgelegt ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Magnetpol mittels eines elastischen Klebstoffs an dem Träger angeordnet ist.According to one Another aspect proposes a magnetic pole arrangement which a magnetic pole according to one of claims 1 to 4 and a carrier includes, where the magnetic pole is fixed. According to the Invention is provided that the magnetic pole by means of an elastic Adhesive is arranged on the carrier.

Gemäß vorteilhafter Ausführungen bzw. Weiterbildungen wird als elastischer Klebstoff vorzugsweise ein Silikonkleber eingesetzt, wobei auch hier zwischen dem Magnetpol und dem Träger Distanzelemente, insbesondere Glaskugeln in dem Klebstoff eingebettet sind. Durch die Elastizität des Klebstoffs können insbesondere thermisch induzierte Verspannungen zwischen einem Magnetpol und dessen Träger, z. B. einem Elektroblechpaket, durch die Klebstoffschicht aufgenommen werden, wobei in dem Kleber enthaltene Distanzelemente einen Mindestabstand zwischen Magnetpol und Träger bzw. einem Aufnahmeraum gewährleisten. Die aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff bestehen Distanzelemente wirken somit auch als weitere elektrische Isolationsschicht zwischen den einzelnen Magnetsegmenten und zwischen einem Magnetpol und dessen Träger.According to advantageous Designs or developments is considered elastic Adhesive preferably used a silicone adhesive, and here too between the magnetic pole and the carrier spacer elements, in particular glass beads are embedded in the adhesive. By in particular, the elasticity of the adhesive can thermally induced tensions between a magnetic pole and its carrier, z. B. an electrical steel package, through the adhesive layer are received, wherein contained in the adhesive spacers a minimum distance between magnetic pole and carrier or ensure a recording room. The from an electric non-conductive material spacer elements thus act as a further electrical insulation layer between the individual Magnetic segments and between a magnetic pole and its carrier.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine nicht maßstabgetreue Anordnung eines Magnetpols 10 an einem Rotor 12 einer permanenterregten Synchronmaschine, der in der Figur nur teilweise gezeigt ist. Hierbei sind zunächst mehrere, einzeln und unmagnetisiert vorliegende gesinterte Magnetsegmente 14 aus dem Materialsystem NdFeB zu einem quaderförmigen Magnetpol 10 zusammengefasst und gegenseitig mit einem elastischen Klebstoff 16 mit darin eingebetteten Distanzelementen 17 verklebt. Vorzugsweise findet hierzu Silikonkleber, z. B. Dow Corning Silikonkleber 3-6265HP, Verwendung, dem Glaskügelchen 17 im Größenbereich von ca. 100 μm beigemischt wurden. Vor dem Verkleben wurde auf jedes der Magnetsegmente 14 eine Korrosionsschutzschicht aufgebracht, beispielsweise ein galvanischer CuNi-Überzug oder eine KTL-Schicht. Nach dem thermischen Aushärten des Silikonklebers entsprechend der Herstellerempfehlung wird der Magnetpol 16 in einer bekannten Weise in einem entsprechend starken äußeren Magnetfeld aufmagnetisiert und danach an einem Träger, hier in eine Tasche 18 eines in bekannter Weise lamellierten Rotorblechpakets 20 eingefügt und dort festgelegt. Die Tasche 18 ist im Querschnitt geringfügig größer als der Permanentmagnetpol 10 ausgeführt; weist ebenfalls eine Quaderform auf und erstreckt sich am Rotor 12 in axialer Richtung, so dass der Magnetpol 10 von einer offenen Stirnseite in diese eingeschoben werden kann. Dazu wird wiederum ein elastischer Klebstoff, der identisch oder verschieden zu dem vorgenannten sein kann, verwendet. Beispielsweise kann dazu der Klebstoff Dow Corning X3 1598, in dem ebenfalls Distanzelemente 17, insbesondere Glaskugeln 17 eingebettet sind, eingesetzt werden. Der Klebstoff 16 kann dabei bereits vor dem Einfügen des Magnetpols 10 in die axial einseitig durch ein Endblech 22 verschlossene Tasche 18 in den Aufnahmeraum eingebracht sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, zuerst den Magnetpol 10 in die Tasche 18 einzuführen und den Klebstoff 16 danach mit Druck in diese einzuspritzen, wobei der Magnetpol 10 allseitig von dem Klebstoff 16 umgeben wird. Es bietet sich jedoch auch an, den Klebstoff 16 vorab allseitig auf die Magnetpole 10 aufzutragen, so dass sich diese unter Ausnutzung des Schmiereffektes leicht in die Taschen 18 einschieben lassen. Dadurch kann eine Beschädigung der Korrosionsschutzschicht beim Einschieben der Magnetpol 10 sicher vermieden werden. Anschließend wird der Klebstoff ausgehärtet, was im vorliegenden Beispiel durch eine Wärmebehandlung des Rotors erfolgt.The embodiment shows a not to scale arrangement of a magnetic pole 10 on a rotor 12 a permanent-magnet synchronous machine, which is only partially shown in the figure. Here are first several, individually and unmagnetized present sintered magnet segments fourteen from the material system NdFeB to a cuboid magnetic pole 10 summarized and mutually with an elastic adhesive 16 with embedded spacer elements 17 bonded. Preferably, this silicone adhesive, z. B. Dow Corning Silicone Adhesive 3-6265HP, use the glass bead 17 in the size range of about 100 microns were added. Before gluing was on each of the magnet segments fourteen a corrosion protection layer applied, for example, a galvanic CuNi coating or a KTL layer. After the thermal curing of the silicone adhesive according to the manufacturer's recommendation, the magnetic pole 16 magnetized in a known manner in a correspondingly strong external magnetic field and then on a carrier, here in a bag 18 a laminated in a known manner rotor laminated core 20 inserted and fixed there. The pocket 18 is slightly larger in cross-section than the permanent magnet pole 10 performed; also has a cuboid shape and extends on the rotor 12 in the axial direction, so that the magnetic pole 10 can be inserted from an open end in this. For this purpose, again an elastic adhesive, which may be identical or different from the aforementioned, is used. For example, this can be done with Dow Corning X3 1598 adhesive, which also contains spacer elements 17 , especially glass beads 17 embedded are used. The adhesive 16 can already do this before inserting the magnetic pole 10 in the axial one-sided by an end plate 22 closed bag 18 be introduced into the recording room. Alternatively, it is also possible to first magnetic pole 10 in the pocket 18 introduce and the glue 16 then inject pressure into it, the magnetic pole 10 on all sides of the adhesive 16 is surrounded. However, it is also advisable to use the adhesive 16 in advance on all sides on the magnetic poles 10 Apply so that they easily by taking advantage of the lubricating effect in the pockets 18 let it slide in. As a result, damage to the corrosion protection layer during insertion of the magnetic pole 10 safely avoided. Subsequently, the adhesive is cured, which takes place in the present example by a heat treatment of the rotor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Magnetpolmagnetic pole
1212
Rotorrotor
1414
Magnetsegmentmagnetic segment
1616
elastischer Klebstoffelastic adhesive
1717
Distanzelementspacer
1818
Taschebag
2020
Blechpaketlaminated core
2222
Endblechend plate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102005032721 B4 [0001] DE 102005032721 B4 [0001]

Claims (7)

Magnetpol (10) umfassend zumindest zwei miteinander verklebte Magnetsegmente (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsegmente (14) mittels eines elastischen Klebstoffs (16) verklebt sind.Magnetic pole ( 10 ) comprising at least two magnetic segments glued together ( fourteen ), characterized in that the magnet segments ( fourteen ) by means of an elastic adhesive ( 16 ) are glued. Magnetpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Magnetsegment (14) eine Korrosionsschutzschicht aufweist.Magnetic pole according to claim 1, characterized in that each magnetic segment ( fourteen ) has a corrosion protection layer. Magnetpol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Magnetsegmenten (14) Distanzelemente in den Klebstoff (16) eingebettet sind.Magnetic pole according to claim 1 or 2, characterized in that between the magnet segments ( fourteen ) Spacer elements in the adhesive ( 16 ) are embedded. Magnetpol nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff (16) ein Silikonkleber eingesetzt ist.Magnetic pole according to one of claims 1 to 3, characterized in that as adhesive ( 16 ) a silicone adhesive is used. Magnetpolanordnung umfassend einen Magnetpol (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und umfassend einen Träger (18, 20), an dem der Magnetpol (10) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetpol (16) mittels eines elastischen Klebstoffs (16) an dem Träger (18, 20) angeordnet ist.Magnetic pole arrangement comprising a magnetic pole ( 10 ) according to one of claims 1 to 4 and comprising a carrier ( 18 . 20 ), at which the magnetic pole ( 10 ), characterized in that the magnetic pole ( 16 ) by means of an elastic adhesive ( 16 ) on the carrier ( 18 . 20 ) is arranged. Magnetpolanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Magnetpol (10) und dem Träger (18, 20) Distanzelemente in dem Klebstoff (16) eingebettet sind.Magnetic pole arrangement according to claim 5, characterized in that between the magnetic pole ( 10 ) and the carrier ( 18 . 20 ) Spacers in the adhesive ( 16 ) are embedded. Magnetpolanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff (16) ein Silikonkleber eingesetzt ist.Magnetic pole arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that as adhesive ( 16 ) a silicone adhesive is used.
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