-
Die Erfindung betrifft einen Magnetträger für ein Polgehäuse zum Befestigen von Magneten an einer Polgehäusewandung, wobei der Magnetträger zwischen mindestens zwei Magneten anordenbar ist.
-
Stand der Technik
-
Ein Polgehäuse mit einem Magnetträger wird vorzugsweise in einem Gleichstrommotor eingesetzt. Dabei unterscheidet man zwischen zwei- bis vierpoligen bzw. vier- und mehrpoligen Gleichstrommotoren. Bei zwei- bis vierpoligen Gleichstrommotoren sind die Magnetlücken in der Regel so groß, dass eine Blattfeder in der Magnetlücke platziert werden kann. Alternativ kann auch eine Bügelfeder verwendet werden. Zur Befestigung wird die Blattfeder mittels Voll- oder Hohlnieten mit dem Polgehäuse verbunden. Jedoch können mit der Blattfeder oder auch mit der Bügelfeder keine Magnetlücken kleiner 5 bis 6 mm realisiert werden.
-
Bei vier- und mehrpoligen Gleichstrommotoren wird aus Gründen der Wirkungsgradoptimierung ein möglichst kleiner Spalt zwischen den Magneten ausgebildet, wobei die Magnete miteinander verklebt werden. Dieses Verfahren ist jedoch zeit- und kostenaufwändig, da eine Klebestation für die Fertigung notwendig ist. Dies ist vor allem bei kleineren Stückzahlen nicht wirtschaftlich.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit preiswerten Komponenten und bei einer geringen Investition für Montageeinrichtungen eine Magnetmontage bei Einhaltung von kleinsten Magnetspalten zu realisieren.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Magnetträger nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß wird ein Magnetträger für ein Polgehäuse zum Befestigen von Magneten offenbart. Der Magnetträger umfasst ein Positionierungselement und ein Sicherungselement, wobei das Positionierungselement an der Polgehäusewandung anordenbar ist. Ferner ist das Positionierungselement ausgelegt, um die mindestens zwei Magnete zu fixieren. Das Sicherungselement ist auf der Polgehäusewandung anordenbar, die der das Positionierungselement tragenden Polgehäusewandung gegenüber liegt. Dabei ist das Sicherungselement ausgelegt, um im Eingriff mit dem Positionierungselement zu stehen und so das Positionierungselement auf der Polgehäusewandung festzuhalten.
-
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Magnetträgers ist, dass das Positionierungselement und das Sicherungselement kostengünstig herstellbar sind. Ferner können das Positionierungselement und das Sicherungselement einfach zusammen gebaut werden, so dass auch bei kleineren Stückzahlen die Materialkosten eingespart werden können.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherungselement federnd ausgebildet, um Setzerscheinungen des Magnetträgers zu kompensieren. Damit ist eine permanente Vorspannung der Magnete über die Lebensdauer des Produkts gegeben.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Positionierungselement einen Steg mit einem Befestigungselement zum Fixieren der mindestens zwei Magnete auf. Mit Hilfe des Befestigungselements am Positionierungselement können die mindestens zwei Magnete axial im Polgehäuse fixiert werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Positionierungselement V-förmig und elastisch ausgebildet. Durch die V-Form des Positionierungselements können auch unterschiedlich große Magnetlücken ausgefüllt und eine gleichmäßige Verteilung der Magnete sichergestellt werden. Ferner kann eine permanente Vorspannung der Magnete über die Lebensdauer des Produkts gewährleistet werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Positionierungselement seitliche Vorsprünge mit jeweils einem Eingriffselement auf, wobei in und/oder an dem Eingriffselement ein elastischer Bügel als Sicherungselement anordenbar ist. Vorzugsweise ist das Eingriffselement als Rastnase und/oder Anschlag ausgebildet. Dadurch kann das Sicherungselement sowohl axial als auch radial mit dem Positionierungselement fixiert werden. Aufgrund der Rastnasen und/oder Anschläge können das Positionierungselement und das Sicherungselement auch bei hohen Schüttelbelastungen die Magnete sicher festhalten.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Positionierungselement einen mittigen Vorsprung mit einem Eingriffselement zum Befestigen einer Speednut als Sicherungselement auf. Dadurch kann das Sicherungselement einfach auf dem Positionierungselement angebracht und fixiert werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Positionierungselement einen mittigen Vorsprung mit einem Steckloch zum Fixieren einer Welle als Sicherungselement auf. Aufgrund des Stecklochs im mittigen Vorsprung kann das Sicherungselement tangential zugeführt werden, so dass ein einfacher Zusammenbau gewährleistet werden kann.
-
Ferner ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Sicherungselement an wenigstens einem Ende des Positionierungselements fest angeordnet, so dass der Magnetträger einstückig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist eine Flachfeder in dem Positionierungselement eingebettet, um eine Vorspannung der Magnete über die Lebensdauer des Produkts sicherzustellen. Ferner kann das Positionierungselement axial zwischen den Magneten angeordnet werden.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1A und 1B eine schematische Darstellung eines Magnetträgers gemäß einer ersten Ausführungsform;
-
2A und 2B eine schematische Darstellung des Magnetträgers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
-
3A und 3B eine schematische Darstellung des Magnetträgers nach einer dritten Ausführungsform;
-
4A und 4B eine schematische Darstellung des Magnetträgers gemäß einer vierten Ausführungsform;
-
5A und 5B eine schematische Darstellung des Magnetträgers nach einer fünften Ausführungsform;
-
6 ein Positionierungselement mit einer eingebetteten Flachfeder; und
-
7 einen Ring an dem der Magnetträger angeordnet ist.
-
In den Ausführungsformen der 1 bis 5 ist ein Magnetträger 1 für ein Polgehäuse 10 zum Befestigen von Magneten 111, 112 an einer Polgehäusewandung 101 dargestellt. Der Magnetträger 1 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Alternativ kann jedes andere Material, das als Magnetträger 1 in einem Polgehäuse 10 geeignet ist, verwendet werden. Der Magnetträger 1 ist im Polgehäuse 10 zwischen mindestens zwei Magneten 111, 112 anordenbar. Das Polgehäuse 10 wird vorzugsweise in einem vier- und mehrpoligen Gleichstrommotor verwendet. Bei vier- und mehrpoligen Gleichstrommotoren wird aus Gründen der Wirkungsgradoptimierung ein möglichst kleiner Spalt zwischen den Magneten gefordert. Um das Befestigen der Magnete 111, 112 zu erleichtern, umfasst der Magnetträger 1 ein Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 und ein Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53.
-
Das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 ist an der Polgehäusewandung 101 anordenbar. Dabei weist das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 einen Steg 121, 221, 321, 421, 421, 521 mit einem Befestigungselement 122, 222, 322, 422, 522 zum Fixieren der mindestens zwei Magnete 111, 112 auf. Der Steg 121, 221, 321, 421, 521 des Positionierungselements 12, 22, 32, 42, 52 kann auf zwei Arten ausgestaltet sein. In einer ersten Ausführungsform weist der Steg 121, 221, 321, 421 mindestens zwei Befestigungselemente 122, 222, 322, 422 auf, die an den Enden des Stegs 121, 221, 321, 421 angeordnet sind. Dabei sind die mindestens zwei Befestigungselemente 122, 222, 322, 422 V-förmig ausgebildet und weisen elastische Eigenschaften auf. Dadurch können die Magnete 111, 112 axial im Polgehäuse 10 fixiert werden. Ferner werden die Magnete 111, 112 durch die V-förmigen Befestigungselemente 122, 222, 322, 422 radial gegen die Polgehäusewandung 101 gepresst. Die V-förmige Ausgestaltung ermöglicht das Ausfüllen unterschiedlicher Magnetlücken, wobei für eine gleichmäßige Verteilung der Magnete 111, 112 gesorgt wird. Die Oberfläche des Stegs 121, 221, 321, 421 kann dabei glatt sein oder Verrippungen aufweisen. Der Steg 121, 221, 321, 421 des Positionierungselements 12, 22, 32, 42 ist elastisch ausgebildet, so dass eine Vorspannung der Magnete 111, 112 erreicht wird.
-
In einer zweiten Ausführungsform ist das Befestigungselement 522 den gesamten Steg 521 entlang angeordnet. Dabei ist das Befestigungselement 522 V-förmig und elastisch ausgebildet, um eine Vorspannung und eine gleichmäßige Verteilung der Magnete 111, 112 zu gewährleisten. Zur axialen Absicherung umgreift ein Schnapphaken 56 das Polgehäuse 10 und verrastet in zwei nach außen hervorragenden Ausprägungen des Polgehäuses 10. Der Schnapphaken 56 ist dabei zwischen dem Befestigungselement 522 angeordnet. Der Schnapphaken 56 ist wie das Befestigungselement 522 elastisch ausgebildet, so dass auf der gegenüberliegenden Polgehäusewandung 102 ein Anpressdruck über die V-förmig ausgebildeten Befestigungselemente 520 auf die Magnete 111, 112 erfolgt. Zum Ausgleich der Axialtoleranz der Magnete 111, 112 sind die Axialanschläge für die Magnete 111, 112 ebenfalls elastisch ausgebildet. Zum tangentialen Toleranzausgleich, d. h. zum Ausgleich unterschiedlicher Spalte zwischen den Magneten 111, 112, ist das Befestigungselement 522 im unteren Bereich des Positionierungselements 52 leicht konisch angeordnet.
-
Das Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53 ist auf der der Polgehäusewandung 101 mit dem Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 gegenüberliegenden Polgehäusewandung 102 anordenbar. Vorzugsweise ist das Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53 ausgelegt, um im Eingriff mit dem Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 zu stehen und so das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 auf der Polgehäusewandung 101 festzuhalten. Ferner ist das Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53 federnd ausgebildet. Mit dem Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 und dem Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53 kann eine einfache Herstellung des Magnetträgers 1 sichergestellt werden, so dass auch bei kleineren Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden kann.
-
1A zeigt eine erste Ausführungsform des Magnetträgers 1 in einem nicht montierten Zustand und in 1B in einem montierten Zustand. Das Positionierungselement 12 weist dabei an den Enden seitliche Vorsprünge 123 mit jeweils einem Eingriffselement 124 auf. Der seitliche Vorsprung 123 an dem Ende des Positionierungselements 12 ist dabei rechteckig ausgebildet und weist in der Mitte eine Öffnung auf. Dadurch ist das Eingriffselement 124 vorzugsweise als Rastnase und/oder Anschlag ausgebildet, um auch bei Schüttelbelastungen die Magnete 111, 112 sicher zu halten. In dem Eingriffselement 124 an den seitlichen Vorsprüngen 123 ist ein elastischer Bügel als Sicherungselement 13 anordenbar. Der Bügel wird axial in dem Eingriffselement 124 fixiert und kann dabei als Biegefeder ausgebildet werden. Zum Befestigen des Bügels ragt das Positionierungselement 12 durch eine Öffnung 14 und eine Einkerbung 15 an der Polgehäusewandung 101, 102 heraus. Dabei ist die Öffnung 14 rechteckig im unteren Bereich der Polgehäusewandung 101, 102 ausgebildet. Ferner weist die Öffnung 14 eine runde Form in der Mitte der Polgehäusewandung 101, 102 auf. Die Einkerbung 15 ist U-förmig im oberen Bereich der Polgehäusewandung 101, 102 ausgebildet. Mit der Öffnung 14 und der Einkerbung 15 kann eine einfache Befestigung des Positionierungselements 12 an der Polgehäusewandung 101, 102 ermöglicht werden.
-
2A zeigt eine zweite Ausführungsform des Magnetträgers 1 in einem nicht montierten Zustand und in 2B in einem montierten Zustand. Das Positionierungselement 22 weist dabei an den Enden seitliche Vorsprünge 223 mit jeweils einem Eingriffselement 224 auf. Der seitliche Vorsprung 223 an den Enden des Positionierungselements 22 ist U-förmig ausgebildet, wobei das Eingriffselement 224 als Rastnase am seitlichen Vorspruch 223 ausgebildet ist. An dem Eingriffselement 124 ist ein elastischer Bügel als Sicherungselement 23 radial anordenbar. Dies ermöglicht einen einfachen Zusammenbau des Positionierungselements 22 und des Sicherungselements 23. Eine Öffnung 24 und eine Einkerbung 25 sind im oberen sowie im unteren Bereich der Polgehäusewandung 101, 102 als T-förmige Ausbuchtungen ausgebildet. Dadurch können die Öffnung 24 und die Einkerbung 25 mit den Vorsprüngen 223 am Positionierungselement 22 zusammenwirken. Ferner kann aufgrund der Öffnung 24 und der Einkerbung 25 eine einfache Befestigung des Positionierungselements 22 mit dem Sicherungselement 23 ermöglicht werden.
-
3A zeigt eine dritte Ausführungsform des Magnetträgers 1 in einem nicht montierten Zustand und in 3B in einem montierten Zustand. Das Positionierungselement 32 weist einen mittigen Vorsprung 323 mit einem Eingriffselement 324 zum Befestigen einer Speednut als Sicherungselement 33 auf. Der mittige Vorsprung 323 am Positionierungselement 32 ist dabei rechteckig ausgebildet, so dass der mittige Vorsprung 323 mit einer Öffnung 35 in der Polgehäusewandung 101, 102 zusammenwirkt. Dabei wird das Positionierungselement 32 durch die Öffnung 35 in der Polgehäusewandung 101, 102 geführt und mit der Speednut befestigt. Die Speednut weist dabei eine ovale Form auf. In der Mitte der Speednut sind vorzugsweise Laschen 34 vorgesehen, um die Speednut einfach und sicher am Eingriffselement 324 zu fixieren.
-
4A zeigt eine vierte Ausführungsform des Magnetträgers 1 in einem nicht montierten Zustand, und in 4B in einem montierten Zustand. Das Positionierungselement 42 weist einen mittigen Vorsprung 423 mit einem Steckloch 44 auf. Dabei ist der mittige Vorsprung 423 rechteckig ausgebildet, wobei das Steckloch 44 im Bereich des Stegs 421 ausgebildet ist. Das Steckloch 44 weist wie der mittige Vorsprung 423 eine rechteckige Form auf. Das Steckloch 44 am Positionierungselement 42 wirkt mit einer Öffnung 45 in der Polgehäusewandung 101, 102 zusammen. Anschließend kann im Steckloch 44 eine Welle als Sicherungselement 43 fixiert werden. Die Welle bzw. die Wellfeder wird tangential im Steckloch 44 befestigt. Dadurch kann das Positionierungselement 42 einfach mit dem Sicherungselement 43 zusammengebaut werden.
-
Bei den oben angeführten Ausführungsformen wird das Positionierungselement 12, 22, 32, 42 immer radial von innen nach außen durch die Polgehäusewandung 101 geführt und außen mittels eines Sicherungselements 13, 23, 33, 43 gesichert bzw. radial verspannt. Bei der weiteren Ausführungsform wird der Magnetträger 1 axial zugeführt. Dabei ist der Magnetträger 1 innen X-förmig als Abstandshalter ausgebildet, während der Magnetträger 1 außen L-förmig ausgebildet ist und das Polgehäuse 10 umschließt.
-
5A zeigt eine fünfte Ausführungsform des Magnetträgers 1 in einem nicht montierten Zustand und in 5B in einem montierten Zustand. Da der Magnetträger 1 axial zugeführt wird, kann das Positionierungselement 52 und das Sicherungselement 53 einstückig ausgebildet werden. Dabei ist das Sicherungselement 53 an wenigstens einem Ende des Positionierungselements 52 fest angeordnet. Um den Magnetträger 1 axial an der Polgehäusewandung 101, 102 zu fixieren, weist das Polgehäuse 10 im oberen Bereich zwei Ausprägungen 57 sowie eine Einkerbung 58 auf. Das Positionierungselement 52 weist ferner einen Biegebalken auf, der sich nach Einschieben in eine Öffnung im Polgehäuseboden verformt und dadurch eine permanente Vorspannung der Magnete 111, 112 sicherstellt. Da der Magnetträger 1 infolge von Temperaturschwankungen über die Lebensdauer immer relaxiert und damit die Gefahr besteht, dass ausreichend Vorspannung der Magnete 111, 112 verloren geht, kann in dem Steg 521 des Positionierungselements 52 eine Flachfeder 54, wie in 6 gezeigt ist, angeordnet werden. Ferner kann aufgrund der Flachfeder 54 die Elastizität in dem Positionierungselement 52 verbessert werden.
-
Die Befestigung der Magnete 111, 112 kann mittels Einzelsegmenten erfolgen. Ferner besteht die Möglichkeit, den Magnetträger 1 direkt an einem Ring 55 zu integrieren. Der Ring 55 kann für alle Ausführungsformen des Magnetträgers 1 verwendet werden. Durch die Verwendung des Rings 55 kann ein einfacher Zusammenbau gewährleistet werden. Jedoch besteht die Gefahr, dass der Ring 55 sich relativ stark verzieht und dadurch bei der Montage Probleme bereitet.
-
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Magnetträger 1 mit einem Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 und einem Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53. Entscheidend dabei ist, dass das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 53 an der Polgehäusewandung 101 anordenbar ist und ausgelegt ist, um die mindestens zwei Magnete 111, 112 zu fixieren. Das Sicherungselement 13, 23, 33, 43 ist auf der der Polgehäusewandung 102 mit der dem Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 gegenüberliegenden Polgehäusewandung 102 anordenbar und ausgelegt, um im Eingriff mit dem Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 zu stehen und so das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 auf der Polgehäusewandung 101 festzuhalten. Durch das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 und das Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53 können Kosten bei der Herstellung eingespart werden. Ferner können das Positionierungselement 12, 22, 32, 42, 52 und das Sicherungselement 13, 23, 33, 43, 53 einfach zusammengebaut werden, so dass auch bei kleineren Stückzahlen die Materialkosten eingespart werden können.
