DE102010062393B4 - Rotorelement für eine Elektromaschine, Elektromaschine sowie Verfahren zum Fertigen eines Rotorelements - Google Patents

Rotorelement für eine Elektromaschine, Elektromaschine sowie Verfahren zum Fertigen eines Rotorelements Download PDF

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Abstract

Rotorelement (1) für eine Elektromaschine, wobei das Rotorelement (1) aufweist:eine kreisförmige Scheibe (3);eine Mehrzahl von Kammern (7) entlang eines Umfangs der kreisförmigen Scheibe (3);eine Mehrzahl von Magneten (11);eine Mehrzahl von länglichen Fixierelementen (15);wobei die Magneten (11) in den Kammern (7) aufgenommen sind;wobei jeweils am Rand einer Kammer (7) wenigstens eine Nut (13) ausgebildet ist,wobei die Fixierelemente (15) derart in den Nuten (13) aufgenommen sind, dass sie jeweils in den Kammern (7) aufgenommene Magnete kontaktieren und Druck auf die Magnete (11) ausüben, um sie in den Kammern (7) zu fixieren; dadurch gekennzeichnet, dassdie Fixierelemente (15) einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen,dass Querschnitte der Nuten (13) und Querschnitte der Fixierelemente (15) derart angepasst sind, dass die Fixierelemente (15) innerhalb der Nuten (13) um ihre Längsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verdreht werden können, dass ein Fixierelement (15) in der ersten Position weniger in Richtung einer angrenzenden Kammer (7) ragt als in der zweiten Position und dass das Fixierelement (15) eine schneckenförmige Kontur mit einem umlaufend größer werdenden Radius (r) aufweist, der nach 360° wieder über einen Absatz (17) auf den Ausgangsradius zurückfällt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Rotorelement für eine Elektromaschine wie z.B. einen Elektromotor oder einen Generator. Die Anmeldung betrifft ferner eine Elektromaschine mit einem solchen Rotorelement sowie ein Verfahren zum Fertigen eines Rotorelements. Die Erfindung betrifft insbesondere die Befestigung von Magneten innerhalb von Rotorelementen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Elektromaschinen, wie sie beispielsweise für Elektro- oder Hybridantriebe eingesetzt werden, müssen aufgrund hoher Drehzahlen häufig starken Kräften standhalten. Magneten eines Rotors müssen hierbei in zuverlässiger Weise an einem Rotorgrundkörper fixiert werden. Eine herkömmliche Fixierung von Magneten an einem äußeren Umfang des Rotorgrundkörpers, beispielsweise durch Ankleben oder Halten mit Hilfe einer Bandagierung, kann bei hohen Drehzahlen den auftretenden Zentrifugalkräften nicht zuverlässig standhalten. Daher wurden sogenannte vergrabene Magneten entwickelt, bei denen die an dem Rotorgrundkörper zu fixierenden Magneten in Kammern innerhalb des Rotorgrundkörpers gehalten sind.
  • Um die Magneten innerhalb der Kammern zu fixieren, werden diese herkömmlich meist mit einem Klebemittel oder einer Imprägnierung in der Kammer gehalten. Das Klebemittel bzw. die Imprägnierung kann zusammen mit dem Magneten bzw. einem magnetisierbaren Körper in die Kammer eingebracht werden, wobei sich das Klebemittel bzw. die Imprägnierung bei Erwärmung von außen und Änderung der Viskosität in der Kammer möglichst gleichmäßig verteilt und den Magneten teilweise oder ganz umschließt. Nach dem Aushärten des Klebemittels bzw. der Imprägnierung ist der Magnet in der Kammer fixiert.
  • Das Einbringen von Klebemittel bzw. Imprägnierharz kann jedoch einen erheblichen Arbeitsaufwand mit sich bringen und erfordert typischerweise sehr sorgfältiges Arbeiten. Das Einbringen des Klebemittels bzw. des Imprägnierharzes muss genau überwacht werden. Außerdem muss rund um den Magneten ein ausreichend breiter Spalt vorgesehen sein, damit sich das Klebemittel flächig um den Magneten verteilen kann. Dies kann jedoch zu einer nicht präzisen Positionierung der Magneten in dem Rotor führen, was ein aufwändiges nachträgliches Auswuchten erforderlich machen kann.
  • Ferner muss für ein Aushärten des Klebemittels bzw. Imprägnierharzes meist ein Ofenzyklus nachgeschaltet werden. Um eine sichere Fixierung der Magneten innerhalb der Kammern zu gewährleisten, kann es notwendig sein, jeweils nur Rotorelemente mit einer Breite von beispielweise bis zu 20 mm herzustellen und Magnete gleicher Breite in die Kammern des Rotorelements einzukleben. Anschließend können mehrere Rotorelemente durch Aufpressen auf eine gemeinsame Welle zu einem kompletten Rotor zusammengefügt werden. Je nach Länge des Rotors können beispielsweise 3-10 Rotorelemente zusammengefügt werden.
  • Es sind schon Rotorelemente für eine Elektromaschine bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2007 015 249 A1 , der US 4 486 679 A , der JP 2001 - 157 395 A , der JP 2001 - 339 885 A und der JP 2000 - 175 388 A .
  • Die JP 2001 - 339 885 A zeigt das Einsetzen von zylindrisch geformten federnden Stiften in einen Rotorkörper zum Festklemmen von Magneten. Die US 4 486 679 A zeigt das Einführen von zylindrischen Stäben in einen Rotorkörper, wodurch Blechstege verformt werden, was zu einem Druck auf die Magnete im Blechkörper führt, der die Magnete festhält. Die DE 10 2007 015 249 A1 zeigt den Einsatz von Plastik-Endkappen mit Stiften. Diese Stifte dringen in eine Blechpaketnut unterhalb des jeweiligen Magneten ein und klemmen diesen fest.
  • Aus der JP 2000-175 388 A ist ein Rotorelement für eine Elektromaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Weiterhin ist aus der JP 2001 - 157 395 A ein Rotorelement bekannt, das Kammern zur Aufnahme von Magneten aufweist. An den axialen Enden der Kammer ist jeweils ein Sackloch angeordnet, in das ein Stab mit ovalem Querschnitt einsetzbar ist. Durch Einsetzen und Verdrehen des Stabes wird ein Blechsteg des Rotorkörpers derart verformt, dass er in die Kammer hineinsteht und die Magnete in axialer Richtung fixiert.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es kann ein Bedarf dafür bestehen, ein Rotorelement für eine Elektromaschine zur Verfügung zu stellen, bei dem Magnete in einfacher Weise zuverlässig fixiert werden können. Ferner kann ein Bedarf an einer Elektromaschine mit einem solchen Rotorelement bestehen.
  • Ein solcher Bedarf kann mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 6 erfüllt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rotorelement für eine Elektromaschine vorgeschlagen, das eine kreisförmige Scheibe, eine Mehrzahl von Kammern entlang eines Umfangs der kreisförmigen Scheibe, eine Mehrzahl von Magneten und eine Mehrzahl von Fixierelementen aufweist. Die Magnete sind in den Kammern aufgenommen. Am Rand einer Kammer ist jeweils wenigstens eine Nut ausgebildet. Die Fixierelemente sind derart in den Nuten aufgenommen, dass sie jeweils in den Kammern aufgenommene Magnete kontaktieren und Druck auf die
  • Magnete ausüben, um so die Magnete in den Kammern zu fixieren. Die Fixierelemente weisen dabei einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt auf.
  • Ein solches Rotorelement kann in einer Elektromaschine eingesetzt werden.
  • Um ein solches Rotorelement zu fertigen, kann ein Fixierelement in eine Nut angrenzend an eine Kammer eingebracht werden und in einer ersten Position positioniert werden, in der das Fixierelement wenig in Richtung der Kammer ragt. Anschließend oder auch zuvor kann ein magnetisierbarer Körper in die Kammer eingebracht werden. Schließlich wird das Fixierelement um seine Längsachse in eine zweite Position verdreht, in der das Fixierelement aufgrund seines nicht-rotationssymmetrischen Querschnitts mehr in Richtung der Kammer ragt als in der ersten Position. In dieser zweiten Position kommt das Fixierelement in Kontakt mit dem in der Kammer aufgenommenen magnetisierbaren Körper kommt und kann diesen durch den ausgeübten Druck in der Kammer fixieren.
  • Ein den vorangehend geschilderten Aspekten zugrunde liegender Erfindungsgedanke kann darin gesehen werden, dass in einem Rotorelement für eine Elektromaschine die Magnete als sogenannte vergrabene Magnete in Kammern aufgenommen sind, wobei die Magnete nicht eingeklebt sind, sondern mit Hilfe von Fixierelementen in den Kammern fixiert, insbesondere unter Druck verklemmt, sind. Zu diesem Zweck sind an einem Rand der Kammer jeweils Nuten vorgesehen, in die Fixierelemente eingepasst werden können, die zumindest in einer bestimmten Anordnung bzw. Position in die Kammer hineinragen würden und somit dort aufgenommene Magnete beklemmen.
  • Dabei wird ausgenutzt, dass die Fixierelemente einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen, das heißt, dass der Durchmesser der Fixierelemente in verschiedenen Radialrichtungen unterschiedlich ist. Mit anderen Worten sollen die Konturen bzw. Querschnitte der Nuten einerseits und diejenigen der Fixierelemente andererseits so angepasst sein, dass die Fixierelemente in die Nuten eingepasst werden können. Die Querschnitte der Nuten und die Querschnitte der Fixierelemente sind erfindungsgemäß derart angepasst sein, dass die Fixierelemente innerhalb der Nuten um ihre Längsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verdreht werden können, wobei ein Fixierelement aufgrund seines nicht-rotationssymmetrischen Querschnitts in der ersten Position weniger in Richtung einer angrenzenden Kammer ragt als in einer zweiten Position. Mit anderen Worten ist das Fixierelement in der Nut in der ersten Position derart ausgerichtet, dass ein Bereich des Fixierelementes, der einen kleinen Durchmesser hat, hin zu der angrenzenden Kammer zeigt. Das Fixierelement kann in die zweite Position um seine Längsachse verdreht werden, wobei in der zweiten Position ein Bereich des Fixierelementes hin zu der angrenzenden Kammer zeigt, der einen größeren Durchmesser aufweist, so dass das Fixierelement in der zweiten Position zumindest dann in die Kammer hineinragen würde, wenn in diese noch kein Magnet eingebracht wurde.
  • Um einen Magneten bzw. um einen entsprechenden Körper, der nachträglich magnetisiert werden kann, in eine Kammer einbringen zu können, wird zunächst das Fixierelement in die an die Kammer angrenzende Nut eingelegt. Das Fixierelement wird dann in die oben beschriebene erste Position gedreht, so dass es nicht oder zumindest nur geringfügig in die Kammer hineinragt. In diesem Zustand können Magnete bzw. magnetisierbare Körper einfach und in zu dem Fixierelement paralleler Weise in die Kammer eingeschoben werden. Anschließend kann das Fixierelement beispielsweise mit einem geeigneten Werkzeug in die beschriebene zweite Position verdreht werden. Dabei kommt es in Kontakt mit dem in der Kammer aufgenommenen Magneten und kann aufgrund seiner Elastizität einen Druck auf den Magneten ausüben, so dass dieser in der Kammer verklemmt und somit fixiert wird.
  • Um das Fixierelement möglichst über seine gesamte Länge hin einheitlich von der ersten Position in die zweite Position verdrehen zu können, sollte es in seiner Längsrichtung im Wesentlichen torsionssteif sein. Die Torsionssteifigkeit kann dafür sorgen, dass das Fixierelement lediglich durch eine in einem begrenzten Bereich des Fixierelements einwirkende Kraft über seine gesamte Länge hin verdreht werden kann. Beispielsweise kann an einem Ende des Fixierelementes ein Werkzeug angreifen, mit dessen Hilfe das Fixierelement verdreht werden kann. Die Torsionssteifigkeit schließt jedoch nicht aus, dass das Fixierelement quer zu seiner Längsrichtung gebogen oder insbesondere komprimiert werden kann. Es kann sogar erwünscht sein, dass das Fixierelement in einer solchen Querrichtung eine gewisse Elastizität oder Komprimierbarkeit aufweist, um eine von dem Fixierelement auf einen Magneten ausgeübte Kraft besser kontrollieren und insbesondere Kraftspitzen begrenzen zu können.
  • Insbesondere zur Erreichung der erwünschten Torsionssteifigkeit können die Fixierelemente aus einem starren Material ausgebildet sein. Mögliche Materialien können hierbei beispielsweise Metalle, insbesondere Weichmetalle wie zum Beispiel Aluminium, oder ausreichend starre Kunststoffe sein. Da in der Elektromaschine im Betrieb hohe Temperaturen auftreten können, sollte das Material auch zumindest bis 160°C temperaturbeständig sein, so dass sich als Kunststoffe insbesondere Duroplaste anbieten.
  • Die Fixierelemente und/oder die Nuten in dem Rotorelement können mit Verrastungskonturen versehen sein, um die Fixierelemente in den Nuten gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen um die Längsachse zu verrasten. Solche Verrastungskonturen können zum Beispiel als herausragende bzw. vertiefte Bereiche innerhalb der Fixierelemente bzw. Nuten ausgestaltet sein, so dass die Fixierelemente in den entsprechenden Bereichen in die Nuten eingreifen bzw. umgekehrt und auf diese Weise ein weiteres Verdrehen der Fixierelemente in Bezug zu den Nuten zumindest gehemmt wird.
  • Die Fixierelemente können ferner einen Werkzeugansatzbereich aufweisen, der dazu ausgebildet ist, mit einem Werkzeug zusammenzuwirken, so dass mittels des Werkzeugs das Fixierelement um seine Längsachse verdreht werden kann. Ein solcher Werkzeugansatzbereich kann beispielsweise einfach als in einer Stirnfläche des Fixierelementes vorgesehener Schlitz ausgebildet sein, so dass mit einem Schraubenzieher in den Schlitz eingegriffen werden kann und das Fixierelement dann um seine Längsachse verdreht werden kann.
  • Mit einem Rotorelement, bei dem in der zuvor beschriebenen Weise Magnete in Kammern mit Hilfe von Fixierelementen fixiert werden können, kann eine Elektromaschine, wie beispielsweise ein Elektromotor oder ein Elektrogenerator aufgebaut werden. Dabei können zum Beispiel mehrere scheibenförmige Rotorelemente hintereinander an einer Welle angeordnet werden. Vorzugsweise werden dabei die Rotorelemente derart angrenzend aneinander angeordnet, dass deren Nuten fluchten und ein gemeinsames langes Fixierelement in einer fluchtenden Nut angeordnet werden kann und somit mehrere Magnete, die in angrenzenden, ebenfalls fluchtenden Kammern, eingebracht sind, gemeinsam fixieren kann. Auf diese Weise können in einer durch die Mehrzahl von fluchtenden Kammern gebildeten Gesamtkammer eine Vielzahl kleiner Magnete bzw. magnetisierbarer Körper in einer Richtung orthogonal zu den scheibenförmigen Rotorelementen, das heißt parallel zu der Welle, hintereinander eingebracht werden und mit Hilfe eines einziges Fixierelementes durch Verdrehen des Fixierelementes in die zweite Position in der Gesamtkammer fixiert werden.
  • Das zuvor beschriebene Rotorelement kann eine Vielzahl von Vorteilen ermöglichen:
    • Rotorelemente können in einfacher und kostengünstiger Weise gefertigt werden. Es kann auf aufwendige, teure und schwer zu beherrschende Klebeprozesse bzw. Beschichtungsprozesse verzichtet werden. Auch ein Aushärtevorgang von eingebrachtem Klebemittel beispielsweise mit Hilfe eines Ofenprozesses kann entfallen. Ebenso kann auf einen Spalt zwischen dem Magneten und der Kammer, der für eine Verteilung von Klebemitteln eine ausreichende Spaltbreite aufweisen müsste, weitgehend verzichtet werden, so dass aufgrund des geringeren möglichen Spiels der Magnete in den Magnetkammern eine Urunwucht des Gesamtrotors und ein daraus resultierender Aufwand für das Wuchten des Rotors verringert werden kann.
  • Stattdessen können die Magnete in einfacher und zuverlässiger Weise durch das Verdrehen der nicht-rotationssymmetrischen Fixierelemente in die zweite Position zuverlässig fixiert werden.
  • Während die Fixierelemente in Längsrichtung torsionssteif sein sollen, können sie in einer Richtung quer zur Längsrichtung eine gewisse Elastizität und Kompressionsfähigkeit aufweisen, aufgrund derer sie wie Federelemente zur Fixierung der daran anliegenden Magnete dienen können. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Fixierung der Magnete in dem Rotorelement in einem weiten Temperaturbereich von beispielsweise -40°C bis +180°C erreicht werden.
  • Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Rotorelementes kann darin liegen, dass die vorgenommene Fixierung der Magnete in den Kammern reversibel sein kann. Die in der zweiten Position die Magneten fixierenden Fixierelemente können zum reversiblen Lösen der Magneten aus den Kammern wieder in die erste Position zurück verdreht werden. Dadurch kann beispielsweise bei Ausschuss in der Fertigung ein Großteil des eingesetzten Materials wiederverwendet werden. Bei herkömmlich in den Kammern verklebten Magneten ist eine solche Wiederverwendung von Komponenten des Rotorelementes nicht möglich.
  • Ferner können mehrere Rotorelemente hintereinander angeordnet werden und die Magnete in den fluchtenden Kammern darin mit Hilfe eines einzigen Fixierelementes fixiert werden, was wiederum den Zusammenbauvorgang vereinfachen kann.
  • Mögliche Aspekte, Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung wurden vorangehend mit Bezug auf einzelne Ausführungsformen der Erfindung-beschrieben. Die Beschreibung, die zugehörigen Figuren sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale, insbesondere auch die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele, auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Rotorelementen.
    • 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs eines erfindungsgemäßen Rotorelementes.
    • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fixierelementes für ein erfindungsgemäßes Rotorelement.
    • 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Fixierelementes für ein erfindungsgemäßes Rotorelement.
    • 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines alternativen Fixierelementes für ein erfindungsgemäßes Rotorelement.
    • 6 zeigt ein Flussdiagramm eines nicht-erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens für ein Rotorelement.
  • Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Die in den Figuren dargestellten und im Nachfolgenden beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und sollen nicht eingeschränkt ausgelegt werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt eine Mehrzahl von Rotorelementen 1, die hintereinander angeordnet werden, um einen Gesamtrotor 10 für einen Elektromotor zu bilden. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 1.
  • Jedes der Rotorelemente 1 weist eine kreisförmige Scheibe 3 auf. Die Scheibe 3 besteht aus einer Vielzahl von Lamellen aus in Form gestanzten Trafoblechen. Jede der Lamellen ist etwa 0,3-0,5 mm dick. Herkömmlich werden etwa 20-80 solcher Lamellen gestapelt und zu einer Scheibe 3 stanzpaketiert. Mit Hilfe des hierin vorgeschlagenen Fertigungsverfahrens können aber auch dickere Scheiben 3 mit mehr Lamellen verarbeitet werden. Der lamellenartige Aufbau aus einer Vielzahl von Blechen kann im späteren Rotorelement eine Ausrichtung des magnetischen Feldes begünstigen.
  • Im Zentrum der Scheiben 3 befindet sich eine Aussparung 5, in die eine Welle des Rotors eingepresst werden kann. Entlang des Umfangs der kreisförmigen Scheibe 3 ist eine Mehrzahl von Kammern 7 ausgebildet. Im dargestellten Beispiel sind acht solche Kammern vorgesehen. Jede der Kammern hat einen Querschnitt, der dazu ausgelegt ist, einen quaderförmigen Magneten darin aufzunehmen, und geht in einer Richtung orthogonal zu der Scheibe 3 komplett durch die Scheibe hindurch.
  • In die Kammern 7 können magnetisierbare Körper 9, die nach ihrer Magnetisierung als Magnete 11 dienen, eingebracht werden. Die magnetisierbaren Körper 9 können beispielsweise aus NeodymEisenBor (NdFeB) bestehen. Die magnetisierbaren Körper 9 sind im vorliegenden Beispiel quaderförmig und weisen einen Querschnitt auf, der dem Querschnitt der Kammern 7 im Wesentlichen entspricht.
  • Wie in 2 vergrößert dargestellt, ist am Rande jeder der Kammern 7 eine im Querschnitt halbkreisförmige Nut 13 ausgebildet. Die Nut 13 geht ebenso wie die Kammer 7 in einer Richtung orthogonal zu der Scheibe 3 komplett durch die Scheibe 3 hindurch.
  • In jede der Nuten 13 ist ein längliches, im Querschnitt nicht-rotationssymmetrisches Fixierelement 15 eingelegt. Der maximale Durchmesser des Fixierelements 15 entspricht in etwa dem Durchmesser der Nut 13. Im fertig zusammengebauten Zustand, in dem magnetisierbare Körper 9 in den Kammern 7 aufgenommen sind, drückt das Fixierelement 15, wenn es in eine bestimmte Position gedreht angeordnet ist, von innen gegen die magnetisierbaren Körper 9 und presst diese nach außen gegen den dort befindlichen Rand der Scheibe 3. Durch diesen Druck wird der magnetisierbare Körper 9 innerhalb der Kammer 7 verklemmt und somit fixiert.
  • Wie in der perspektivischen Ansicht in 3 sowie in der Querschnittansicht in 4 zu erkennen, weist das Fixierelement 15 einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt auf. Erfindungsgemäß hat das Fixierelement 15 eine schneckenförmige Kontur mit einem umlaufend größer werdenden Radius r, der nach 360° wieder über einen Absatz 17 auf den Ausgangsradius zurückfällt. Durch diese Kontur kann das Fixierelement nach dem Einsetzen in die Nut 13 zunächst in eine erste Position gebracht werden, in der es nicht oder kaum in Richtung der Kammer 7 ragt. Nach dem Einsetzen der magnetisierbaren Körper 9 in die Kammer 7 kann das Fixierelement 15 in eine zweite Position verdreht werden, in der es mehr in Richtung der Kammer 7 ragt und dadurch den darin aufgenommenen magnetisierbaren Körper 9 beklemmt.
  • Das Fixierelement 15 ist aus einem Kunststoff hergestellt, der ausreichend starr ist, dass sich das längliche Fixierelement 15 entlang seiner Längsachse allenfalls unwesentlich vertwisten, d.h. tordieren, kann, und der andererseits ausreichend elastisch ist, um in einer Richtung quer zur Längsachse eine gewisse Komprimierbarkeit des Fixierelementes 15 zu erlauben. Aufgrund der Komprimierbarkeit kann das Fixierelement 15 eine Federkraft gegen den daran anliegenden magnetisierbaren Körper 9 ausüben. Zur Unterstützung der Federwirkung kann das Fixierelement 15 mit einer mittigen Bohrung 19 versehen sein.
  • An einer Stirnseite 23 ist an dem Fixierelement 15 ein Schlitz 25 ausgebildet, der als Werkzeugansatzbereich 27 dienen kann, in den z.B. ein Schraubenzieher eingesetzt werden kann. Mit Hilfe des Schraubenziehers kann dann das Fixierelement 15 um seine Längsachse von der ersten in die zweite Position oder umgekehrt verdreht werden.
  • Am Außenumfang des Fixierelementes 15 sind Verrastungskonturen 21 in Form von Rippen oder Widerhaken ausgebildet. Diese Verrastungskonturen 21 können das Fixierelement 15 innerhalb der Nut 13 verrasten und damit ein ungewolltes Weiterdrehen oder Rückdrehen des Fixierelementes 15 um seine Längsachse und damit ein ungewolltes Lösen des Fixierelementes 15 zumindest erschweren. In der Nut 13 können entsprechend komplementäre Konturen ausgebildet sein (in den Figuren nicht dargestellt). Über eine entsprechende konstruktive Ausgestaltung der Verrastungskonturen, z.B. bezüglich deren Form und Anzahl, kann eine Begrenzung auf die notwendige Haltekraft der Magneten 11 in den Kammern 7 erreicht werden und das Fixierelement mit einem definierten Anzugsmoment fixiert werden. Damit kann zum einen eine notwendige Haltekraft sichergestellt werden und zum anderen über ein definiertes Anzugsmoment eine übermäßig große Haltekraft vermieden werden.
  • Alternativ kann das Fixierelement 15' auch wie in 5 schematisch dargestellt erfindungsgemäß als Drehfeder gestaltet sein.
  • Mit Bezug auf 6 wird ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren zum Fertigen eines Rotorelementes 1 beschrieben.
  • Das Verfahren beginnt mit dem Schritt 101.
  • In einem Schritt 103 wird eine kreisförmige Scheibe mit darin ausgebildeten Kammern und Nuten, wie sie oben beschrieben wurde, bereitgestellt.
  • Anschließend wird in einem Schritt 105 eine Mehrzahl Fixierelementen in jeweilige Nuten in der kreisförmigen Scheibe eingebracht. Die Fixierelement werden dabei in einem Schritt 107 in der oben beschriebenen ersten Position ausgerichtet und ragen somit nicht oder kaum in die angrenzenden Kammern.
  • Nun können magnetisierbare Körper problemlos in die Kammern während eines Schrittes 109 eingeschoben werden. Es kann dabei jeweils ein magnetisierbarer Körper in eine Kammer eingeschoben werden oder, alternativ, können auch mehrere magnetisierbare Körper in eine gemeinsame Kammer eingeschoben werden. Als weitere Alternative können gleichzeitig mehrere Scheiben hintereinander und fluchtend angeordnet werden und das Fixierelement durch die fluchtenden Nuten der mehreren Kammern verlegt werden, so dass ein oder mehrere magnetisierbare Körper in die hintereinander fluchtend angeordneten Kammern der mehreren Scheiben eingebracht werden können.
  • Letztendlich können in einem Schritt 111 die Fixierelemente in die oben beschriebene zweite Position verdreht werden. Dabei kommen sie in Kontakt mit den in den Kammern befindlichen magnetisierbaren Körpern und pressen diese fest gegen eine gegenüberliegende Berandung der Kammern.
  • Mit den auf diese Weise fixierten magnetisierbaren Körpern kann das Rotorelement anschließend einem Magnetisierungsschritt 113 unterzogen werden, in dem die magnetisierbaren Körper in einem starken Magnetfeld magnetisiert werden und somit zu Dauermagneten werden.
  • Das mit dem Schritt 115 fertig gestellte Rotorelement kann ohne großen Arbeits- und Kostenaufwand gefertigt werden und die Magnete können in der Scheibe in zuverlässiger und reversibler Weise verklemmt werden.

Claims (7)

  1. Rotorelement (1) für eine Elektromaschine, wobei das Rotorelement (1) aufweist: eine kreisförmige Scheibe (3); eine Mehrzahl von Kammern (7) entlang eines Umfangs der kreisförmigen Scheibe (3); eine Mehrzahl von Magneten (11); eine Mehrzahl von länglichen Fixierelementen (15); wobei die Magneten (11) in den Kammern (7) aufgenommen sind; wobei jeweils am Rand einer Kammer (7) wenigstens eine Nut (13) ausgebildet ist, wobei die Fixierelemente (15) derart in den Nuten (13) aufgenommen sind, dass sie jeweils in den Kammern (7) aufgenommene Magnete kontaktieren und Druck auf die Magnete (11) ausüben, um sie in den Kammern (7) zu fixieren; dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (15) einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen, dass Querschnitte der Nuten (13) und Querschnitte der Fixierelemente (15) derart angepasst sind, dass die Fixierelemente (15) innerhalb der Nuten (13) um ihre Längsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verdreht werden können, dass ein Fixierelement (15) in der ersten Position weniger in Richtung einer angrenzenden Kammer (7) ragt als in der zweiten Position und dass das Fixierelement (15) eine schneckenförmige Kontur mit einem umlaufend größer werdenden Radius (r) aufweist, der nach 360° wieder über einen Absatz (17) auf den Ausgangsradius zurückfällt.
  2. Rotorelement nach Anspruch 1, wobei die Fixierelemente (15) in ihrer Längsrichtung im Wesentlichen torsionssteif sind.
  3. Rotorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Fixierelemente (15) aus einem starren Material ausgebildet sind.
  4. Rotorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fixierelemente (15) und/oder die Nuten (13) mit Verrastungskonturen (21) versehen ist, um die Fixierelemente (15) in den Nuten (13) gegen ein Verdrehen um die Längsrichtung zu verrasten.
  5. Rotorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fixierelemente (15) einen Werkzeugansatzbereich (27) aufweisen, der dazu ausgebildet ist, mit einem Werkzeug zusammenzuwirken, sodass mittels des Werkzeugs das Fixierelement (15) um seine Längsachse verdreht werden kann.
  6. Elektromaschine mit wenigstens einem Rotorelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Elektromaschine nach Anspruch 6, wobei mehrere Rotorelemente (1) derart angrenzend an einander angeordnet sind, dass deren Nuten (13) fluchten und wobei ein gemeinsames Fixierelement (15) in einer fluchtenden Nut (13) mehrerer Rotorelemente (1) angeordnet ist, um Magnete (11) in Kammern (7) benachbarter Rotorelemente (1) zu fixieren.
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