DE102010064259A1 - Spoke rotor/stator of electric machine, has magnetic enclosure with support strand that is extended into rotor/stator along axial surface of magnet, in installed state of magnetic enclosure with respect to magnet - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere einen Speichenrotor, mit einem Magneten und einer Magneteinfassung, die Magneteinfassung für den erfindungsgemäßen Rotor, sowie ein Verfahren zur Montage des erfindungsgemäßen Rotors.The present invention relates to a rotor or stator of an electric machine, in particular a spoke rotor, with a magnet and a magnetic enclosure, the magnetic enclosure for the rotor according to the invention, and a method for mounting the rotor according to the invention.
Elektrische Maschinen sind beispielsweise Elektromotoren, Starter, Generatoren oder Hilfsantriebe, beispielsweise Verstellantriebe für Kraftfahrzeuge. Bei solchen elektrischen Maschinen ist es bekannt, den Rotor oder den Stator zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes mit zumindest einem Dauermagneten auszustatten. Solche Rotoren sind beispielsweise als Speichenrotoren ausgebildet, bei denen sich die Dauermagnete speichenartig im Rotor erstrecken. Ein solcher Speichenrotor ist an einer Rotorwelle angeordnet und weist einen aus einem Vollmaterial oder aus Stanzblechen gefertigten Grundkörper auf, der zumeist eisenhaltig ist, der in axialer Richtung auf die Rotorwelle aufgeschoben ist, und der Aussparungen zum Anordnen der Dauermagnete aufweist. Die Dauermagnete werden in ihre Aussparung eingepresst und/oder mit Klemmmitteln verklemmt und/oder eingeklebt, um sie im Rotor oder Stator zu befestigen. Je nach Befestigung werden außerdem an einer oder beiden Stirnseiten des Rotors Haltemittel angeordnet, beispielsweise Halteplatten, um ein Herausfallen der Dauermagnete zu verhindern.Electrical machines are, for example, electric motors, starters, generators or auxiliary drives, for example adjusting drives for motor vehicles. In such electrical machines, it is known to provide the rotor or the stator for generating an electromagnetic field with at least one permanent magnet. Such rotors are designed, for example, as spoke rotors, in which the permanent magnets extend like spokes in the rotor. Such a spoke rotor is arranged on a rotor shaft and has a base body made of a solid material or of stamped sheet metal, which is mostly iron-containing, which is pushed onto the rotor shaft in the axial direction and which has recesses for arranging the permanent magnets. The permanent magnets are pressed into their recess and / or clamped with clamping means and / or glued to secure them in the rotor or stator. Depending on the attachment holding means are also arranged on one or both end faces of the rotor, for example, holding plates to prevent falling out of the permanent magnets.
Dabei ist der Dauermagnet oft hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Beim Fügen des Dauermagneten in die Aussparung werden, insbesondere bei einem aus gesintertem, sprödem Magnetmaterial gefertigten Dauermagneten, beispielsweise bei einem NdFeB-Magneten, seine Oberfläche und/oder seine Beschichtung häufig verkratzt. Je nach Art der Magnetbeschichtung trägt diese jedoch zur Festigkeit von Dauermagneten bei, so dass solche Beschädigungen zu Absplitterungen und Magnetbruch führen können. Die Gefahr eines Magnetbruchs besteht beim Montieren, über die Lebensdauer einer elektrischen Maschine, aber auch aufgrund der Beanspruchung unter Betriebsbedingungen.The permanent magnet is often exposed to high mechanical stresses. When joining the permanent magnet in the recess, especially in a permanent magnet made of sintered, brittle magnetic material, for example, in a NdFeB magnet, its surface and / or its coating are often scratched. Depending on the type of magnetic coating, however, this contributes to the strength of permanent magnets, so that such damage can lead to chipping and magnetic breakage. The risk of magnetic breakage exists during assembly, over the life of an electrical machine, but also because of the stress under operating conditions.
Solche Absplitterungen und Bruchstücke des Magneten können sich vom Magneten lösen und aus der Aussparung, in der der Magnet im Grundkörper angeordnet ist, herausfallen und dann nicht nur das Betriebsverhalten der elektrischen Maschine beeinträchtigen, sondern zu einer Beschädigung oder sogar Zerstörung der elektrischen Maschine führen.Such chipping and fragments of the magnet may come off the magnet and fall out of the recess in which the magnet is located in the body, and then not only affect the performance of the electrical machine, but cause damage or even destruction of the electrical machine.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Maschine zu schaffen, bei der die Gefahr der Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens, oder sogar der Beschädigung oder Zerstörung der elektrischen Maschine durch Magnetbruchstücke und Absplitterungen reduziert ist, und die außerdem kostengünstig herstellbar und leicht montierbar ist.Object of the present invention is to provide an electrical machine in which the risk of deterioration of the performance, or even the damage or destruction of the electric machine is reduced by magnetic fragments and chips, and which is also inexpensive to produce and easy to install.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Speichenrotor, mit einem Grundkörper und einem Magneten, der in einer Aussparung des Grundkörpers angeordnet ist, und mit einer Magneteinfassung, die eine Stirnplatte aufweist, welche sich entlang einer Stirnfläche des Magneten erstreckt, wobei die Magneteinfassung weiterhin einen Haltestrang aufweist, der sich in einem Einbauzustand der Magneteinfassung in den Rotor oder Stator zumindest teilweise entlang einer Axialfläche des Magneten erstreckt.The object is achieved with a rotor or stator of an electric machine, in particular a spoke rotor, with a base body and a magnet, which is arranged in a recess of the base body, and with a magnetic enclosure, which has an end plate, which extends along an end face of the magnet extends, wherein the magnetic enclosure further comprises a support strand, which extends in an installed state of the magnetic enclosure in the rotor or stator at least partially along an axial surface of the magnet.
Dadurch wird der Magnet im Einbauzustand mit Hilfe der Magneteinfassung nicht nur an seiner Stirnfläche sondern auch an seiner Axialfläche in der Aussparung gehalten. Im Einbauzustand verhindert die erfindungsgemäße Magneteinfassung daher an der Stirnfläche und der Axialfläche des Magneten ein Herausfallen von Magnetbruchstücken. Vorzugsweise erstrecken sich die Stirnfläche in einer radialen Richtung des Rotors und die Axialfläche in einer axialen Richtung des Rotors.As a result, the magnet is held in the installed state with the aid of the magnetic enclosure not only on its end face but also on its axial surface in the recess. In the installed state, the magnetic enclosure according to the invention therefore prevents falling out of magnetic fragments at the end face and the axial surface of the magnet. Preferably, the end surface extends in a radial direction of the rotor and the axial surface in an axial direction of the rotor.
Dabei liegt die Magneteinfassung bevorzugt zumindest teilweise an der Stirnfläche und/oder der Axialfläche des Magneten an, so dass sie den Magneten an der Stirnfläche und/oder an der Axialfläche zusätzlich hält und stabilisiert. Dadurch verhindert die Magneteinfassung auch ein Verrutschen des Magneten und/oder von Magnetbruchstücken, insbesondere in der Aussparung.In this case, the magnetic enclosure is preferably located at least partially on the end face and / or the axial surface of the magnet, so that it additionally holds and stabilizes the magnet on the end face and / or on the axial face. As a result, the magnetic enclosure also prevents slippage of the magnet and / or magnetic fragments, in particular in the recess.
Die Stirnplatte weist bevorzugt eine beliebige Kontur auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stirnplatte eine zur Kontur der Stirnfläche korrespondierende Kontur oder dieselbe Kontur auf.The face plate preferably has an arbitrary contour. In a preferred embodiment, the end plate has a contour corresponding to the contour of the end face or the same contour.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist sie so groß wie oder annähernd so groß wie die Stirnfläche der Magnete ausgebildet, so dass sie diese im Einbauzustand abdeckt. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist sie größer als die Stirnfläche ausgebildet, oder sie erstreckt sich zumindest teilweise über die Stirnfläche hinaus. Dadurch ist sie zumindest teilweise am Grundkörper angeordnet. In dieser Ausführungsform hält und stabilisiert die Stirnplatte nicht nur den Magneten, sondern auch den Grundkörper. Dies ist bei einem Rotor mit einem aus einer Vielzahl von Lamellen gefertigten Grundkörper besonders vorteilhaft, da die Magneteinfassung gleichzeitig die Lamellen zusammenhält. Dadurch kann in Abhängigkeit vom Anwendungsfall auf ein Paketieren der Lamellen sogar verzichtet werden. In einer dritten bevorzugten Ausführungsform ist sie kleiner als die Stirnfläche ausgebildet, so dass die Stirnplatte in der Aussparung versenkbar ist. Dann ist es bevorzugt, dass sie im Einbauzustand an einer Stirnseite des Rotors bündig mit dem Grundkörper ausgebildet ist. Dies ist besonders vorteilhaft bei einem Rotor, der aus mehreren in einer Umfangsrichtung des Rotors zueinander versetzten Grundkörpern, insbesondere Lamellenpaketen, ausgebildet ist, da die Grundkörper bei versenkbarer Ausführungsform der Magneteinfassung bündig aneinander fügbar sind.In a first preferred embodiment, it is formed as large as or approximately as large as the end face of the magnets, so that it covers these in the installed state. In a second preferred embodiment, it is formed larger than the end face, or it extends at least partially beyond the end face. As a result, it is at least partially arranged on the base body. In this embodiment, the face plate holds and stabilizes not only the magnet but also the body. This is with a rotor having one of a plurality of fins manufactured base body particularly advantageous because the magnetic enclosure simultaneously holds the lamellae together. This can even be dispensed with depending on the application on a packaging of the slats. In a third preferred embodiment, it is smaller than the end face, so that the end plate can be lowered in the recess. Then it is preferred that it is formed in the installed state on an end face of the rotor flush with the base body. This is particularly advantageous in the case of a rotor which is formed from a plurality of base bodies, in particular disk packs, offset from one another in a circumferential direction of the rotor, since the base bodies are flush with one another in the case of a retractable embodiment of the magnetic enclosure.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Stirnplatte zwei Stege umfasst, oder dass sie aus zwei Stegen gebildet ist, so dass sie im Bereich des Dauermagneten einen Spalt aufweist. Bei einer aus einem zumindest geringfügig leitfähigen Werkstoff gefertigten Magneteinfassung reduziert dieser Spalt einen an der Stirnfläche auftretenden Streufluss.It is further preferred that the end plate comprises two webs, or that it is formed of two webs, so that it has a gap in the region of the permanent magnet. In a magnetic enclosure made of an at least slightly conductive material, this gap reduces a leakage flux occurring at the end face.
Die Stege sind im Einbauzustand bevorzugt so angeordnet, dass sie sich lediglich über die Stirnfläche des Magneten erstrecken, oder über diese hinaus auch auf den Grundkörper. Sofern sich die Stege beziehungsweise die Stirnplatte nur über die Stirnfläche erstrecken, ist die Magneteinfassung dieser Ausführungsform in der Aussparung versenkbar. Anderenfalls halten die Stege neben dem Magneten auch den Grundkörper.The webs are preferably arranged in the installed state so that they extend only over the end face of the magnet, or beyond this also on the body. If the webs or the end plate extend only over the end face, the magnetic enclosure of this embodiment is retractable in the recess. Otherwise, the webs next to the magnet and the base body.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Stirnpfaffe kreisförmig, ausgebildet. Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich die Stirnplatte konzentrisch um eine Rotorwelle des Rotors. In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass mehrere Haltestränge an der Stirnplatte angeordnet sind. Die Haltestränge sind bevorzugt gleichmäßig verteilt in Umfangsrichtung der Stirnplatte vorgesehen. Besonders bevorzugt ist jeweils ein Haltestrang für einen Magneten vorgesehen. In dieser Ausführungsform werden die Haltestränge durch die Stirnplatte gehalten und müssen nicht separat befestigt werden. Gleichzeitig hält eine solche Stirnplatte nicht nur die Magnete, sondern auch den Grundkörper zusammen. Auch in dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass im Bereich der Magnete ein Spalt vorgesehen ist, der bei geringfügig magnetisch leitfähigem Material der Magneteinfassung den Streufluss reduziert. Weiterhin ist es ebenfalls bevorzugt, dass die Stirnplatte Stege aufweist, insbesondere zwei Stege für jeden Magneten. Dann reduziert der zwischen den Stegen im Bereich des Magneten gebildete Spalt den gegebenenfalls auftretenden Streufluss. Die dadurch entstehenden Aussparungen im Bereich des Grundkörpers reduzieren außerdem das Gewicht der Magneteinfassung.In a particularly preferred embodiment, the Stirnpfaffe is circular, formed. Most preferably, the end plate extends concentrically around a rotor shaft of the rotor. In this embodiment, it is preferred that a plurality of holding strands are arranged on the end plate. The holding strands are preferably evenly distributed in the circumferential direction of the end plate. Particularly preferred in each case a holding strand is provided for a magnet. In this embodiment, the retaining strands are held by the face plate and need not be fastened separately. At the same time holds such a face plate not only the magnets, but also the body together. In this embodiment as well, it is preferable for a gap to be provided in the region of the magnets which reduces the leakage flux in the case of a slightly magnetically conductive material of the magnetic enclosure. Furthermore, it is also preferred that the end plate has webs, in particular two webs for each magnet. Then, the gap formed between the webs in the region of the magnet reduces the possibly occurring leakage flux. The resulting recesses in the region of the body also reduce the weight of the magnetic enclosure.
Der Haltestrang umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform einen Querteil, der sich zumindest teilweise entlang der Axialfläche erstreckt. In einem Schnitt, der durch den Haltestrang und die Stirnplatte verläuft, ist die Magneteinfassung dieser Ausführungsform L-förmig ausgebildet. Daher ist sie gemeinsam mit dem Magneten oder nach dem Fügen des Magneten in die Aussparungen fügbar, indem sie in diese eingeschoben wird.The support strand comprises in a preferred embodiment a transverse part which extends at least partially along the axial surface. In a section passing through the support strand and the end plate, the magnetic enclosure of this embodiment is L-shaped. Therefore, it is available together with the magnet or after the joining of the magnet in the recesses available by being inserted into it.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Haltestrang einen Querteil und einen Endteil, wobei sich der Querteil entlang der Axialfläche und der Endteil zumindest im Einbauzustand quer zum Querteil und entlang einer Rückfläche des Magneten erstrecken. In dieser Ausführungsform ist die Magneteinfassung zumindest im Einbauzustand in einem Schnitt, der durch den Haltestrang und die Stirnplatte verläuft, U-förmig ausgebildet. Dabei ist das Endteil bevorzugt an dem der Stirnplatte abgewandten Ende des Querteils angeordnet Weiterhin bevorzugt liegt der Endteil im Einbauzustand zumindest teilweise an der Rückfläche des Magneten an. Als Rückfläche wird hier die der Stirnfläche gegenüberliegende Fläche des Magneten bezeichnet.In a further preferred embodiment, the holding strand comprises a transverse part and an end part, wherein the transverse part extends along the axial surface and the end part at least in the installed state transversely to the transverse part and along a rear surface of the magnet. In this embodiment, the magnetic enclosure is at least in the installed state in a section which extends through the support strand and the end plate, U-shaped. In this case, the end part is preferably arranged on the end plate facing away from the end of the cross member Further preferably, the end part is in the installed state at least partially against the rear surface of the magnet. The back surface is here the surface of the magnet opposite the end face.
Dafür ist der Haltestrang in einer bevorzugten Ausführungsform so umformbar, dass er sich im unmontierten Zustand entlang der axialen Richtung erstreckt, und im Schnitt durch den Haltestrang und die Stirnplatte L-förmig ausgebildet ist, und dass er sich im Einbauzustand entlang der Rückfläche des Magneten erstreckt, und im Schnitt durch den Haltestrang und die Stirnplatte U-förmig ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform wird das Endteil daher während der Montage des Rotors gegenüber dem Querteil gebogen. Wird das Endteil während der Montage gebogen, können Fertigungstoleranzen insbesondere der Länge der Bauteile, der Magneten, des Grundkörpers und des Querteils ausgeglichen werden.For this, in a preferred embodiment, the support strand is deformable so that it extends in the unassembled state along the axial direction, and is formed in section through the support strand and the end plate L-shaped, and that it extends in the installed state along the rear surface of the magnet , And is formed in section by the support strand and the end plate U-shaped. In this embodiment, the end part is therefore bent during assembly of the rotor relative to the transverse part. If the end part is bent during assembly, manufacturing tolerances, in particular the length of the components, the magnets, the base body and the cross member can be compensated.
Sofern der Haltestrang zumindest im unmontierten Zustand im Schnitt L-förmig ausgebildet ist, ist er entweder gemeinsam mit dem Magneten in die Aussparung einfügbar, oder nachdem der Magnet in die Aussparung gefügt wurde. Bevorzugt wird der Haltestrang auch in dieser Ausführungsform in die Aussparung eingeschoben.If the retaining strand is formed at least in the unassembled state in the section L-shaped, it is either inserted into the recess together with the magnet, or after the magnet has been inserted into the recess. Preferably, the support strand is inserted into the recess also in this embodiment.
Es ist aber weiterhin eine Ausführungsform der Magneteinfassung bevorzugt, bei der sich der Endteil des Haltestranges bereits im unmontierten Zustand quer zum Querteil erstreckt, und der Haltestrang daher sowohl im unmontierten als auch im Einbauzustand im Schnitt durch den Haltestrang sowie die Stirnplatte U-förmig ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform wird die Magneteinfassung bevorzugt gemeinsam mit dem Magneten in die Aussparung geschoben.However, it is still preferred an embodiment of the magnetic enclosure, in which the end portion of the support strand already in the unassembled state extends transversely to the cross member, and the support strand is therefore formed both in unmounted and in the installed state in section through the support strand and the end plate U-shaped , In this embodiment, the magnetic enclosure is preferably pushed together with the magnet in the recess.
Bei U-förmiger Ausführungsform der Magneteinfassung hält diese den Magneten in beide axiale Richtungen.In U-shaped embodiment of the magnetic enclosure this holds the magnet in both axial directions.
Die Magneteinfassung ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie den Abstand des Magneten von dem Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor, und daher bei erfindungsgemäßem Stator den Abstand des Magneten vom Rotor, beziehungsweise bei erfindungsgemäßem Rotor den Abstand vom Magneten zum Stator, nicht beeinflusst. Die bisher beschriebenen L- und U-förmigen Ausführungsformen der Magneteinfassung erstrecken sich nicht entlang einer der Axialfläche gegenüberliegenden Randfläche, so dass sich bei diesen Ausführungsformen Bauteiltoleranzen auch nicht auf diese Abstände auswirken. Um ein Austreten von Magnetbruchstücken oder Absplitterungen in den Luftspalt und/oder den Motorraum zu verhindern, und um somit einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist es in Abhängigkeit von der Rotor- oder Statorkontur beziehungsweise der Kontur des Grundkörpers gegebenenfalls dennoch bevorzugt, dass die Magneteinfassung mehr als zwei oder drei Flächen des Magneten abdeckt, oder sogar alle Flächen des Magneten abdeckt.The magnetic enclosure is preferably designed such that it does not influence the distance of the magnet from the air gap between the stator and the rotor, and therefore with the stator according to the invention, the distance of the magnet from the rotor or, in the case of the rotor according to the invention, the distance from the magnet to the stator. The previously described L and U-shaped embodiments of the magnetic enclosure do not extend along an edge surface opposite the axial surface, so that component tolerances do not affect these distances in these embodiments. In order to prevent leakage of magnetic fragments or chips in the air gap and / or the engine compartment, and thus to ensure safe operation, it may still be preferred depending on the rotor or stator contour or the contour of the base body that the magnetic enclosure more covers as two or three surfaces of the magnet, or even covers all surfaces of the magnet.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Magneteinfassung ein Oberteil aufweist, welches sich entlang der Randfläche des Magneten erstreckt und dem Querteil gegenüberliegend sowie quer zum Endteil und/oder der Stirnplatte angeordnet ist. Bevorzugt ist das Oberteil ein Bestandteil des Haltestranges. In dieser Ausführungsform ist es ganz besonders bevorzugt, dass die Magneteinfassung den Magneten an seiner Stirnfläche, Axialfläche, Rückfläche sowie Randfläche umschließt. Für die Herstellung einer Unterbaugruppe aus Magnet und Magneteinfassung ist es weiterhin bevorzugt, die Magneteinfassung zu erwärmen, bevor der Magnet in die Magneteinfassung gefügt wird, so dass die Magneteinfassung an der Stirnfläche, Axialfläche, Rückfläche sowie Randfläche anliegt.It is further preferred that the magnetic enclosure has an upper part which extends along the edge surface of the magnet and is arranged opposite the transverse part and transversely to the end part and / or the end plate. Preferably, the upper part is part of the retaining strand. In this embodiment, it is very particularly preferred that the magnetic enclosure surrounds the magnet on its end face, axial face, rear face and edge face. For the manufacture of a subassembly of magnet and magnetic enclosure, it is further preferred to heat the magnetic enclosure before the magnet is inserted into the magnetic enclosure, so that the magnetic enclosure rests against the end face, axial face, rear face and edge face.
Es ist besonders bevorzugt, dass auch der Endteil zwei Stege umfasst oder aus zwei Stegen gebildet ist. Ganz besonders bevorzugt liegt der Endteil bei dieser Ausführungsform der Magneteinfassung nicht nur an der Stirnfläche und/oder der Rückfläche des Magneten an, sondern zudem am Grundkörper. In dieser Ausführungsform hält und stabilisiert auch der Endteil nicht nur den Magneten, sondern auch den Grundkörper, und zwar an einer der Stirnseite des Rotors gegenüberliegenden Rückseite des Rotors. Dadurch wird der Grundkörper, insbesondere das Lamellenpaket, auch an der Rückseite des Rotors durch die die Magneteinfassung gehalten.It is particularly preferred that also the end part comprises two webs or is formed from two webs. Most preferably, the end portion is in this embodiment of the magnetic enclosure not only on the end face and / or the rear surface of the magnet, but also on the main body. Also, in this embodiment, the end part holds and stabilizes not only the magnet but also the main body at a rear side of the rotor opposite to the front side of the rotor. As a result, the main body, in particular the disk pack, is also held on the rear side of the rotor by the magnetic enclosure.
Ebenfalls bevorzugt sind die Stege aber so ausgebildet, dass sie sich im Einbauzustand nur über die Magnete und nicht auf den Grundkörper hinaus erstrecken, so dass sie in der Aussparung versenkbar sind.But also preferably, the webs are designed so that they extend in the installed state only on the magnets and not on the base body, so that they are retractable in the recess.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Haltestrang, insbesondere der Querteil, zumindest teilweise elastisch und/oder plastisch verformbar, so dass er sich bei der Montage der Magneteinfassung gegen eine Rückstellkraft verformt und der Magnet und/oder die Lamellen mit der Rückstellkraft in ihrer Position gehalten werden. Dadurch wird die Magneteinfassung am Magneten und/oder im Rotor oder Stator verklemmt. Dadurch kann auf zusätzliche Befestigungsmittel, insbesondere Klemmmittel, in Abhängigkeit vom Anwendungsfall vollständig verzichtet werden.In a particularly preferred embodiment, the support strand, in particular the transverse part, at least partially elastic and / or plastically deformable, so that it deforms during assembly of the magnetic enclosure against a restoring force and the magnet and / or the lamellae with the restoring force held in position become. As a result, the magnetic enclosure is jammed on the magnet and / or in the rotor or stator. As a result, additional fastening means, in particular clamping means, can be completely dispensed with, depending on the application.
Die Magneteinfassung ist bevorzugt aus einem Werkstoff mit geringer magnetischer Leitfähigkeit oder aus einem unmagnetischen Werkstoff gebildet, damit sie den magnetischen Fluss im Rotor oder Stator nicht negativ beeinflusst und beispielsweise keine Streuflüsse verursacht. Besonders bevorzugt ist die Klammer aus einem unmagnetischen Werkstoff wie einem Nichteisenmetall, beispielsweise Aluminium, oder einem Kunststoff insbesondere einstückig gebildet. Für die Herstellung aus einem geringfügig magnetisch leitfähigen Werkstoff ist ein austenitischer Stahl bevorzugt. Bei der Herstellung aus einem Kunststoff ist es weiterhin bevorzugt, dass die Magneteinfassung mittels Fasern oder Einlegeteilen verstärkt ist, die im Kunststoff eingebettet sind. Die Fasern oder Einlegeteile sind bevorzugt aus einem Stahl, insbesondere austenitischem Stahl hergestellt und bewirken eine größere Steifigkeit der Magneteinfassung.The magnetic enclosure is preferably made of a material with low magnetic conductivity or a non-magnetic material so that it does not adversely affect the magnetic flux in the rotor or stator and, for example, does not cause leakage fluxes. Particularly preferably, the clip is formed of a non-magnetic material such as a non-ferrous metal, for example aluminum, or a plastic in particular in one piece. For the production of a slightly magnetically conductive material, an austenitic steel is preferred. In the manufacture of a plastic, it is further preferred that the magnetic enclosure is reinforced by means of fibers or inserts which are embedded in the plastic. The fibers or inserts are preferably made of a steel, in particular austenitic steel and cause greater rigidity of the magnetic enclosure.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Magneteinfassung für einen erfindungsgemäßen Rotor oder Stator. Die Magneteinfassung stabilisiert den oder die Magneten des Rotors und verhindert ein Verrutschen der Magnete oder von Magnetbruchstücken in der Aussparung sowie ein Herausfallen der Magnete oder Magnetbruchstücke.The object is also achieved with a magnetic enclosure for a rotor or stator according to the invention. The magnetic enclosure stabilizes the magnet or magnets of the rotor and prevents slippage of the magnets or magnetic fragments in the recess and falling out of the magnets or magnetic fragments.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zur Montage eines erfindungsgemäßen Rotors oder Stators mit zumindest einem Magneten und einer Magneteinfassung, wobei die Magneteinfassung und der Magnet vor dem Fügen des Magneten in den Grundkörper zusammengefügt werden, oder wobei die Magneteinfassung in den Grundkörper gefügt wird, nachdem der Magnet in den Grundkörper gefügt wurde, so dass sich die Stirnplatte der Magneteinfassung entlang der Stirnfläche des Magneten und der Haltestrang der Magneteinfassung zumindest teilweise entlang der Axialfläche des Magneten erstreckt. Dabei ist es bevorzugt, dass der Magnet und die Magneteinfassung gemeinsam oder unabhängig voneinander in die für den Magneten vorgesehene Aussparung eingeschoben werden.The object is further achieved with a method for mounting a rotor or stator according to the invention with at least one magnet and a magnetic enclosure, wherein the magnetic enclosure and the magnet are joined together prior to joining the magnet in the base body, or wherein the magnetic enclosure is joined in the basic body, after the magnet has been inserted into the body so that the faceplate of the magnet mount extends along the end face of the magnet and the support strand of the magnet mount extends at least partially along the axial surface of the magnet. It is preferred that the Magnet and the magnetic enclosure are inserted together or independently of each other in the recess provided for the magnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Haltestrang dafür entweder vor dem Fügen an den Magneten, oder vor dem Fügen des Magneten und der Magneteinfassung in die Aussparung, oder danach, so umgeformt, dass er einen Querteil aufweist, der sich entlang der Axialfläche erstreckt, und einen Endteil, der sich entlang einer Rückfläche erstreckt.In a preferred embodiment of the method, the support strand therefor is converted either before joining to the magnet, or before joining the magnet and the magnetic enclosure into the recess, or thereafter, such that it has a transverse part which extends along the axial surface, and an end part that extends along a back surface.
Das Umformen des Haltestranges wird bevorzugt für Magneteinfassungen aus einem Stahl, einem stark dehnbaren Nichteisenmetall oder einem mit Fasern oder Einlegeteilen versehenen Kunststoff durchgeführt; je nach Ausführungsform ist es bevorzugt, dass der Werkstoff der Magneteinfassung hierfür erwärmt wird. Ansonsten ist es bevorzugt, dass kein Umformen des Haltestranges erforderlich ist, so dass entweder der Haltestrang nur einen Querteil aufweist, oder der Endteil bereits quer zum Querteil angeordnet ist.The forming of the retaining strand is preferably carried out for magnetic enclosures made of a steel, a highly ductile non-ferrous metal or a plastic provided with fibers or inserts; Depending on the embodiment, it is preferred that the material of the magnetic enclosure is heated for this purpose. Otherwise it is preferred that no reshaping of the retaining strand is required, so that either the retaining strand has only one transverse part, or the end part is already arranged transversely to the transverse part.
Sofern die Magneteinfassung bereits vor dem Fügen in die Aussparung umgeformt wird, so dass sie eine Stirnplatte, ein Querteil sowie ein Endteil besitzt, kann sie nur noch gemeinsam mit dem Magneten in die Aussparung eingeschoben werden. Allerdings sind auch Grundkörper bevorzugt, die aus kreisringaus schnittsförmigen Grundkörpersektoren gebildet sind, zwischen denen die Aussparung vorgesehen ist. Bei einem solchen Grundkörper ist das Fügen einer Magneteinfassung mit Endteil auch noch nach dem Fügen des Magneten an einen Grundkörpersektor möglich, wenn der ihm benachbarte Grundkörpersektor erst danach an den Grundkörpersektor gefügt wird.If the magnetic enclosure is already formed before joining into the recess, so that it has a front plate, a cross member and an end portion, it can only be inserted together with the magnet in the recess. However, also basic body are preferred, which are formed from kreisringaus sectional shaped basic body sectors, between which the recess is provided. In such a main body, the joining of a magnetic enclosure with end part is also possible after the magnet has been attached to a base body sector, when the base body sector adjacent to it is only then joined to the basic body sector.
Sofern das Umformen erst nach dem Fügen der Magneteinfassung in den Grundkörper erfolgt, oder wenn die Magneteinfassung keinen Endteil umfasst, oder wenn sich der Endteil des Haltestranges nicht über die Rückfläche des Magneten hinaus erstreckt, ist sie mit oder ohne den Magneten in die Aussparung einschiebbar.If the forming takes place only after the magnetic enclosure has been joined into the base body, or if the magnetic enclosure does not comprise an end part, or if the end part of the retaining strand does not extend beyond the back surface of the magnet, it can be inserted into the recess with or without the magnet.
Das Umformen der Haltestränge nach dem Einfügen der Magnete und der Magneteinfassung in die Aussparung hat den Vorteil, dass für Rotoren mit geringfügig unterschiedlicher Baulänge Magneteinfassungen derselben Bauweise nutzbar sind.The reshaping of the holding strands after the insertion of the magnets and the magnetic enclosure in the recess has the advantage that for rotors with slightly different lengths magnetic enclosures of the same design can be used.
Es ist bevorzugt, dass der Magnet im Grundkörper verklebt wird. Dann ist es weiterhin bevorzugt, die Magneteinfassung an den Magneten zu kleben.It is preferred that the magnet is bonded in the base body. Then it is further preferred to glue the magnetic enclosure to the magnet.
Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass der Magnet gemeinsam mit der Magneteinfassung im Grundkörper verklemmt wird, insbesondere bei einer aus einem Metall gefertigten Magneteinfassung. Dabei ist es bevorzugt, dass die Magneteinfassung elastisch und/oder plastisch vorgesehen ist, so dass sie sich gegen eine Rückstellkraft verformt und mit der Rückstellkraft in der Aussparung und/oder am Magneten und/oder Rotor oder Stator gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich sind Klemmmittel vorgesehen, beispielsweise ein Spannstift, der im Einbauzustand in der Aussparung angeordnet ist und sich in Richtung des Haltestranges erstreckt, so dass das Querteil gegen die Axialfläche gedrückt und die Magneteinfassung dadurch in der Aussparung verklemmt wird.Alternatively or additionally, it is preferred that the magnet is clamped together with the magnetic enclosure in the base body, in particular in a magnetic enclosure made of a metal. It is preferred that the magnetic enclosure is provided elastically and / or plastically, so that it is deformed against a restoring force and held with the restoring force in the recess and / or on the magnet and / or rotor or stator. Alternatively or additionally, clamping means are provided, for example a clamping pin, which is arranged in the installed state in the recess and extending in the direction of the retaining strand, so that the transverse part is pressed against the axial surface and the magnetic enclosure is thereby jammed in the recess.
Die Magneteinfassung, der Magnet und/oder der Grundkörper sind bevorzugt form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden.The magnetic enclosure, the magnet and / or the base body are preferably positively and / or positively and / or materially connected to each other.
Die Herstellung der Magneteinfassung ist auf vielfältige Weise möglich. Die hier beschriebenen Herstellungsmethoden sind daher nur beispielhaft.The production of Magneteinfassung is possible in many ways. The production methods described here are therefore only exemplary.
Weiterhin sind die beschriebenen Ausführungsformen unabhängig von der Polozahl und der Baugröße der elektrischen Maschinen.Furthermore, the described embodiments are independent of the polo number and the size of the electrical machines.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Daher schließt die Erfindung Kombinationen der in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen ein.In the following the invention will be described with reference to figures. The figures are merely exemplary and do not limit the general idea of the invention. Therefore, the invention includes combinations of the embodiments described in the figures.
Die
Die in den
Die Lamellen
An der der Rotorwelle
Außerdem sind auch Rotoren
Dargestellt sind hier durchweg Speichenrotoren, bei denen sich die in die Aussparung
Die in den Grundkörper
Die
Die Magneteinfassung
Die Haltestränge
In dem in den
In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Endteile
Die Stege
In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Magnete
Damit die Grundkörperteile
Die axiale Richtung
Die Magneteinfassung
Die Stege
In der
Bei dieser Ausführungsform der Magneteinfassung
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Magneteinfassung
In der Ausführungsform der
Außerdem ist hier der Endteil
Es ist auch eine Ausführungsform der Magneteinfassung
Die beiden Magneteinfassungen
Die Magneteinfassung
In der
Es ist für die Ausführungsform der Magneteinfassung
Die
Die Magneteinfassung
In den
In der
Die Ausführungsformen der
Der Haltestrang
Die Magneteinfassung
Die Magneteinfassungen
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