DE102012202529A1 - Permanent magnet arrangement for use in rotor of e.g. electric machine in motor car, has clamping unit firmly arranged at permanent magnet and extending on long side of permanent magnet that is magnetized after clamping unit is attached - Google Patents

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Otto Klementis
andreas Ewert
Maik Zernikow
Susanne Evans
Christian Meyer
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Abstract

The arrangement (30) has a clamping unit (5) firmly arranged at a permanent magnet (3) that is magnetized after the clamping unit is attached. The clamping unit planarly extends on a long side (31) of the permanent magnet in an axial direction (21). The permanent magnet comprises opposite head sides, where the clamping unit is arranged on the head sides. The clamping unit is formed by overmolding or recasting the permanent magnet with an elastic or plastic material and made of thermosetting polymer, thermoplastic or rubber. Independent claims are also included for the following: (1) a rotor or stator for an electric machine (2) a method for manufacturing a rotor or a stator for an electric machine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dauermagnetanordnung für einen Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine mit einem unmagnetisierten Dauermagneten und einem Klemmmittel. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin den Rotor oder Stator der elektrischen Maschine, die elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen des Rotors oder Stators für die elektrische Maschine.The present invention relates to a permanent magnet arrangement for a rotor or stator of an electrical machine with an unmagnetized permanent magnet and a clamping means. The present invention further relates to the rotor or stator of the electric machine, the electric machine and a method for producing the rotor or stator for the electric machine.

Elektrische Maschinen sind beispielsweise Elektromotoren, Starter, Generatoren oder Hilfsantriebe wie beispielsweise Verstellantriebe für Kraftfahrzeuge. Bei solchen elektrischen Maschinen ist es bekannt, den Rotor oder den Stator zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes mit Dauermagneten auszustatten. Die Dauermagnete sind in einem Grundkörper des Rotors oder Stators eingebettet. Electrical machines are, for example, electric motors, starters, generators or auxiliary drives such as 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 permanent magnets. The permanent magnets are embedded in a main body of the rotor or stator.

Die 1 zeigt in (a) und (b) jeweils einen Schnitt durch solche elektrischen Maschinen 1 nach dem Stand der Technik mit im Rotor angeordneten Dauermagneten. Die elektrischen Maschinen weisen jeweils einen Stator 11 mit einer Vielzahl von Polen 4 auf, wobei Statorwicklungen hier der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Zudem weisen sie jeweils den um eine Welle 20 angeordneten und sich in eine axiale Richtung 2 der Welle erstreckenden Rotor 12 auf, in dem die Dauermagnete 3 gleichmäßig in einer tangentialen Richtung 23 verteilt angeordnet sind. Der Rotor weist den aus einem Vollkörper oder aus Stanzblechen gefertigten Grundkörper auf, der zumeist eisenhaltig ist, der in axialer Richtung auf die Welle aufgeschoben ist, und der Aussparungen zum Anordnen der Dauermagnete aufweist. Die Dauermagnete werden in ihre Aussparung gefügt und dann fixiert.The 1 shows in (a) and (b) respectively a section through such electrical machines 1 according to the prior art with rotor arranged in the permanent magnet. The electric machines each have a stator 11 with a variety of poles 4 on, with stator windings are not shown here for clarity. In addition, they each have the one around a wave 20 arranged and in an axial direction 2 the shaft extending rotor 12 on, in which the permanent magnets 3 even in a tangential direction 23 are arranged distributed. The rotor has the base body made of a solid body or punching plates, which is mostly iron-containing, which is pushed onto the shaft in the axial direction, and has the recesses for arranging the permanent magnets. The permanent magnets are inserted into their recess and then fixed.

Die elektrischen Maschinen unterscheiden sich darin, dass die Dauermagnete der elektrischen Maschine der 1(a) in tangentialer Richtung des Rotors breiter sind, als in einer radialer Richtung 22 des Rotors, während die Dauermagnete der elektrischen Maschine der 1(b) in radialer Richtung des Rotors breiter sind, als in tangentialer Richtung. Bei elektrischen Maschinen mit Dauermagneten der Ausführungsform der 1(a) werden diese in radialer Richtung magnetisiert, während sie bei elektrischen Maschinen mit Dauermagneten der Ausführungsform der 1(b) in tangentialer Richtung magnetisiert werden. Dadurch ist bei elektrischen Maschinen der Ausführumngsform der 1(a) jeweils ein magnetischer Pol an der dem Stator zugewandten Seite der Dauermagnete gebildet, während bei elektrischen Maschinen der Ausführungsform der 1(b) jeweils zwischen zwei benachbarten Magneten ein magnetischer Pol gebildet ist. Dabei ist in beiden Ausführungsformen die Magnetisierungsrichtung benachbarter Dauermagnete entgegen gesetzt gerichtet, so dass die zueinander benachbarten Pole jeweils entgegen gesetzt polarisiert sind und sich ein magnetischer Nordpol N mit einem magnetischen Südpol S abwechselt.The electrical machines differ in that the permanent magnets of the electric machine of the 1 (a) are wider in the tangential direction of the rotor, as in a radial direction 22 of the rotor, while the permanent magnets of the electric machine 1 (b) are wider in the radial direction of the rotor, as in the tangential direction. In electric machines with permanent magnets of the embodiment of the 1 (a) These are magnetized in the radial direction, while in electric machines with permanent magnets of the embodiment of the 1 (b) be magnetized in the tangential direction. As a result, in electrical machines the Ausführumngsform of 1 (a) in each case a magnetic pole is formed on the side of the permanent magnets facing the stator, whereas in the case of electrical machines the embodiment of FIG 1 (b) in each case between two adjacent magnets, a magnetic pole is formed. In this case, in both embodiments, the direction of magnetization of adjacent permanent magnets is directed opposite, so that the mutually adjacent poles are respectively polarized opposite and a magnetic north pole N with a magnetic south pole S alternates.

Um einen Dauermagneten in eine Aussparung eines Rotors oder Stators zu befestigen, ist es beispielsweise bekannt, ihn in Magnetzusatzmaterial einzubetten, oder den Rotor oder Stator zu umspritzen. Nach einem weiteren Verfahren werden Dauermagnete jeweils im Grundkörper des Rotors oder Stators in ihrer Aussparung verklebt. Die bekannten Klebeverfahren sind aber sehr aufwendig. Zudem können auch nicht alle Oberflächenbeschichtungen, mit denen solche Dauermagnete beispielsweise zum Schutz vor Korrosion beschichtet werden, verklebt werden.To fix a permanent magnet in a recess of a rotor or stator, for example, it is known to embed it in magnetic material, or to overmold the rotor or stator. According to another method, permanent magnets are glued in each case in the main body of the rotor or stator in its recess. The known bonding methods are very expensive. In addition, not all surface coatings with which such permanent magnets are coated, for example, to protect against corrosion, can be bonded.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen die Dauermagnete jeweils in ihre Aussparung eingepresst und mittels zumindest einer Klemmnase, die am Grundkörper angeordnet ist, verklemmt werden. Die Klemmnase ist jeweils an der der Rotorwelle zugewandten Seite der Dauermagnete vorgesehen und fixiert die Dauermagnete jeweils nicht nur radial, sondern hält sie auch axial. Die Klemmnasen haben jedoch den Nachteil, dass sie die Dauermagnete punktuell mechanisch belasten und dadurch, insbesondere bei der Montage und unter Betriebsbedingungen der elektrischen Maschine, sehr stark beanspruchen, was zu Spannungsspitzen und zu einer Beschädigung, insbesondere einem Magnetbruch oder einem Verkratzen der Magnetoberfläche und/oder seiner Beschichtung, führen kann. Eine beschädigte Beschichtung kann die Dauermagnete nicht mehr vor Korrosion schützen und/oder die Beschädigungen führen zu einem ungleichmäßigen Magnetfeldverlauf und einem erhöhten Streufluss, so dass die Rastmomente und die Momentenwelligkeit der elektrischen Maschine erhöht sind.There are also known methods in which the permanent magnets are each pressed into their recess and clamped by means of at least one clamping lug, which is arranged on the base body. The clamping lug is provided in each case on the rotor shaft side facing the permanent magnets and fixed the permanent magnets each not only radially, but also holds them axially. However, the clamping lugs have the disadvantage that they mechanically load the permanent magnets and thereby, especially during assembly and operating conditions of the electric machine, very high stress, resulting in voltage spikes and damage, in particular a magnetic fracture or scratching of the magnetic surface and / or its coating, can result. A damaged coating can no longer protect the permanent magnets against corrosion and / or the damage leads to an uneven magnetic field profile and an increased leakage flux, so that the cogging torques and the torque ripple of the electrical machine are increased.

Die Gefahr, die Dauermagnete und/oder ihre Beschichtung zu beschädigen, besteht ganz grundsätzlich sowohl bei der Montage als auch unter Betriebsbedingungen der elektrischen Maschine.The risk of damaging the permanent magnets and / or their coating is basically both during assembly and under operating conditions of the electrical machine.

Die Druckschrift EP 1 921 734 A1 offenbart ein Verfahren zum Fixieren der Dauermagnete im Rotor, bei dem diese kraftlos in eine Aussparung des Rotors gefügt und durch Einfüllen eines Kunststoffs fixiert werden, um die Beschädigungsgefahr zu reduzieren. Bei diesem Verfahren ist es aber möglich, dass die Dauermagnete aufgrund der thermischen Belastung während des Einfüllens des Kunststoffs entmagnetisiert werden und daher Flussverluste entstehen.The publication EP 1 921 734 A1 discloses a method for fixing the permanent magnets in the rotor, in which these are added without power in a recess of the rotor and fixed by filling a plastic to reduce the risk of damage. In this method, however, it is possible that the permanent magnets are demagnetized due to the thermal stress during filling of the plastic and therefore flow losses.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zum Fixieren der Dauermagnete in einem Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine zu finden, welches sich sowohl für elektrische Maschinen mit in tangentialer Richtung magnetisierten als auch für elektrische Maschinen mit in radialer Richtung des Rotors magnetisierten Dauermagneten eignet, bei dem die Gefahr von Beschädigungen während des Montageprozesses und/oder unter Betriebsbedingungen gering ist, bei dem die Dauermagnete leicht montierbar sind und der Rotor oder Stator kostengünstig herstellbar ist, und bei dem sichergestellt ist, dass die Dauermagnete nicht entmagnetisiert werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor oder Stator für eine elektrische Maschine zu schaffen, dessen Momentenwelligkeit und/oder Rastmomente möglichst gering sind.Object of the present invention is to find an alternative method for fixing the permanent magnets in a rotor or stator of an electric machine, which is suitable both for electrical machines with magnetized in the tangential direction and for electrical machines with magnetized in the radial direction of the rotor permanent magnet in which the risk of damage during the assembly process and / or operating conditions is low, in which the permanent magnets are easy to install and the rotor or stator is inexpensive to produce, and in which it is ensured that the permanent magnets are not demagnetized. Another object of the invention is to provide a rotor or stator for an electric machine whose moment ripple and / or cogging torques are as low as possible.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Dauermagnetanordnung für einen Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine, mit einem unmagnetisierten Dauermagneten und einem Klemmmittel, dass stoffschlüssig an dem Dauermagneten angeordnet ist.The object is achieved with a permanent magnet arrangement for a rotor or stator of an electrical machine, with an unmagnetized permanent magnet and a clamping means, which is cohesively arranged on the permanent magnet.

Erfindungsgemäß ist das Klemmmittel daher am unmagnetisierten Dauermagneten, also vor dem Magnetisieren des Dauermagneten, angeordnet. Ein Entmagnetisieren durch Anordnen des Klemmmittels an dem Dauermagneten ist daher gar nicht möglich. Zudem ist das Handling des noch unmagnetisierten und nicht im Rotor eingefügten Dauermagneten beziehungsweise der Dauermagnetanordnung einfach. According to the invention, the clamping means is therefore arranged on the unmagnetized permanent magnet, ie before the magnetization of the permanent magnet. Demagnetization by arranging the clamping means on the permanent magnet is therefore not possible. In addition, the handling of the still unmagnetized and not inserted in the rotor permanent magnet or the permanent magnet arrangement is easy.

Es ist bevorzugt, dass das Klemmmittel durch ein Umspritzen oder Umgießen des Dauermagneten mit einem elastischen und/oder plastischen Material gebildet ist. Ein Umspritzen oder Umgießen des Dauermagneten ist mit herkömmlichen Methoden kostengünstig durchführbar. Dabei kann trotz der auf den Dauermagneten wirkenden thermischen Belastung während des Umspritz- oder Umgießprozesses kein Magnetflussverlust entstehen, da der Dauermagnet noch gar nicht magnetisiert ist. Außerdem hat das durch Umspritzung oder Umgießen gebildete Klemmmittel den den Vorteil, dass eine Splittergefahr des Dauermagneten, beispielsweise durch im Dauermagnet vorhandene Gefügefehler, durch das Klemmmittel verringert ist, da dieses den Dauermagneten zusammen hält. Zudem sind die Form und Eigenschaften des Klemmmittels an den Rotor- oder Statortyp oder ihre Anforderungen leicht anpassbar. Prinzipiell ist auch ein Herstellen des Klemmmittels durch Lackieren des Dauermagneten möglich, sofern durch das Lackieren eine ausreichende Wanddicke erzielt wird. Im Folgenden wird das Umspritzen oder Umgießen oder Lackieren als Umspritzen bezeichnet.It is preferred that the clamping means is formed by encapsulation or encapsulation of the permanent magnet with an elastic and / or plastic material. An encapsulation or encapsulation of the permanent magnet can be inexpensively carried out by conventional methods. In this case, despite the thermal load acting on the permanent magnet during Umspritz- or Umgießprozesses no magnetic flux loss arise because the permanent magnet is not magnetized yet. In addition, the clamping means formed by encapsulation or encapsulation has the advantage that a risk of splintering of the permanent magnet, for example due to structure defects present in the permanent magnet, is reduced by the clamping means, since this holds the permanent magnet together. In addition, the shape and properties of the clamping means are easily adaptable to the rotor or stator type or their requirements. In principle, it is also possible to produce the clamping means by painting the permanent magnet, provided that a sufficient wall thickness is achieved by the painting. Hereinafter, the encapsulation or overmolding or painting is referred to as encapsulation.

Im Folgenden wird ein Material als elastisch und/oder plastisch bezeichnet, dass sich entweder elastisch verhält und daher reversibel verformbar ist, oder dass sich plastisch verhält und daher irreversibel verformbar ist, oder dass sich elastisch und plastisch verhält und daher nach einem plastischen Verformen immer noch eine Elastizität aufweist. Hereinafter, a material is referred to as elastic and / or plastic that either behaves elastically and therefore is reversibly deformable, or that behaves plastically and therefore irreversible deformable, or that behaves elastically and plastically and therefore still after a plastic deformation has an elasticity.

Besonders bevorzugt ist das Klemmmittel gegen eine Rückstellkraft verformbar, so dass es ein definiertes Federverhalten und/oder mechanisches Klemmverhalten aufweist. Dadurch ist es so dimensionierbar, dass sowohl die Bauteiltoleranzen des Dauermagneten als auch sein Temperaturverhalten über die Bandbreite der in dem Rotor oder Stator der elektrischen Maschine herrschenden Temperaturen durch das Klemmmittel ausgleichbar sind. Es ist ganz besonders bevorzugt elastisch und plastisch ausgebildet, so dass es nach der plastischen Verformung, insbesondere beim Verspannen der Dauermagnetanordnung im Rotor oder Stator, immer noch eine ausreichende Elastizität aufweist, um Bauteiltoleranzen und/oder das Temperaturverhalten des Dauermagneten auszugleichen.Particularly preferably, the clamping means is deformable against a restoring force, so that it has a defined spring behavior and / or mechanical clamping behavior. This makes it so dimensioned that both the component tolerances of the permanent magnet and its temperature behavior over the bandwidth of the prevailing in the rotor or stator of the electrical machine temperatures are compensated by the clamping means. It is very particularly preferably formed elastically and plastically, so that it still has sufficient elasticity after the plastic deformation, in particular during clamping of the permanent magnet arrangement in the rotor or stator, to compensate for component tolerances and / or the temperature behavior of the permanent magnet.

Das Klemmmittel ist bevorzugt an zumindest einer sich in eine axiale Richtung des Dauermagneten der Dauermagnetanordnung erstreckenden Längsseite des Dauermagneten vorgesehen. Besonders bevorzugt erstreckt es sich in axialer Richtung des Dauermagneten nahezu über die gesamte Länge seiner Längsseite, oder über die gesamte Länge seiner Längsseite. Bei der Wahl der Längsseite, an der das Klemmmittel vorgesehen ist, ist die Anordnung der Dauermagnete im Rotor oder Stator sowie ihre Magnetisierungsrichtung maßgeblich.The clamping means is preferably provided on at least one longitudinal side of the permanent magnet extending in an axial direction of the permanent magnet of the permanent magnet arrangement. Particularly preferably, it extends in the axial direction of the permanent magnet almost over the entire length of its longitudinal side, or over the entire length of its longitudinal side. In the choice of the longitudinal side on which the clamping means is provided, the arrangement of the permanent magnets in the rotor or stator and their direction of magnetization is decisive.

Der Dauermagnet der Dauermagnetanordnung weist zudem zwei sich gegenüberliegende, quer zur axialen Richtung erstreckende Kopfseiten auf, wobei sich das Klemmmittel jeweils in bevorzugten Ausführungsformen entweder über keine der Kopfseiten, über eine der Kopfseiten oder über beide Kopfseiten erstreckt. The permanent magnet of the permanent magnet arrangement also has two opposite, extending transversely to the axial direction of the head sides, wherein the clamping means extends in each case in preferred embodiments, either none of the head sides, on one of the head sides or on both sides of the head.

Sofern mehrere Dauermagnetanordnungen in axialer Richtung der elektrischen Maschine hintereinander in eine Aussparung des Rotors oder Stators gefügt sind, ist es bevorzugt, dass sich das Klemmmittel einer zwischen zwei benachbarte Dauermagnetanordnungen gefügten Dauermagnetanordnung nicht über die Kopfseiten ihres Dauermagneten erstreckt. Bei einer in axialer Richtung hinter einer benachbarten Dauermagnetanordnung gefügten Dauermagnetanordnung, die nur diese eine banachbarte Dauermagnetanordnung aufweist, ist es in einer Ausführungsform bevorzugt, dass sich das Klemmmittel nur über die Kopfseite ihres Dauermagneten erstreckt, die der benachbarten Dauermagnetanordnung gegenüberliegt. Und bei einer Dauermagnetanordnung, die keine benachbarten Dauermagnetanordnungen aufweist, erstreckt sich das Klemmmittel ihres Dauermagneten in einer bevorzugten Ausführungsform über seine beiden Kopfseiten. Im Einbauzustand der Dauermagnetanordnung in den Rotor oder Stator der elektrischen Maschine verhindert das sich über die Kopfseiten des Dauermagneten erstreckende Klemmmittel bei einem Magnetbruch ein Herausfallen der Magnetbruckstücke des Dauermagneten. Zudem ermöglicht es in einer bevorzugten Ausführungsform ein Fixieren der Dauermagnetanordnung, so dass diese gegen ein axiales Verschieben gesichert ist.If a plurality of permanent magnet arrangements are joined one behind the other into a recess of the rotor or stator in the axial direction of the electric machine, it is preferred that the clamping means of a permanent magnet arrangement joined between two adjacent permanent magnet arrangements does not extend over the top sides of its permanent magnet. In a permanent magnet arrangement joined in the axial direction behind an adjacent permanent magnet arrangement, which only has this one adjacent permanent magnet arrangement, it is preferred in one embodiment for the clamping means to extend only over the head side of its permanent magnet, which lies opposite the adjacent permanent magnet arrangement. And at one Permanent magnet arrangement, which has no adjacent permanent magnet arrangements, extends the clamping means of its permanent magnet in a preferred embodiment on its two sides of the head. In the installed state of the permanent magnet arrangement in the rotor or stator of the electric machine which extends over the head sides of the permanent magnet extending clamping means in a magnetic fracture falling out of Magnetbruckstücke of the permanent magnet. In addition, in a preferred embodiment, it allows a fixing of the permanent magnet arrangement, so that it is secured against axial displacement.

Prinzipiell ist aber auch eine Ausführungsform bevorzugt, bei der keiner der Dauermagnete der in axialer Richtung hintereinander gefügten Dauermagnetanordnungen ein Klemmmittel aufweist, welches sich über die Kopfseiten der Dauermagnete erstreckt.In principle, however, an embodiment is preferred in which none of the permanent magnets of the axially successively joined permanent magnet arrangements has a clamping means which extends over the top sides of the permanent magnets.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dauermagnet der Dauermagnetanordnung quaderförmig ausgebildet, so dass er vier Längsseiten und die beiden Kopfseiten aufweist. Die Erfindung ist aber auch auf einen Dauermagneten anwendbar, dessen Querschnitt anderweitig mehreckig oder rund ausgebildet ist.In a preferred embodiment, the permanent magnet of the permanent magnet arrangement is cuboid, so that it has four longitudinal sides and the two sides of the head. However, the invention is also applicable to a permanent magnet whose cross-section is otherwise polygonal or round.

Je nach Anordnung des Dauermagneten der Dauermagnetanordnung im Rotor oder Stator und seiner Magnetisierungsrichtung ist es zudem bevorzugt, dass das Klemmmittel oder dass mehrere Klemmmittel an zwei sich gegenüberliegenden Längsseiten des Dauermagneten, oder an drei Längsseiten des Dauermagneten vorgesehen ist oder sind. Depending on the arrangement of the permanent magnet of the permanent magnet arrangement in the rotor or stator and its magnetization direction, it is also preferred that the clamping means or that a plurality of clamping means is provided on two opposite longitudinal sides of the permanent magnet, or on three longitudinal sides of the permanent magnet or are.

Der Dauermagnet der Dauermagnetanordnung weist besonders bevorzugt einen Bereich ohne Klemmmittel auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bereich ohne Klemmmittel zumindest eine nicht umspritzte Längsseite, so dass der Dauermagnet dieser Ausführungsform nur teilweise umspritzt ist. Diese nicht umspritzte Längsseite des Dauermagneten ist bevorzugt die Längsseite, die einem den Antrieb des Rotors bewirkenden magnetischen Pol, welcher den magnetischen Nutzfluss im Betrieb der elektrischen Maschine führt, zugewandt ist. Die Längsseite ist bevorzugt zur Anlage an den Rotor oder Stator vorgesehen. Bei einem in tangentialer Richtung des Rotors oder Stators magnetisierten Dauermagneten ist dies eine einem benachbarten Dauermagneten zugewandte Längsseite. Bei einem in radialer Richtung des Rotors oder Stators magnetisierten Dauermagneten ist dies eine dem Stator zugewandte Längsseite des im Rotor angeordneten Dauermagneten beziehungsweise eine dem Rotor zugewandte Längsseite des im Stator angeordneten Dauermagneten.The permanent magnet of the permanent magnet arrangement particularly preferably has a region without clamping means. In a preferred embodiment, the region without clamping means is at least one non-extrusion-coated longitudinal side, so that the permanent magnet of this embodiment is only partially encapsulated. This non-encapsulated longitudinal side of the permanent magnet is preferably the longitudinal side, which faces a magnetic pole which effects the drive of the rotor and which guides the magnetic useful flux during operation of the electrical machine. The longitudinal side is preferably provided for contact with the rotor or stator. In the case of a permanent magnet magnetized in the tangential direction of the rotor or stator, this is a longitudinal side facing an adjacent permanent magnet. In the case of a permanent magnet which is magnetized in the radial direction of the rotor or stator, this is a longitudinal side facing the stator of the permanent magnet arranged in the rotor or a longitudinal side of the permanent magnet arranged in the stator facing the rotor.

Besonders bevorzugt weist der Dauermagnet zumindest in dem Bereich ohne Umspritzung eine herkömmliche Beschichtung, insbesondere aus Ni-Cu-Ni oder Epoxy, auf, die ihn vor Korrosion schützt, wobei der Dauermagnet im Übrigen mithilfe der Umspritzung vor Korrosion geschützt ist. Ganz besonders bevorzugt weist der Dauermagnet aber eine ihn vollständig umgebende herkömmliche Beschichtung zum Schutz vor Korrosion auf, so dass die Umspritzung einen zusätzlichen Korrosionsschutz darstellt, und herkömmliche beschichtete Dauermagnete für die Dauermagnetanordnung verwendbar sind.Particularly preferably, the permanent magnet, at least in the area without encapsulation on a conventional coating, in particular of Ni-Cu-Ni or epoxy, which protects it from corrosion, wherein the permanent magnet is otherwise protected by means of encapsulation from corrosion. Most preferably, however, the permanent magnet has a conventional coating that completely surrounds it for protection against corrosion, so that the encapsulation provides additional corrosion protection, and conventional coated permanent magnets can be used for the permanent magnet arrangement.

Es ist bevorzugt, dass sich das Klemmmittel über die Längsseite flächig erstreckt. Besonders bevorzugt erstreckt es sich über die gesamte Längsseite vollflächig. In dieser Ausführungsform verteilen sich die Flächenpressung sowie die Klemmkraft des Klemmmittels flächig am Dauermagneten, so dass mit einer geringen Flächenpressung am Dauermagneten eine große Klemmkraft bewirkbar ist. Dadurch wird der Dauermagnet in jedem Betriebszustand des Rotors oder Stators vergleichsweise gering mechanisch beansprucht.It is preferred that the clamping means extends over the longitudinal side surface. Particularly preferably, it extends over the entire longitudinal side over the entire surface. In this embodiment, the surface pressure and the clamping force of the clamping means spread over the surface of the permanent magnet, so that with a small surface pressure on the permanent magnet, a large clamping force is effected. As a result, the permanent magnet is subjected to comparatively little mechanical stress in each operating state of the rotor or stator.

Bevorzugt ist das Klemmmittel so ausgebildet, dass die durch das Klemmmittel bewirkte Flächenpressung gegen den Dauermagneten und/oder seine Klemmkraft am Dauermagneten stetig verlaufen. Eine sprunghafte Flächenpressung und/oder Klemmkraft wird daher vermieden. Besonders bevorzugt sind die Flächenpressung und/oder die Klemmkraft des Klemmmittels an den Dauermagneten in axialer Richtung konstant.Preferably, the clamping means is designed so that the surface pressure caused by the clamping means against the permanent magnet and / or its clamping force on the permanent magnet run steadily. A sudden surface pressure and / or clamping force is therefore avoided. Particularly preferably, the surface pressure and / or the clamping force of the clamping means on the permanent magnets in the axial direction are constant.

Da die Klemmkraft des Klemmmittels bei im Rotor oder Stator angeordneter Dauermagnetanordnung nahezu über die gesamte Länge des Dauermagneten, oder über die gesamte Länge des Dauermagneten auf diesen wirkt, reicht eine verhältnismäßig kleine Flächenpressung aus, so dass der Dauermagnet sehr schonend geklemmt und seine Oberfläche und/oder Beschichtung weder bei der Montage noch unter Betriebsbedingungen beschädigt wird. Da die Oberfläche und/oder Beschichtung des Dauermagneten nicht beschädigt wird, verläuft das Magnetfeld eines solchen Rotors oder Stators gleichmäßig. Zudem kann der Dauermagnet durch die unbeschädigte Beschichtung auch wirkungsvoll vor Korrosion geschützt werden.Since the clamping force of the clamping means acts in the rotor or stator arranged permanent magnet arrangement almost over the entire length of the permanent magnet, or over the entire length of the permanent magnet on this, a relatively small surface pressure is sufficient, so that the permanent magnet very gently clamped and its surface and / or coating is not damaged during assembly or operation. Since the surface and / or coating of the permanent magnet is not damaged, the magnetic field of such a rotor or stator runs evenly. In addition, the permanent magnet can be effectively protected against corrosion by the undamaged coating.

Bevorzugt ist das Klemmmittel einstückig gebildet. Ganz besonders bevorzugt ist das Klemmmittel aus einem Kunststoff oder Harz, insbesondere einem Gießharz hergestellt, so dass es unmagnetisch, nicht elektrisch leitend und zudem sehr kostengünstig herstellbar ist. Prinzipiell ist auch eine Herstellung eines Klemmmittels aus einem Gummi denkbar. Vorzugsweise ist es aus einem Duroplast oder einem Thermoplast gebildet. Es ist ebenfalls eine Ausführungsform bevorzugt, bei der das aus Kunststoff geformte Klemmmittel durch Fasern oder Einlegeteile eines anderen bevorzugt unmagnetisch oder nur geringfügig magnetischen Materials verstärkt ist. In dieser Ausführungsform ermöglicht das Klemmmittel der Dauermagnetanordnung eine robuste Montage, bei der die Beschädigungsgefahr gering ist. Die Fertigung des Klemmmittels aus einem Nichtleiter, insbesondere Kunststoff, hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Streuverluste entstehen. Preferably, the clamping means is integrally formed. Most preferably, the clamping means is made of a plastic or resin, in particular a casting resin, so that it is non-magnetic, not electrically conductive and also very inexpensive to produce. In principle, a production of a clamping means made of a rubber is conceivable. Preferably, it is formed of a thermoset or a thermoplastic. It is also one Embodiment preferred in which the molded plastic clamping means is reinforced by fibers or inserts of another preferably non-magnetic or only slightly magnetic material. In this embodiment, the clamping means of the permanent magnet arrangement allows a robust assembly, in which the risk of damage is low. The production of the clamping means of a non-conductor, in particular plastic, has the advantage that no additional leakage losses occur.

In einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Klemmmittel zudem Dämpfungselemente aufweist. Die Dämpfungselemente sind bevorzugt durch zusätzliche Umspritzung oder Anspritzung aus einem weiteren elastischen und/oder plastischen Material, insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer, einem Nitrilkautschuk oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gebildet. Oder in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Klemmmittel Ausnehmungen auf, in die Dämpfungselemente einbringbar, beispielsweise eindrückbar, sind. Solche Dämpfungselemente ermöglichen es, Dämpfungseigenschaften zu integrieren und die Vibrationsbelastung, die während des Betriebs der elektrischen Maschine auf die Dauermagnete wirkt, zu verringern oder sogar zu vermeiden. In a further embodiment, it is preferred that the clamping means also comprises damping elements. The damping elements are preferably formed by additional encapsulation or gating of a further elastic and / or plastic material, in particular of a thermoplastic elastomer, a nitrile rubber or an ethylene-propylene-diene rubber. Or in a further preferred embodiment, the clamping means on recesses, in the damping elements can be introduced, for example, be pressed, are. Such damping elements make it possible to integrate damping properties and to reduce or even avoid the vibration load which acts on the permanent magnets during operation of the electrical machine.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Klemmmittel eine Schrägung aufweist, die so ausgebildet ist, dass die in den Rotor oder Stator gefügte Dauermagnetanordnung, insbesondere in eine tangentiale Vorzugsrichtung, vorausgerichtet ist. Dadurch ist sie in einem Winkel zur Mittellinie der Aussparung angeordnet. Dadurch legt sich die Dauermagnetanordnung an eine definierte Seite der Aussparung im Rotor oder Stator an. Sofern alle im Rotor oder Stator angeordneten Dauermagnetanordnungen sich an dieselbe Seite ihrer Aussparung anlegen, ist der Magnetfeldverlauf im Rotor oder Stator gleichmäßiger, als bei an verschiedenen Seiten ihrer Aussparung anliegenden Dauermagnetanordnungen, so dass Rastmomente und Momentenwelligkeit des Rotors oder Stators demgegenüber verringert sind.It is further preferred that the clamping means has a skew, which is designed so that the permanent magnet arrangement which is joined in the rotor or stator, in particular in a tangential preferred direction, is directed in front. As a result, it is arranged at an angle to the center line of the recess. As a result, the permanent magnet arrangement is applied to a defined side of the recess in the rotor or stator. If all arranged in the rotor or stator permanent magnet assemblies invest on the same side of their recess, the magnetic field in the rotor or stator is uniform, as applied to different sides of their recess permanent magnet arrangements, so that cogging torques and torque ripple of the rotor or stator are reduced in contrast.

Zudem ist es bevorzugt, dass das Klemmmittel Masseteilchen aufweist, Unwuchten des Rotors oder Stators ausgleichbar sind. Besonders bevorzugt weist das Klemmmittel dafür Ausnehmungen auf, die zur Aufnahme der Masseteilchen vorgesehen sind. Oder ebenfalls bevorzugt sind die Masseteilchen durch Eindrücken in das Klemmmittel einfügbar.In addition, it is preferred that the clamping means comprises mass particles, imbalances of the rotor or stator can be compensated. Particularly preferably, the clamping means for recesses, which are provided for receiving the mass particles. Or also preferably the mass particles can be inserted by impressions in the clamping means.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Klemmmittel ein Fügemittel auf. Das Fügemittel ist zum Zusammenwirken mit einem Gegenfügemittel des Rotors oder Stators vorgesehen und ermöglicht und/oder erleichtert das Einfügen und/oder Fixieren der Dauermagnetanordnung in den Rotor oder Stator in eine definierte Lage. Bevorzugt erstreckt sich das Fügemittel in axialer Richtung des Dauermagneten.Das Fügemittel ist bevorzugt stegartig ausgebildet, wobei das Gegenfügemittel zum Fügemittel korrespondierend, insbesondere nutartig, ausgebildet ist, oder umgekehrt. Oder in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Klemmmittel zwei sich gegenüberliegende Fügemittel auf, so dass es T-förmig oder Schwalbenschwanz-förmig ausgebildet ist. Dadurch ist die Dauermagnetanordnung leicht in den Rotor oder Stator einschiebbar.In a further preferred embodiment, the clamping means has a joining means. The joining means is provided for cooperation with a counter-fitting means of the rotor or stator and allows and / or facilitates the insertion and / or fixing of the permanent magnet arrangement in the rotor or stator in a defined position. Preferably, the joining means extends in the axial direction of the permanent magnet. The joining means is preferably designed web-like, wherein the counter-joining means to the joining means corresponding, in particular groove-like, is formed, or vice versa. Or in a particularly preferred embodiment, the clamping means on two opposing joining means, so that it is T-shaped or dovetail-shaped. As a result, the permanent magnet assembly is easily inserted into the rotor or stator.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung. The object is also achieved with a rotor or stator of an electric machine with a permanent magnet arrangement according to the invention.

Der Rotor oder Stator weist bevorzugt eine Aussparung auf, die sich in eine axiale Richtung des Rotors oder Stators erstreckt, und die zur Aufnahme der Dauermagnetanordnung vorgesehen ist. Dabei ist das Klemmmittel der Dauermagnetanordnung zur Positionierung und/oder Fixierung des Dauermagneten der Dauermagnetanordnung in der Aussparung des Rotors oder Stators vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist es so dimensioniert, dass die Dauermagnetanordnung beziehungsweise der Dauermagnet nach dem Einfügen in die Aussparung in dieser in einer definierten Lage positioniert und sowohl radial als auch axial als auch tangential fixiert ist. Bevorzugt bewirkt das Klemmmittel, dass der Dauermagnet an seiner dem Klemmmittel gegenüberliegenden Seite im Wesentlichen spielfrei in der Aussparung angeordnet ist.The rotor or stator preferably has a recess which extends in an axial direction of the rotor or stator, and which is provided for receiving the permanent magnet assembly. In this case, the clamping means of the permanent magnet arrangement for positioning and / or fixing of the permanent magnet of the permanent magnet arrangement is provided in the recess of the rotor or stator. In a preferred embodiment, it is dimensioned so that the permanent magnet arrangement or the permanent magnet is positioned after insertion into the recess in this in a defined position and is fixed both radially and axially and tangentially. Preferably, the clamping means causes the permanent magnet is arranged on its opposite side of the clamping means substantially free of play in the recess.

Die Dauermagnetanordnung ist bevorzugt durch Einschieben in die Aussparung in die Einführrichtung, die der axialen Richtung des Rotors oder Stators sowie des Dauermagneten entspricht, im Rotor oder Stator anordbar. Ganz besonders bevorzugt ist die Dauermagnetanordnung dabei im Wesentlichen kraftlos in den Rotor oder Stator einfügbar. Kraftlos im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Dauermagnetanordnung beziehungsweise der Dauermagnet nicht eingeklemmt oder eingepresst wird, sondern so eingefügt wird, insbesondere eingeschoben oder eingelegt, dass sie beziehungsweise der Dauermagnet, insbesondere seine Oberfläche und/oder seine Beschichtung, dabei mechanisch im Wesentlichen nicht beansprucht wird. Dadurch ist die Dauermagnetanordnung schonend in den Rotor oder Stator einfügbar, so dass der Dauermagnet und/oder seine Beschichtung bei der Montage nicht beschädigt wird. Zudem ist die unter Betriebsbedingungen auf den Dauermagneten der Dauermagnetanordnung wirkende Vibrationsbelastung gering. In Abhängigkeit von der Form und Anordnung der Aussparung und der Dauermagnetanordnung ist es gegebenenfalls erforderlich, dass das Klemmmittel dabei zumindest geringfügig komprimiert wird.The permanent magnet arrangement is preferably arranged by insertion into the recess in the insertion direction, which corresponds to the axial direction of the rotor or stator and the permanent magnet, in the rotor or stator. Most preferably, the permanent magnet assembly is inserted substantially powerless in the rotor or stator. Powerless in the sense of the invention means that the permanent magnet arrangement or the permanent magnet is not clamped or pressed, but is inserted, in particular inserted or inserted, that they or the permanent magnet, in particular its surface and / or its coating, thereby mechanically substantially not claimed becomes. As a result, the permanent magnet arrangement can be gently inserted into the rotor or stator, so that the permanent magnet and / or its coating is not damaged during assembly. In addition, the vibration load acting on the permanent magnet of the permanent magnet arrangement under operating conditions is low. Depending on the shape and arrangement of the recess and the permanent magnet arrangement, it may be necessary that the clamping means is at least slightly compressed.

Es ist aber ebenfalls eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Rotor oder Stator zudem ein Fixierungsmittel aufweist, mit dem die Dauermagnetanordnung gegen ein Verschieben in und/oder gegen eine Einführrichtung gesichert ist. Das Fixierungsmittel ist bevorzugt ein Deckel, der an zumindest einer Kopfseite des Rotors oder Stators vorgesehen ist, und der weiterhin bevorzugt konzentrisch um eine Rotorwelle angeordnet ist. However, it is also preferred an embodiment in which the rotor or stator also has a fixing means with which the permanent magnet assembly is secured against displacement in and / or against an insertion direction. The fixing means is preferably a cover which is provided on at least one head side of the rotor or stator, and which is furthermore preferably arranged concentrically around a rotor shaft.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel, sofern es sich über eine Kopfseite des Dauermagneten erstreckt, mit dem Deckel stoffschlüssig verbindbar, insbesondere verschweißbar. Dafür weist der Deckel bevorzugt eine Durchgangsbohrung auf, die sich fluchtend zur Aussparung in die axiale Richtung des Rotors oder Stators erstreckt, so dass das Klemmmittel durch den Deckel hindurch führbar und von außen mit dem Deckel verbindbar ist. In dieser Ausführungsform erfolgt die Fixierung der Dauermagnetanordnung beziehungsweise des Dauermagneten in axialer Richtung durch den Deckel. Daher erfolgt die Fixierung der Dauermagnetanordnung in axialer und in radialer Richtung unabhängig voneinander. Dies ermöglicht einen voneinander unabhängigen Ausgleich von Bauteiltoleranzen und Temperaturänderungen in radialer sowie axialer Richtung.In a preferred embodiment, the clamping means, insofar as it extends over a head side of the permanent magnet, can be connected to the cover in a material-locking manner, in particular weldable. For this purpose, the cover preferably has a through hole which extends in alignment with the recess in the axial direction of the rotor or stator, so that the clamping means can be guided through the cover and can be connected from the outside to the cover. In this embodiment, the permanent magnet arrangement or the permanent magnet is fixed in the axial direction through the cover. Therefore, the fixation of the permanent magnet assembly takes place in the axial and in the radial direction independently. This allows an independent compensation of component tolerances and temperature changes in the radial and axial directions.

Der Rotor oder Stator ist bevorzugt als Lamellenpaket aus einer Vielzahl von Lamellen gefertigt. Die Erfindung umfasst aber auch einen aus einem Vollkörper gefertigten Rotor oder Stator.The rotor or stator is preferably made as a disk set of a plurality of fins. However, the invention also includes a rotor or stator made of a solid body.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Klemmmittel eine Schrägung auf, die so vorgesehen ist, dass die in die Aussparung eingefügte Dauermagnetanordnung in einem Winkel zu einer Mittellinie der Aussparung angeordnet ist. Dadurch legt sich die Dauermagnetanordnung beziehungsweise der Dauermagnet in einer Vorzugsrichtung an eine Seite der Aussparung an. Diese Ausführungsform bewirkt einen gleichmäßigeren magnetischen Flussverlauf, so dass die Rastmomente und die Momentenwelligkeit der elektrischen Maschine gering sind.In a preferred embodiment, the clamping means has a skew which is provided so that the permanent magnet arrangement inserted into the recess is arranged at an angle to a center line of the recess. As a result, the permanent magnet arrangement or the permanent magnet sets in a preferred direction to one side of the recess. This embodiment causes a more uniform magnetic flux profile, so that the cogging torques and the torque ripple of the electric machine are low.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst mit einer elektrischen Maschine mit einem solchen Rotor oder Stator. Eine elektrische Maschine ist beispielsweise ein Elektromotor, ein Verstellantrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ein Generator oder ein Starter. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst mit einem Elektromotor, insbesondere einer Synchronmaschine, der einen solchen Rotor oder Stator umfasst. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Handwerkzeugmaschine mit einem solchen Elektromotor, beispielsweise mit einer Bohrmaschine, einer Stichsäge oder ähnlich.The object is also achieved with an electric machine with such a rotor or stator. An electric machine is, for example, an electric motor, an adjusting drive, in particular for motor vehicles, a generator or a starter. The object is likewise achieved with an electric motor, in particular a synchronous machine, which comprises such a rotor or stator. The object is further achieved with a hand tool with such an electric motor, for example with a drill, a jig saw or the like.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen eines eines Rotors oder Stators für eine elektrische Maschine, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung,

  • • wobei ein Klemmmittel an einem Dauermagneten angeordnet wird;
  • • wobei die aus dem Dauermagneten und dem Klemmmittel gebildete Dauermagnetanordnung in eine Einführrichtung in eine Aussparung des Rotors oder Stators in den Rotor oder Stator eingeführt wird; und
  • • wobei der Dauermagnet vor oder nach dem Einführen der Dauermagnetanordnung in die Aussparung magnetisiert wird.
The object is likewise achieved with a method for producing a rotor or stator for an electrical machine, in particular with a permanent magnet arrangement according to the invention,
  • • wherein a clamping means is arranged on a permanent magnet;
  • • wherein the permanent magnet assembly formed from the permanent magnet and the clamping means is inserted in an insertion direction into a recess of the rotor or stator in the rotor or stator; and
  • • wherein the permanent magnet is magnetized before or after insertion of the permanent magnet assembly in the recess.

Dabei wird der Zeitpunkt, an dem der Dauermagnet magnetisiert wird, in Abhängigkeit von seiner Anordnung im Rotor oder Stator gewählt und erfolgt bei einem in tangentialer Richtung zu magnetisierenden Dauermagneten bevorzugt vor dem Einführen in den Rotor oder Stator, und bei einem in radialer Richtung zu magnetisierenden Dauermagneten entweder vor oder nach dem Einführen in den Rotor oder Stator. Dabei wird das Klemmmittel bevorzugt durch Umspritzen des Dauermagneten mit einem elastischen und/oder plastischen Material hergestellt.In this case, the time at which the permanent magnet is magnetized, chosen depending on its arrangement in the rotor or stator and takes place in a tangential direction to be magnetized permanent magnet preferably before insertion into the rotor or stator, and at a radially to be magnetized Permanent magnet either before or after insertion into the rotor or stator. In this case, the clamping means is preferably produced by molding the permanent magnet with an elastic and / or plastic material.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dauermagnet zudem vor oder nach dem Anordnen des Klemmmittels am Dauermagneten zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen, um ihn vor Korrosion zu schützen. Die Beschichtung wird bevorzugt zumindest in einem Bereich am Dauermagneten angeordnet, in dem kein Klemmmittel am Dauermagneten angeordnet ist. Oder der Dauermagnet wird ebenfalls bevorzugt vor dem Anordnen des Klemmmittels mit der Beschichtung beschichtet.In a preferred embodiment, the permanent magnet is also at least partially provided with a coating before or after arranging the clamping means on the permanent magnet to protect it from corrosion. The coating is preferably arranged at least in a region on the permanent magnet, in which no clamping means is arranged on the permanent magnet. Or the permanent magnet is also preferably coated with the coating prior to placing the clamping means.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Fixierungsmittel am Rotor oder Stator angeordnet, welches die Dauermagnetanordnung gegen ein Verschieben in und/oder gegen die Einführrichtung sichert. In dieser Ausführungsform eignet sich der Rotor oder Stator auch für elektrische Maschinen mit einer unter Betriebsbelastung sehr hohen Temperaturentwicklung.In a further preferred embodiment, a fixing means is arranged on the rotor or stator, which secures the permanent magnet arrangement against displacement in and / or against the insertion direction. In this embodiment, the rotor or stator is also suitable for electrical machines with a very high temperature development under operating load.

Um die Dauermagnetanordnung gegen ein Verschieben in und/oder gegen die Einführrichtung zu sichern, ist es zudem bevorzugt, dass das Klemmmittel mit dem Fixierungsmittel stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, wird.In order to secure the permanent magnet arrangement against displacement in and / or against the insertion direction, it is also preferred for the clamping means to be adhesively bonded, in particular welded, to the fixing means.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht 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.

1 zeigt in 1(a) und 1(b) jeweils eine elektrische Maschine gemäß dem Stand der Technik, 1 shows in 1 (a) and 1 (b) each an electrical machine according to the prior art,

2 zeigt in 2(a)–(d) jeweils verschiedene Rotoren für elektrische Maschinen, in denen erfindungsgemäße Dauermagnetanordnungen verschiedener Ausführungsform angeordnet sind, und in 2(e) eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung, 2 shows in 2 (a) - (d) respectively different rotors for electrical machines in which permanent magnet arrangements according to the invention of different embodiments are arranged, and in 2 (e) an embodiment of a permanent magnet arrangement according to the invention,

3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Rotor mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung und in 3(b) einen Ausschnitt aus der Dauermagnetanordnung der 3(a), 3 shows a section of a rotor with a further embodiment of a permanent magnet arrangement according to the invention and in 3 (b) a section of the permanent magnet arrangement of 3 (a) .

4 zeigt schematisch in den 4(a)–(f) die Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung, und 4 shows schematically in the 4 (a) - (f) the manufacture of a rotor of an electrical machine with a further embodiment of a permanent magnet arrangement according to the invention, and

5 zeigt einen weiteren Rotor einer elektrischen Maschine mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung. 5 shows a further rotor of an electric machine with a further embodiment of a permanent magnet arrangement according to the invention.

1 zeigt wie oben bereits beschrieben jeweils elektrische Maschinen 1 mit einem Rotor 12 und einem Stator 11 gemäß dem Stand der Technik, wobei die elektrische Maschine 1 der 1(a) Dauermagnete 3 aufweist, die in einer radialen Richtung 22 des Rotors 12 magnetisiert sind, und wobei die elektrische Maschine 1 der 1(b) Dauermagnete 3 aufweist, die in einer tangentialen Richtung 23 des Rotors 12 magnetisiert sind. 1 shows as already described above each electrical machines 1 with a rotor 12 and a stator 11 according to the prior art, wherein the electric machine 1 of the 1 (a) permanent magnets 3 which is in a radial direction 22 of the rotor 12 are magnetized, and being the electric machine 1 of the 1 (b) permanent magnets 3 which is in a tangential direction 23 of the rotor 12 are magnetized.

Die 2(a) zeigt einen Schnitt durch einen Rotor 12 für eine elektrische Maschine 1, in dem erfindungsgemäße Dauermagnetanordnungen 30 (s. 2(e)) angeordnet sind.The 2 (a) shows a section through a rotor 12 for an electric machine 1 , in the permanent magnet arrangements according to the invention 30 (S. 2 (e) ) are arranged.

Der Rotor 12 weist einen Grundkörper 121 auf, der konzentrisch um eine Rotorachse 2 angeordnet ist, und der zumeist eisenhaltig ist. Der Grundkörper 121 ist aus einem oder aus mehreren Lamellenpaketen, die beispielsweise aus Stanzblechen gebildet sind, oder aus einem Vollkörper hergestellt. Im Zentrum des Grundkörpers 121 ist eine Durchgangsbohrung 122 vorgesehen, in der eine Rotorwelle 20 angeordnet ist, um die sich der Grundkörper 121 konzentrisch erstreckt. Grundkörper 121 und Rotorwelle 20 sind drehfest miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam um eine Rotorachse 2, entlang der sich die Rotorwelle 20 erstreckt, drehbar sind. Die Rotorachse 2 erstreckt sich in eine axiale Richtung 21 des Rotors 12.The rotor 12 has a basic body 121 on, concentric around a rotor axis 2 is arranged, and which is mostly ferrous. The main body 121 is made of one or more disc packs, which are formed for example from stamped sheets, or made of a solid body. In the center of the main body 121 is a through hole 122 provided in which a rotor shaft 20 is arranged around which the main body 121 extends concentrically. body 121 and rotor shaft 20 are rotatably connected to each other, so that together around a rotor axis 2 , along which the rotor shaft 20 extends, are rotatable. The rotor axis 2 extends in an axial direction 21 of the rotor 12 ,

Im Rotor 12 sind in tangentialer Richtung 23 verteilt mehrere Aussparungen 7 vorgesehen, in denen die Dauermagnetanordnungen 30 angeordnet sind. Der Querschnitt der Aussparungen 7 korrespondiert dabei bevorzugt zum Querschnitt der Dauermagnetanordnungen 30, so dass die Dauermagnetanordnungen 30 in eine Einführrichtung 24, die sich parallel der axialen Richtung 21 des Rotors 12 erstreckt, in die Aussparungen 7 einschiebbar sind. In the rotor 12 are in tangential direction 23 distributed several recesses 7 provided in which the permanent magnet arrangements 30 are arranged. The cross section of the recesses 7 In this case, it preferably corresponds to the cross section of the permanent magnet arrangements 30 so that the permanent magnet arrangements 30 in an insertion direction 24 that are parallel to the axial direction 21 of the rotor 12 extends into the recesses 7 are insertable.

Bei dem Rotor 12 dieser Ausführungsform sind jeweils zwei Dauermagnete 3 in dieselbe tangentiale Richtung 23 magnetisiert und bilden eine Magnetisierungseinheit 300. Die diesen beiden Dauermagneten 3 jeweils benachbarten beiden Dauermagnete 3 sind dagegen in die entgegengesetzte tangentiale Richtung 23 magnetisiert. Dadurch bilden sich jeweils zwischen den benachbarten entgegengesetzt magnetisierten Dauermagneten 3 magnetische Pole N, S aus, wobei sich immer ein magnetischer Nordpol N mit einem magnetischen Südpol S abwechselt. At the rotor 12 this embodiment are each two permanent magnets 3 in the same tangential direction 23 magnetized and form a magnetization unit 300 , The these two permanent magnets 3 each adjacent two permanent magnets 3 on the other hand are in the opposite tangential direction 23 magnetized. As a result, each form between the adjacent magnet magnet magnetically opposite magnetized 3 magnetic poles N, S out, with always a magnetic north pole N with a magnetic south pole S alternates.

Die Dauermagnetanordnungen 30 einer Magnetisierungseinheit 300 sind in dem Rotor 12 dieser Ausführungsform in einem Anordnungswinkel 223 zu einer radialen Richtung 22 des Rotors 12 angeordnet, so dass sie an einer der Rotorwelle 202 abgewandten Seite weniger voneinander beabstandet sind, als an einer der Rotorwelle 201 zugewandten Seite.The permanent magnet arrangements 30 a magnetization unit 300 are in the rotor 12 this embodiment in an arrangement angle 223 to a radial direction 22 of the rotor 12 arranged so that it attaches to one of the rotor shaft 202 side facing away from each other less than at one of the rotor shaft 201 facing side.

Die Dauermagnete 3 dieser Ausführungsform der elektrischen Maschine 1 sind quaderförmig ausgebildet und daher im Querschnitt viereckig. Sie weisen somit vier Längsseiten 31 auf, wobei jeweils die der Rotorwelle 20 zugewandte Längsseite 31 und die der Rotorwelle 20 abgewandte Längsseite 31 schmaler ausgebildet sind, und daher im Folgenden als Schmalseite 311 bezeichnet werden, als die beiden die Schmalseiten 311 verbindenden Längsseiten 31, die im Folgenden als Breitseiten 312 bezeichnet werden.The permanent magnets 3 this embodiment of the electric machine 1 are cuboid and therefore quadrangular in cross section. They thus have four long sides 31 on, in each case those of the rotor shaft 20 facing longitudinal side 31 and the rotor shaft 20 opposite longitudinal side 31 are narrower, and therefore below as a narrow side 311 be referred to as the two the narrow sides 311 connecting longitudinal sides 31 hereinafter referred to as broadsides 312 be designated.

Der Rotor 12 ist hier beispielhaft in einen ersten Rotorteil I und einen zweiten Rotorteil II unterteilt. Die Rotorteile I, II unterscheiden sich durch die in die Aussparungen 7 gefügten Dauermagnetanordnungen 30. The rotor 12 is here divided by way of example into a first rotor part I and a second rotor part II. The rotor parts I, II differ by the in the recesses 7 joined permanent magnet arrangements 30 ,

Und zwar weisen die Dauermagnete 3 der Dauermagnetanordnungen 30 des Rotorteils I jeweils an den Schmalseiten 311 ein Klemmmittel 5 auf, das sich jeweils vollflächig entlang den Schmalseiten 311 in die axiale Richtung 21 des Rotors 12, die der axialen Richtung des Dauermagneten 3 entspricht, erstreckt. Die Klemmkraft des Klemmmittels 5 wirkt daher jeweils flächig auf die gesamten Schmalseiten 311. In dieser Ausführungsform verteilen sich die Flächenpressung sowie die Klemmkraft der Klemmmittel jeweils flächig auf die Schmalseiten 311 des Dauermagneten 3, so dass mit einer geringen Flächenpressung eine große Klemmkraft bewirkbar ist, und der Dauermagnet 3 bereits mit geringer Flächenpressung ausreichend in der Aussparung 7 fixiert ist. Außerdem weisen beide Klemmmittel 5 beidseitig einen Einfassungsrand 54 auf, der hier stark überspitzt dargestellt ist, und der sich entlang den Breitseiten 312 in die axiale Richtung 21 des Rotors 12 erstreckt, so dass die beiden Klemmmittel 5 Kanten 32 des Dauermagneten 3 umgreifen, und diese beim Fügen der Dauermagnetanordnung 30 in ihre Aussparung 7 sowie unter Betriebsbedingungen des Rotors 12 geschützt sind. Dadurch wird die Beschädigungsgefahr für den Dauermagneten 3 sowohl bei der Montage als auch unter Betriebsbedingungen der elektrishen Maschine 1 weiter verringert. Außerdem haften die Klemmmittel 5 dadurch besser am Dauermagneten 3. And indeed have the permanent magnets 3 the permanent magnet arrangements 30 of the rotor part I respectively on the narrow sides 311 a clamping means 5 on, each full area along the narrow sides 311 in the axial direction 21 of the rotor 12 , which is the axial direction of the permanent magnet 3 corresponds, extends. The clamping force of the clamping device 5 therefore acts on the entire narrow sides in each case flat 311 , In this embodiment, the surface pressure and the clamping force of the clamping means are distributed in each case flat on the narrow sides 311 of the permanent magnet 3 , so that with a low surface pressure, a large clamping force is effected, and the permanent magnet 3 already with less Surface pressure sufficient in the recess 7 is fixed. In addition, both have clamping means 5 a border on both sides 54 on, which is represented here greatly exaggerated, and along the broadsides 312 in the axial direction 21 of the rotor 12 extends so that the two clamping means 5 edge 32 of the permanent magnet 3 encompass, and this when joining the permanent magnet assembly 30 in her recess 7 and under operating conditions of the rotor 12 are protected. This will damage the permanent magnet 3 both during assembly and under operating conditions of the electric machine 1 further reduced. In addition, the clamping means adhere 5 thus better at the permanent magnet 3 ,

Die Klemmmittel 5 bewirken, dass der Dauermagnet 3 in radialer, axialer und/oder tangentialer Richtung 21, 22, 23 des Rotors 12 in der Aussparung 7 fixiert ist. Dadurch ist der Dauermagnet 3 an der den Klemmmitteln 5 jeweils gegenüberliegenden Seite im Wesentlichen spielfrei in der Aussparung 7 angeordnet.The clamping means 5 cause the permanent magnet 3 in the radial, axial and / or tangential direction 21 . 22 . 23 of the rotor 12 in the recess 7 is fixed. This is the permanent magnet 3 at the the clamping means 5 each opposite side substantially free of play in the recess 7 arranged.

Bei der Ausführungsform der Dauermagnetanordnung 30 des Rotorteils II erstreckt sich dagegen ein Klemmmittel 5 in axialer Richtung 21 nicht nur entlang den beiden Schmalseiten 311, sondern auch entlang einer die Schmalseiten 311 verbindenden Breitseite 312, die dem in die gleiche tangentiale Richtung 23 magnetisierten benachbarten Dauermagneten 3 zugewandt ist, also dem Dauermagneten 3 derselben Magnetisierungseinheit 300. Dadurch liegt nur die den Nutzfluss führende Breitseite 312 des Dauermagneten 3 am Grundkörper 121 des Rotors 12 an, so dass Streuflüsse möglichst klein sind. Zudem ist der Dauermagnet 3 so weit wie möglich durch das Klemmmittel 5 eingefasst und wird von diesem zusammen gehalten. Die Gefahr eines Magnetbruchs ist daher gering.In the embodiment of the permanent magnet arrangement 30 the rotor part II, however, a clamping means extends 5 in the axial direction 21 not just along the two narrow sides 311 but also along one of the narrow sides 311 connecting broadside 312 that in the same tangential direction 23 magnetized adjacent permanent magnets 3 is facing, so the permanent magnet 3 the same magnetization unit 300 , As a result, only the broadside leading to the useful flow lies 312 of the permanent magnet 3 at the base body 121 of the rotor 12 on, so that leakage fluxes are as small as possible. In addition, the permanent magnet 3 as far as possible by the clamping means 5 and is held together by this. The risk of magnetic breakage is therefore low.

Auch der Rotor 12 der 2(b) ist hier beispielhaft in einen ersten Rotorteil I und einen zweiten Rotorteil II unterteilt. Entsprechend der 2(a) sind im ersten Rotorteil I Dauermagnetanordnungen 30 in die Aussparungen 7 gefügt mit sich jeweils entlang den beiden Schmalseiten 311 der Dauermagnete 3 erstreckenden Klemmmitteln 5, die in Bezug auf ihren Aufbau denen der 2(a) dieses Rotorteils I entsprechen. Und auch bei den Dauermagnetanordnungen 30 des zweiten Rotorteils II erstreckt sich das Klemmmittel 5 nicht nur entlang den beiden Schmalseiten 311, sondern zudem auch entlang einer der die Schmalseiten 311 verbindenden Breitseite 312, so dass die Dauermagnetanordnungen 30 ebenfalls denen des zweiten Rotorteils II der 2(a) entsprechen.Also the rotor 12 of the 2 B) is here divided by way of example into a first rotor part I and a second rotor part II. According to the 2 (a) are in the first rotor part I permanent magnet arrangements 30 in the recesses 7 joined with each along the two narrow sides 311 the permanent magnets 3 extending clamping means 5 , which in terms of their structure those of 2 (a) This rotor part I correspond. And also with the permanent magnet arrangements 30 of the second rotor part II, the clamping means extends 5 not just along the two narrow sides 311 but also along one of the narrow sides 311 connecting broadside 312 so that the permanent magnet arrangements 30 also those of the second rotor part II of 2 (a) correspond.

Allerdings sind die Dauermagnetanordnungen 30 der elektrischen Maschine 1 der 2(b) in tangentialer Richtung 23 des Rotors 12 breiter, als in radialer Richtung 22 des Rotors 12 und werden in radialer Richtung 22 des Rotors 12 magnetisiert. Dadurch werden die den Nutzfluss führenden magnetischen Pole N, S dieser Ausführungsform des Rotors 12 jeweils an der der Rotorwelle 20 abgewandten Seite 202 der Dauermagneten 3 der Dauermagnetanordnungen 30 gebildet. Zudem wird hier zum Ausbilden der magnetischen Pole N, S auch immer nur eine einen einzigen Dauermagneten 3 umfassende Dauermagnetanordnung 30 genutzt.However, the permanent magnet arrangements are 30 the electric machine 1 of the 2 B) in tangential direction 23 of the rotor 12 wider than in the radial direction 22 of the rotor 12 and become in the radial direction 22 of the rotor 12 magnetized. As a result, the useful flux leading magnetic poles N, S of this embodiment of the rotor 12 each at the rotor shaft 20 opposite side 202 the permanent magnet 3 the permanent magnet arrangements 30 educated. In addition, only one single permanent magnet is used to form the magnetic poles N, S here 3 comprehensive permanent magnet arrangement 30 used.

Die 2(c) zeigt einen Rotor 12 mit in tangentialer Richtung 23 magnetisierten Dauermagneten 3, bei dem die Dauermagnetanordnungen 30 denen des ersten Rotorteils I der 2(a) und (b) entsprechen. Aber im Gegensatz zum Rotor 12 der 2(a) wird hier zum Ausbilden eines magnetischen Pols N, S jeweils nur ein Dauermagnet 3 genutzt. Dieser jeweils eine Dauermagnet 3 ist parallel der radialen Richtung 22 des Rotors 12 angeordnet ist.The 2 (c) shows a rotor 12 with in tangential direction 23 magnetized permanent magnet 3 in which the permanent magnet arrangements 30 those of the first rotor part I of 2 (a ) and (b). But unlike the rotor 12 of the 2 (a) Here, to form a magnetic pole N, S in each case only a permanent magnet 3 used. This one permanent magnet 3 is parallel to the radial direction 22 of the rotor 12 is arranged.

Bei den Dauermagnetanordnungen 30 des Rotors 12 der 2(d) erstrecken sich die Klemmmittel 5 entsprechend den Ausführungsformen der Dauermagnetanordnungen 30 der 2(a) und (b), Rotorteil I entlang den Schmalseiten 31, 311 der Dauermagnete 3. Und die Dauermagnete 3 sind in radialer Richtung 22 magnetisiert. Jedoch weisen die Klemmmittel 5 keinen die Dauermagnete 3 umgreifenden Einfassungsrand 51 auf.In the permanent magnet arrangements 30 of the rotor 12 of the 2 (d) extend the clamping means 5 according to the embodiments of the permanent magnet arrangements 30 of the 2 (a) and (b) rotor part I along the narrow sides 31 . 311 the permanent magnets 3 , And the permanent magnets 3 are in the radial direction 22 magnetized. However, the clamping means 5 none the permanent magnets 3 encompassing border 51 on.

Die 2(e) zeigt eine Dauermagnetanordnung 30 mit einem Klemmmittel 5, dass sich entlang den Schmalseiten 31, 311 und einer Breitseite 31, 312 des Dauermagneten 3 erstreckt. Diese Dauermagnetanordnung 30 eignet sich für Rotoren 12 mit in radialer Richtung 22 magnetisierten Dauermagneten 3 entsprechend der 2(b), Rotorteil II. Allerdings unterscheidet sich das Klemmmittel 5 dieser Dauermagnetanordnung 30 von dem der 2(b) Rotorteil II zum Einen darin, dass es an der Breitseite 312 zur Mitte hin verjüngt ist, und zum Anderen ist an der gegenüberliegenden Breitseite 312 kein Einfassungsrand 51 zum Einfassen der Kanten 32 des Dauermagneten 3 vorgesehen.The 2 (e) shows a permanent magnet arrangement 30 with a clamping means 5 that along the narrow sides 31 . 311 and a broadside 31 . 312 of the permanent magnet 3 extends. This permanent magnet arrangement 30 is suitable for rotors 12 with in the radial direction 22 magnetized permanent magnet 3 according to the 2 B) , Rotor part II. However, the clamping means differs 5 this permanent magnet arrangement 30 of which 2 B) Rotor part II on the one hand, that it is on the broadside 312 is tapered to the middle, and on the other hand is on the opposite broad side 312 no edging edge 51 for bordering the edges 32 of the permanent magnet 3 intended.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dauermagnetanordnung 30. Die Dauermagnetanordnung 30 eignet sich sowohl für einen Rotor 12 oder Stator 11 mit in tangentialer Richtung 23 als auch für einen Rotor 12 oder Stator 11 mit in radialer Richtung 22 magnetisierten Dauermagneten 3. Die Dauermagnetanordnung 30 weist zwei Klemmmittel 5 und den Dauermagneten 3 auf, wobei die Klemmmittel 5 jeweils an sich gegenüberliegenden Schmalseiten 311 des Dauermagneten 3 angeordnet sind. Die Klemmmittel 5 sind im Querschnitt etwa Schwalbenschwanz- förmig ausgebildet, so dass sie jeweils stegartig gegenüber den Breitseiten 312 des Dauermagenten 3 erhaben sind, und zwei sich gegenüber liegende Fügemittel 53 bilden. Dadurch sind die Dauermagnete 3 sehr leicht in einen Rotor 12 oder Stator 11 einschiebbar. Die Fügemittel 53 umgreifen die Breitseiten 312 soweit, dass sie gleichzeitig den Einfassungsrand 54 bilden, so dass die Kanten 32 des Dauermagneten 3 durch das Klemmmittel 5 eingefasst und geschützt sind. 3 shows a further embodiment of a permanent magnet arrangement according to the invention 30 , The permanent magnet arrangement 30 is suitable for a rotor 12 or stator 11 with in tangential direction 23 as well as for a rotor 12 or stator 11 with in the radial direction 22 magnetized permanent magnet 3 , The permanent magnet arrangement 30 has two clamping means 5 and the permanent magnet 3 on, with the clamping means 5 each on opposite narrow sides 311 of the permanent magnet 3 are arranged. The clamping means 5 are approximately dovetail-shaped in cross section, so that they each web-like over the broadsides 312 of the permanent agent 3 sublime, and two opposing joining means 53 form. As a result, the permanent magnets 3 very easy in a rotor 12 or stator 11 insertable. The joining agents 53 embrace the broadsides 312 so far as they simultaneously surround the border 54 form, leaving the edges 32 of the permanent magnet 3 through the clamping means 5 enclosed and protected.

In der perspektivischen Darstellung der 3(b) ist erkennbar, dass sich das Klemmmittel 5 auch entlang zumindest einer Kopfseite des Dauermagneten 3 erstreckt, die hier durch einen Pfeil 33 angedeutet ist. Der Dauermagnet 3 dieser Dauermagnetanordnung 30 ist daher vollständig von dem Klemmmittel 5 umfasst. Die Gefahr eines Magnetbruchs bei der Montage des Dauermagneten 3 in den Rotor 12 oder Stator 11 oder unter Betriebsbedingungen ist daher sehr gering.In the perspective view of 3 (b) it can be seen that the clamping means 5 also along at least one head side of the permanent magnet 3 extends, here by an arrow 33 is indicated. The permanent magnet 3 this permanent magnet arrangement 30 is therefore completely from the clamping means 5 includes. The risk of magnetic breakage during assembly of the permanent magnet 3 in the rotor 12 or stator 11 or under operating conditions is therefore very low.

4 zeigt in den (a)–(f) schematisch die Herstellung eines Rotors 12 mit erfindungsgemäßer Dauermagnetanordnung 30. 4 shows in the (a) - (f) schematically the production of a rotor 12 with inventive permanent magnet arrangement 30 ,

4(a) zeigt einen herkömmlichen, hier quaderförmig ausgebildeten Dauermagneten 3. 4 (a) shows a conventional, here parallelepiped permanent magnet 3 ,

Der Dauermagnet 3 wird hier zunächst, wie 4(b) zeigt, mit einer Beschichtung 6 versehen, die ihn vor Korrosion schützt, und die ihn in diesem Ausführungsbeispiel vollständig umgibt. Prinzipiell ist es auch möglich, den Dauermagneten 3 nur in dem Bereich zu beschichten, in dem kein Klemmmittel 5 vorgesehen ist. Eine solche teilweise Beschichtung 6 ist auch noch nach dem Anbringen des Klemmmittels 5 möglich.The permanent magnet 3 will be here first, like 4 (b ) shows with a coating 6 provided that protects him from corrosion, and completely surrounds him in this embodiment. In principle it is also possible to use the permanent magnet 3 only in the area to coat, in which no clamping means 5 is provided. Such a partial coating 6 is still after attaching the clamping means 5 possible.

Dann wird das Klemmmittel 5 am Dauermagneten 3 angeordnet. 4(c) zeigt die Dauermagnetanordnung 30 mit dem Dauermagneten 3 und dem am Dauermagneten 3 angeordneten Klemmmittel 5. Die Beschichtung 6 ist hier nicht explizit gezeigt. Das hier am Dauermagneten 3 angeordnete Klemmmittel 5 erstreckt sich entlang einer Breitseite 312 des Dauermagneten 3 sowie seinen beiden Kopfseiten 32.Then the clamping means 5 on the permanent magnet 3 arranged. 4 (c) shows the permanent magnet arrangement 30 with the permanent magnet 3 and at the permanent magnet 3 arranged clamping means 5 , The coating 6 is not explicitly shown here. This here at the permanent magnet 3 arranged clamping means 5 extends along a broadside 312 of the permanent magnet 3 as well as its two head pages 32 ,

Erst nach dem Herstellen der Dauermagnetanordnung 30 wird der Dauermagnet 3 magnetisiert. Dies zeigt 4(d).Only after the production of the permanent magnet arrangement 30 becomes the permanent magnet 3 magnetized. this shows 4 (d) ,

Die Dauermagnetanordnung 30 mit magnetisiertem Dauermagneten 3 ist für einen Rotor 12 oder Stator 11 einer elektrischen Maschine 1 verwendbar. Die 4(e) zeigt das Einschieben der Dauermagnetanordnung 30 mit magnetisiertem Dauermagneten 3 in einen Rotor 12. Dabei ist die Einführrichtung 24 die axiale Richtung 21 des Rotors 12 sowie die axiale Richtung des Dauermagneten 3.The permanent magnet arrangement 30 with magnetized permanent magnet 3 is for a rotor 12 or stator 11 an electric machine 1 usable. The 4 (e) shows the insertion of the permanent magnet assembly 30 with magnetized permanent magnet 3 in a rotor 12 , Here is the insertion direction 24 the axial direction 21 of the rotor 12 and the axial direction of the permanent magnet 3 ,

Je nach Anforderungen an den Rotor 12 ist das Klemmmittel 5 so dimensionierbar, dass es den Dauermagneten 3 ohne weitere Fixierungsmittel 13 (s. 4(f)) nicht nur ausreichend radial, sondern auch ausreichend axial fixiert. Dies ist insbesondere für elektrische Maschinen 1 der Fall, in denen die Temperaturschwankungen im Rotor 12 oder Stator 11 unter Betriebsbedingungen verhältnismäßig klein sind.Depending on the requirements of the rotor 12 is the clamping means 5 so dimensionable that it is the permanent magnet 3 without further fixatives 13 (S. 4 (f) ) not only sufficiently radial, but also sufficiently fixed axially. This is especially for electrical machines 1 the case in which the temperature fluctuations in the rotor 12 or stator 11 are relatively small under operating conditions.

Aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zwischen Dauermagneten 3 und Klemmmittel 5 ist es aber bei großen Temperaturschwankungen aber erforderlich, dass die Dauermagnetanordnung 3 zusätzlich axial fixiert wird, um eine mögliche Bewegung der Dauermagnetanordnung 30 in ihrer Aussparung 7 sicher zu vermeiden.Due to different expansion coefficients between permanent magnets 3 and clamping means 5 but it is necessary for large temperature fluctuations but that the permanent magnet arrangement 3 additionally axially fixed to a possible movement of the permanent magnet assembly 30 in her recess 7 sure to avoid.

In 4(f) ist daher der Rotor 12 der 4(e) zusätzlich in axialer Richtung 21 beidseitig mit jeweils einem Deckel 13 als Fixierungsmittel versehen. Die Deckel 13 sind jeweils konzentrisch um die Rotorwelle 20 angeordnet. Sie sind aus einem Kunststoff gefertigt. In 4 (f) is therefore the rotor 12 of the 4 (e) additionally in the axial direction 21 both sides each with a lid 13 provided as a fixative. The lids 13 are each concentric around the rotor shaft 20 arranged. They are made of a plastic.

In der hier gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Klemmmittel 5 der im Rotor 12 angeordneten Dauermagnetanordnungen 30 jeweils bis in Ausnehmungen 130 der Deckel 13, so dass die Deckel 13 mit den an den Kopfseiten 33 der Dauermagnete 3 angeordneten Klemmmitteln 5, insbesondere mittels Kunststoffschweißens, miteinander verbindbar sind. Auf diese Weise sind gleichzeitig die Dauermagnetanordnungen 30 im Rotor 12 sowie die Deckel 13 am Rotor 12 axial fixiert.In the embodiment shown here, the clamping means extend 5 the one in the rotor 12 arranged permanent magnet arrangements 30 each up to recesses 130 the lid 13 so the lids 13 with the at the head sides 33 the permanent magnets 3 arranged clamping means 5 , in particular by means of plastic welding, are connectable to each other. In this way, at the same time are the permanent magnet arrangements 30 in the rotor 12 as well as the lids 13 on the rotor 12 axially fixed.

Prinzipiell ist es aber auch möglich, die Deckel 13 ohne Ausnehmungen 130 oder aus einem anderen Material zu fertigen und anderweitig axial, beispielsweise mittels einem Splints, zu fixieren.In principle, it is also possible, the lid 13 without recesses 130 or manufacture from another material and otherwise axially, for example by means of a splint to fix.

Die 5 verdeutlicht das Vorsehen einer Schrägung 51 am Klemmmittel 5, durch die der Dauermagnet 3 in einem Winkel 52 zu einer sich in radialer Richtung 22 erstreckenden Mittellinie 71 durch die Aussparung 7 in dieser angeordnet ist. Der Dauermagnet 3 legt sich dann in tangentialer Richtung 23 des Rotors 12 an eine Seite 72 der Aussparung 7 an.The 5 illustrates the provision of a skew 51 at the clamping means 5 through which the permanent magnet 3 at an angle 52 to a in the radial direction 22 extending centerline 71 through the recess 7 is arranged in this. The permanent magnet 3 then lies in tangential direction 23 of the rotor 12 to one side 72 the recess 7 at.

Sofern alle Dauermagnete 3 mit dieser Schrägung 51 versehen sind, legen sich die Dauermagnetanordnungen 30 in ihrer Aussparung 7 alle an dieselbe Seite 72 an. Dadurch ist der Verlauf des magnetischen Feldes im Rotor 12 gleichmäßiger, als in Rotoren 12, in denen die Dauermagnete 3 an verschiedenen Seiten 72, 73 ihrer Aussparung 7 anliegen. Durch den gleichmäßigeren Verlauf des magnetischen Feldes sind Rastmomente und Momentenwelligkeit der elektrischen Maschine 1 reduziert.If all permanent magnets 3 with this skew 51 are provided, put the permanent magnet arrangements 30 in her recess 7 all on the same page 72 at. As a result, the course of the magnetic field in the rotor 12 more uniform than in rotors 12 in which the permanent magnets 3 on different sides 72 . 73 her recess 7 issue. Due to the more uniform course of the magnetic field are cogging torques and torque ripple of the electric machine 1 reduced.

Die dargestellten Figuren zeigen durchweg Rotoren 12, bei denen eine Dauermagnetanordnung 30 mit einem Dauermagneten 3 in eine Aussparung 7 des Rotors 12 gefügt wird. Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf Rotoren 12 oder Statoren 11, bei denen mehrere Dauermagnete 3 mit einem oder mehreren Klemmmitteln 5 zu einer Dauermagnetanordnung 30 gefügt, dann magnetisiert, und anschließend in den Rotor 12 oder Stator 11 eingeschoben, und gegebenenfalls zusätzlich axial fixiert, werden. The figures shown all show rotors 12 in which a permanent magnet arrangement 30 with a permanent magnet 3 in a recess 7 of the rotor 12 is added. The invention also extends to rotors 12 or stators 11 in which several permanent magnets 3 with one or more clamping means 5 to a permanent magnet arrangement 30 joined, then magnetized, and then into the rotor 12 or stator 11 inserted, and optionally additionally fixed axially.

Beispielsweise sind die beiden Dauermagnete 3 einer Magnetisierungseinheit 300 des Rotors 12 der (a) gemeinsam mit einem oder mehreren Klemmmitteln 5 zu einer Dauermagnetanordnung 30 herstellbar, magnetisierbar und dann in den Rotor 12 fügbar.For example, the two permanent magnets 3 a magnetization unit 300 of the rotor 12 of the (A) together with one or more clamping means 5 to a permanent magnet arrangement 30 can be produced, magnetized and then into the rotor 12 fügbar.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1921734 A1 [0008] EP 1921734 A1 [0008]

Claims (15)

Dauermagnetanordnung (30) für eine elektrische Maschine, mit einem Dauermagneten (3) und einem Klemmmittel (5), das stoffschlüssig am Dauermagneten (3) angeordnet ist, wobei der Dauermagnet (3) magnetisiert wird, nachdem das Klemmmittel (5) befestigt worden ist.Permanent magnet arrangement ( 30 ) for an electric machine, with a permanent magnet ( 3 ) and a clamping means ( 5 ), the material fit on the permanent magnet ( 3 ), wherein the permanent magnet ( 3 ) is magnetized after the clamping means ( 5 ) has been attached. Dauermagnetanordnung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel (5) an zumindest einer Längsseite (31) des Dauermagneten (3), welche sich in eine axiale Richtung (21) erstreckt, vorgesehen ist, und insbesondere sich das Klemmmittel (5) über die Längsseite (31) flächig erstreckt.Permanent magnet arrangement ( 30 ) according to claim 1, characterized in that the clamping means ( 5 ) on at least one longitudinal side ( 31 ) of the permanent magnet ( 3 ), which extend in an axial direction ( 21 ) is provided, and in particular the clamping means ( 5 ) over the long side ( 31 ) extends flat. Dauermagnetanordnung (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (3) zwei sich gegenüber liegende Kopfseiten (32) aufweist, an denen das Klemmmittel (5) zudem angeordnet ist.Permanent magnet arrangement ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet ( 3 ) two opposite head pages ( 32 ), on which the clamping means ( 5 ) is also arranged. Dauermagnetanordnung (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel (5) durch eine Umspritzung oder Umgießen des Dauermagneten (3) mit einem elastischen und/oder plastischen Material gebildet ist.Permanent magnet arrangement ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping means ( 5 ) by an encapsulation or encapsulation of the permanent magnet ( 3 ) is formed with an elastic and / or plastic material. Dauermagnetanordnung (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem das Klemmmittel (5) gebildet ist, ein Duroplast, ein Thermoplast oder ein Gummi ist. Permanent magnet arrangement ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the material from which the clamping means ( 5 ), a thermoset, a thermoplastic or a rubber is. Dauermagnetanordnung (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Bereich (55) ohne Klemmmittel (5) aufweist, wobei er zumindest in dem Bereich (55) ohne Klemmmittel (5) eine Beschichtung (6) aufweist.Permanent magnet arrangement ( 30 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an area ( 55 ) without clamping means ( 5 ), at least in the area ( 55 ) without clamping means ( 5 ) a coating ( 6 ) having. Rotor (12) oder Stator (11) einer elektrischen Maschine (1) mit einer Dauermagnetanordnung (30) nach einem der vorherigen Ansprüche.Rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) an electric machine ( 1 ) with a permanent magnet arrangement ( 30 ) according to one of the preceding claims. Rotor (12) oder Stator (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Aussparung (7) aufweist, die sich in eine axiale Richtung (21) des Rotors (12) oder Stators (11) erstreckt, und die zur Aufnahme der Dauermagnetanordnung (30) vorgesehen ist.Rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) according to claim 7, characterized in that it has a recess ( 7 ) extending in an axial direction ( 21 ) of the rotor ( 12 ) or stators ( 11 ) and for receiving the permanent magnet arrangement ( 30 ) is provided. Rotor (12) oder Stator (11) nach einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Fixierungsmittel (13) aufweist, mit dem die Dauermagnetanordnung (30) gegen ein Verschieben in und/oder gegen eine Einführrichtung (24) der Dauermagnetanordnung (30) in den Rotor (12) oder Stator (11) gesichert ist.Rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) according to any one of claims 7-8, characterized in that it comprises a fixing means ( 13 ), with which the permanent magnet arrangement ( 30 ) against shifting in and / or against an insertion direction ( 24 ) of the permanent magnet arrangement ( 30 ) in the rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) is secured. Rotor (12) oder Stator (11) nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel (5) eine Schrägung (51) aufweist, die so vorgesehen ist, dass die im Rotor (12) oder Stator (11) angeordnete Dauermagnetanordnung (30) in einem Winkel (52) zu einer Mittellinie (71) der Aussparung (7) angeordnet ist.Rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) according to any one of claims 7-9, characterized in that the clamping means ( 5 ) a skew ( 51 ), which is provided so that in the rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) arranged permanent magnet arrangement ( 30 ) at an angle ( 52 ) to a centerline ( 71 ) of the recess ( 7 ) is arranged. Elektrische Maschine (1) mit einem Rotor (12) oder Stator (11) nach einem der Ansprüche 7–10.Electric machine ( 1 ) with a rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) according to any one of claims 7-10. Verfahren zum Herstellen eines eines Rotors (12) oder Stators (11) für eine elektrische Maschine (1), insbesondere mit einer Dauermagnetanordnung (30) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, • dass ein Klemmmittel (5) an einem Dauermagneten (3) angeordnet wird – insbesondere bevor der Dauermagnet (3) magnetisiert wird; • dass die aus dem Dauermagneten (3) und dem Klemmmittel (5) gebildete Dauermagnetanordnung (30) in eine Einführrichtung (24) in eine Aussparung (7) des Rotors (12) oder Stators (11) eingeführt wird; und • wobei der Dauermagnet vor oder nach dem Einführen der Dauermagnetanordnung in die Aussparung magnetisiert wird.Method for producing a rotor ( 12 ) or stators ( 11 ) for an electric machine ( 1 ), in particular with a permanent magnet arrangement ( 30 ) according to any one of claims 1-7, characterized in that • a clamping means ( 5 ) on a permanent magnet ( 3 ) - especially before the permanent magnet ( 3 ) is magnetized; • that from the permanent magnet ( 3 ) and the clamping means ( 5 ) formed permanent magnet arrangement ( 30 ) in an insertion direction ( 24 ) in a recess ( 7 ) of the rotor ( 12 ) or stators ( 11 ) is introduced; and • wherein the permanent magnet is magnetized before or after insertion of the permanent magnet assembly into the recess. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, • dass das Klemmmittel (5) durch Umspritzen des Dauermagneten (3) mit einem elastischen und/oder plastischen Material hergestellt wird.Method according to claim 12, characterized in that the clamping means ( 5 ) by encapsulation of the permanent magnet ( 3 ) is made with an elastic and / or plastic material. Verfahren nach einem der Ansprüche 12–13, dadurch gekennzeichnet, • dass der Dauermagnet (3) vor oder nach dem Anordnen des Klemmmittels (5) am Dauermagneten (3) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (6) versehen wird.Method according to one of claims 12-13, characterized in that • the permanent magnet ( 3 ) before or after arranging the clamping means ( 5 ) on the permanent magnet ( 3 ) at least partially with a coating ( 6 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, • dass am Rotor (12) oder Stator (11) ein Fixierungsmittel (13) angeordnet wird, welches die Dauermagnetanordnung (30) gegen ein Verschieben in und/oder gegen die Einführrichtung (24) sichert.Method according to one of claims 12-14, characterized in that • that on the rotor ( 12 ) or stator ( 11 ) a fixative ( 13 ) is arranged, which the permanent magnet arrangement ( 30 ) against shifting in and / or against the insertion direction ( 24 ) secures.
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