DE102013101957A1 - Magnetträger - Google Patents

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DE102013101957A1
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Abstract

Rotor (1), insbesondere Permanentmagnetrotor, für eine elektrische Maschine, mit einem konzentrisch zu einer Achse des Rotors (1) angeordneten Magnetträger (3, 3‘), wobei der Magnetträger (3, 3‘) an seiner Außenseite Ausformungen (7) aufweist, einer Mehrzahl von an der Außenseite des Magnetträgers angeordneten Magneten (5), welche in Umfangsrichtung des Magnetträgers nebeneinander und zueinander beabstandet an dem Magnetträger angeordnet sind, wobei die Magnete jeweils zwischen den Ausformungen (7) angeordnet sind, und Kunststoff (9), welcher jeweils zwischen den Magneten (5) angeordnet ist und die Ausformungen (7) zumindest teilweise umschließt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine und ein Herstellverfahren für einen Rotor.
  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Permanentmagnetrotoren bekannt, wobei aus dem Stand der Technik bekannte Anordnungen einen Magnetträger umfassen, auf welchem Magnete außen angeordnet sind. Die Magnete werden beispielsweise durch Kunststoff in ihrer Lage gehalten.
  • So offenbart die EP 1 748 533 B1 einen Permanentmagnetrotor mit einem Kunststoffkäfig, in welchen Magnete in axialer Richtung eingeschoben werden können.
  • Kunststoffkäfige oder andere aus Kunststoff gegossene Teile zur Lagesicherung der Magnete weisen jedoch häufig eine geringe Belastbarkeit auf, sodass Drehzahlen begrenzt sind oder große Querschnitte benötigt werden, um den Lasten standzuhalten. Als unpraktisch hat sich auch das axiale Einschieben der Magnete erwiesen, da es fertigungstechnisch aufwändig ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, aus dem Stand der Technik bekannte Rotoren zu verbessern oder verbesserte Herstellverfahren für Rotoren, insbesondere Permanentmagnetrotoren anzugeben. Dabei sind mögliche Verbesserungspunkte eine leichtere Herstellbarkeit oder eine höhere Belastbarkeit, wobei auch weitere Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erwünscht sein können.
  • Die Aufgabe wird mit einem Rotor nach Anspruch 1, einem Rotor nach dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch und einem Herstellverfahren nach dem nebengeordneten Verfahrensanspruch gelöst.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotor, insbesondere einen Permanentmagnetrotor, für eine elektrische Maschine, mit einem konzentrisch zu einer Achse des Rotors angeordneten Magnetträger, wobei der Magnetträger an seiner Außenseite Ausformungen aufweist, einer Mehrzahl von an der Außenseite des Magnetträgers angeordneten Magneten, welche in Umfangsrichtung des Magnetträgers nebeneinander und zueinander beabstandet an dem Magnetträger angeordnet sind, wobei die Magnete jeweils zwischen den Ausformungen angeordnet sind, und Kunststoff, welcher jeweils zwischen den Magneten angeordnet ist und die Ausformungen zumindest teilweise umschließt. Der Kunststoff bildet typischerweise Füllungen zwischen den Magneten.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotor, insbesondere einen Permanentmagnetrotor, für eine elektrische Maschine, mit einem konzentrisch zu einer Achse des Rotors angeordneten Magnetträger, einer Mehrzahl von auf dem Magnetträger angeordneten Magneten, welche in Umfangsrichtung des Magnetträgers nebeneinander und zueinander beabstandet an dem Magnetträger fixiert sind, und Kunststoff, welcher jeweils zwischen den Magneten angeordnet ist, wobei die periphere Oberfläche der Magnete zumindest teilweise kunststofffrei ist.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Rotor in einer der beschriebenen typischen Ausführungsformen, mit einem Anordnen einer Mehrzahl von Magneten nebeneinander und zueinander beabstandet auf einem Magnetträger, wobei der Magnetträger in Bereichen zwischen den Magneten hinterschnittene Ausformungen aufweist, und einem Ausfüllen der Bereiche zwischen den Magneten mit einem Kunststoff, so dass die Ausformungen von Kunststoff umschlossen werden.
  • Bei typischen Ausführungsformen von Rotoren ist ein Magnetträger vorgesehen zur Aufnahme von Magneten. Die Magnete sind typischerweise als Permanentmagnete ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen können zusätzlich oder ausschließlich auch Elektromagnete vorgesehen sein. Die Magnete sind typischerweise in Umfangsrichtung des Magnetträgers nebeneinander und zueinander beabstandet an dem Magnetträger angeordnet oder fixiert. Typischerweise haben die Magnete eine längliche Form, beispielsweise weisen sie eine Kantenlänge auf, welche länger ist als die beiden anderen Kantenlängen. Die längere Kantenlänge ist dabei üblicherweise in Richtung der Rotorachse ausgerichtet. Bei weiteren Ausführungsformen sind Magnete mit mindestens zwei gleichen Kantenlängen oder einer längeren Kantenlänge in Umfangsrichtung vorgesehen. Typischerweise sind die Magnete in Richtung der Achse des Rotors ausgerichtet. Der hierin so genannte Magnetträger hat typischerweise die Funktion einen optimalen Magnetfluss zu gewährleisten und dabei gleichzeitig ein möglichst geringes Gewicht zu haben. An Stelle des Magnetträgers kann bei Ausführungsformen auch der Begriff Magnetflussblech verwendet werden. Der optimale Magnetfluss stellt einen Magnetfluss bei einer Vollwelle aus leitfähigem Material dar. Eine Haltefunktion für die Magnete kommt dem Magnetträger nicht zwingend zu. Eine solche Haltefunktion kann auch durch andere Bauteile eines Rotors übernommen werden.
  • Die Magnete sind typischerweise jeweils zwischen Ausformungen des Magnetträgers angeordnet. Typische Ausformungen umfassen Stifte oder Vierkantbolzen oder in Längsrichtung, d.h. in Axialrichtung, des Rotors sich erstreckende längliche Ausformungen. Die länglichen Ausformungen können unterbrochen sein oder durchgehend ausgeführt sein.
  • Bei typischen Ausführungsformen sind die Ausformungen hinterschnitten. Weitere Ausführungsformen weisen Ausformungen ohne hinterschnittene Bereiche auf. Bei typischen Ausführungsformen sind die Ausformungen zumindest teilweise hinterschnitten. Typischerweise ist eine Hinterschneidung auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Ausformung angeordnet. Typische Ausformungen weisen eine Schwalbenschwanzform auf. Eine Schwalbenschwanzform bietet den Vorteil eines einfachen Aufbaus und einer zuverlässigen Fixierung. Typische Ausformungen sind in Längsrichtung des Rotors als Schiene mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind die Ausformungen pilzförmig, rechteckig oder noppenförmig.
  • Typischerweise weisen die Magnete eine geringere Breite auf als der Abstand zwischen den an der Außenseite des Magnetträgers angeordneten Ausformungen. Dies ermöglicht eine Montage der Magnete in radialer Richtung zwischen die Ausformungen hinein. Auf diese Weise wird gegenüber einem axialen Einschieben der Magnete die Montage unter Umständen erleichtert. Bei weiteren Ausführungsformen können jedoch die Abstände zwischen den Ausformungen auch geringer sein, sodass die Magnete eingeschoben werden. Auf diese Weise kann eine Belastbarkeit des Rotors verbessert werden.
  • Der Magnetträger ist typischerweise aus einem magnetisch leitenden Material, insbesondere einem Elektroblech oder Stahl ausgeführt, Beispiele weisen die Bezeichnungen C45, M270-35A oder NO20 auf. Typische Ausformungen weisen im Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Rotors einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei der trapezförmige Querschnitt einseitig oder beidseitig hinterschnitten sein kann. Beidseitige Hinterschneidungen führen zu einem Schwalbenschwanzquerschnitt.
  • Bei typischen Ausführungsformen weisen die Magnete einen in radialer Richtung zulaufenden Querschnitt auf. Dies ermöglicht eine verbesserte Einbringung des Kunststoffmaterials. Bei weiteren Ausführungsformen weisen die Magnete einen in radialer Richtung nach außen zunehmenden Querschnitt oder einen gleichbleibenden Querschnitt auf. Typische Magnete weisen eine Form auf, welche der Kreisform des Magnetträgers angepasst ist.
  • Typischerweise ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Ausformungen bzw. zwischen deren breitester Stelle mindestens so breit wie die Breite eines der Magnete, typischerweise ist dieser Abstand mindestens 0,5 mm oder mindestens 1 mm größer als ein Magnet breit ist. Dies erleichtert ein Einsetzen der Magnete und ein Ausfüllen der Zwischenräume mit Kunststoff. Insbesondere im Zusammenspiel mit hinterschnittenen Ausformungen, wie beispielsweise einem Schwalbenschwanzprofil, ergibt sich ein guter Formschluss zwischen Magnetträger, Kunststoff und Magnet. Bei Ausführungsformen der Erfindung wird die Verbindung zwischen dem Magnetträger über den Kunststoff zu dem Magneten zumindest hauptsächlich auf Druck belastet, sodass Zugkräfte minimiert werden. Da Kunststoff allgemein eine größere Festigkeit bei Druckbelastung als bei Zugbelastung aufweist, wird die Belastbarkeit der Verbindung erhöht, sodass höhere Drehzahlen ermöglicht werden.
  • Bei typischen Ausführungsformen weist der Magnetträger an der Position der Magnete Vertiefungen auf, in welchen die Magnete aufgenommen werden. Auf diese Weise werden die Magnete in Umfangsrichtung sicher in ihrer Position fixiert. Bei weiteren Ausführungsformen sind für die Magnete keine zusätzlichen Vertiefungen vorgesehen. Dies erleichtert die Herstellung des Magnetträgers.
  • Bei typischen Ausführungsformen ist die periphere Oberfläche der Magnete zumindest teilweise kunststofffrei. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Magneten des Rotors und einem Stator minimiert und der Magnetfluss verbessert werden kann.
  • Bei Ausführungsformen ist innerhalb des Magnetträgers ein Rotorkern aus Kunststoff angeordnet. Der Rotorkern sitzt typischerweise einer Welle auf. Der Rotorkern weist typischerweise eine radiale Dicke auf, welche größer ist als die Dicke des Magnetträgers. Bei weiteren Ausführungsformen ist der Rotorkern kleiner. Ein solcher Rotorkern bietet den Vorteil, dass das Gewicht des Rotors verringert wird. Der Rotorkern weist üblicherweise eine Dicke in radialer Richtung von mindestens 10% des Radius des Rotors auf. Der Radius des Rotors entspricht dabei typischerweise dem Abstand zwischen der Drehachse des Rotors und einer Außenfläche von zumindest einem der auf dem Magnetträger angeordneten Magneten oder der Außenfläche einer Füllung aus Kunststoff, welche zwischen den Magneten angeordnet ist. Bei Ausführungsbeispielen beträgt die Dicke des Rotorkerns in radialer Richtung zumindest 20%, zumindest 30% oder zumindest 40% des Radius des Rotors. Zusätzliche Vorteile können mit einer Dicke in radialer Richtung von mindestens 45%, mindestens 50% oder mindestens 55% erreicht werden. Bei typischen Ausführungsformen ist der Rotorkern zwischen den Magneten angeordneten Kunststoff einstückig ausgebildet. Der Rotorkern kann jedoch auch getrennt von dem Kunststoff zwischen den Magneten ausgebildet sein. Dabei können auch unterschiedliche Kunststoffe für den Rotor und zur Magnetfixierung verwendet werden.
  • Typischerweise werden Rotoren, welche hierin beschrieben werden, hergestellt, indem eine Mehrzahl von Magneten nebeneinander und zueinander beabstandet auf einem Magnetträger angeordnet werden, insbesondere in radialer Richtung oder mit radial ausgerichteter Bewegungsrichtung aufgesetzt werden und anschließend Bereiche zwischen den Magneten mit einem Kunststoff ausgefüllt werden, sodass die Ausformungen von dem Kunststoff oder von Füllungen, welche mit dem Kunststoff gebildet werden, umschlossen werden. Die Ausformungen sind typischerweise hinterschnittene Ausformungen, welche zwischen den Magneten einstückig mit dem Magnetträger ausgebildet sind.
  • Typischerweise wird der Kunststoff verspritzt oder vergossen. Typische Kunststoffe können Thermoplaste oder Duroplaste sein. Duroplaste können steifer, zäher oder resistenter gegenüber Chemikalien sein. Thermoplaste können günstiger oder einfacher in der Herstellung sein. Zusätzlich können in die Kunststoffe Fasern oder andere Materialien eingebracht sein, die Eigenschaften der Kunststoffe verbessern. Bei Ausführungsformen mit einem Rotorkern kann der Rotorkern zusammen mit dem Kunststoff zwischen den Magneten gegossen oder gespritzt werden. Ein Vergießen kann mit einem Schwerkraftverguss erfolgen, ein Verspritzen mit einem Spritzgussverfahren. Typische Magnetträger sind aus Vollmaterial hergestellt, bei weiteren Magnetträgern sind Ausnehmungen vorgesehen, um Gewicht einzusparen. Dies bietet den Vorteil eines verbesserten Magnetflusses über den Magnetträger. Weitere Magnetträger sind mehrteilig, beispielsweise aus Scheiben oder Rotorblechen, hergestellt. Ein Rotorkern aus Kunststoff bietet Gewichtsvorteile.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Ausführungsform in einer schematisch geschnittenen Ansicht;
  • 2 eine weitere Ausführungsform in einer schematisch geschnittenen Ansicht;
  • 3 die Ausführungsform der 2 schematisch im Querschnitt;
  • 4 ein Detail der Ausführungsform der 1; und
  • 5 ein Detail einer weiteren Ausführungsform.
  • Beschreibung typischer Ausführungsbeispiele
  • In der 1 ist eine typische Ausführungsform eines Rotors 1, welcher als Permanentmagnetrotor ausgeführt ist, gezeigt. Der Rotor 1 umfasst einen Magnetträger 3, auf welchem Magnete 5 angeordnet sind. Die Magnete 5 sind auf dem Magnetträger 3 jeweils zwischen Ausformungen 7 angeordnet. Die Ausformungen 7 sind einstückig mit dem Magnetträger 3 ausgebildet, oder formschlüssig oder stoffschlüssig dauerhaft mit diesem verbunden, beispielsweise angeschweißt oder angeklebt. Zwischen den Magneten 5 und den Ausformungen 7 ist jeweils Kunststoff 9 angeordnet, welcher die Ausformungen 7 vollständig umschließt und welcher passgenau sowohl an den Ausformungen 7 als auch an Teilflächen der Magnete 5 anliegt. Der Kunststoff 9 bildet somit Füllungen zwischen den Magneten 5.
  • Einzelheiten im Zusammenhang mit den Ausformungen 7, den Füllungen aus Kunststoff 9 und den Magneten 5 sind in der 4 gezeigt, wobei außerdem in der 5 eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit dieses Bereichs gezeigt wird.
  • Der Rotor 1 ist als Permanentmagnetrotor ausgebildet, wobei die Magnete 5 als Permanentmagnete ausgebildet sind. Der Rotor 1 ist dazu vorgesehen, auf einer Welle angeordnet zu werden (in 1 nicht dargestellt), wobei der Antrieb durch ein Magnetfeld erfolgt, welches durch einen Stator (nicht gezeigt) generiert wird.
  • Zum besseren Anschluss an eine Welle umfasst der Magnetträger 3 Nuten 10, in welche Leisten einer Welle eingreifen können. Weitere Ausführungsformen von Magnetträgern haben eine zylinderförmige Innenfläche ohne Nuten. Bei der Ausführungsform der 1 sind außerdem optionale Materialausnehmungen 11 vorgesehen, um das Gewicht des Magnetträgers 3 zu reduzieren. Wie bei anderen Bezugszeichen und Merkmalen auch, sind nicht alle Materialausnehmungen in der 1 mit einem Bezugszeichen versehen, um die Übersichtlichkeit zu verbessern.
  • Materialausnehmungen in dem Magnetträger sind nicht in allen Ausführungsformen vorhanden. Bei weiteren Ausführungsformen ist zumindest ein Teil der Materialausnehmungen des Magnetträgers mit einem Kunststoff gefüllt, beispielsweise demselben Kunststoff wie der Kunststoff der Füllungen. Dies ermöglicht ein Auswuchten, falls nur einige der Materialausnehmungen des Magnetträgers gefüllt sind.
  • Hergestellt wird die Ausführungsform der 1, indem auf den Magnetträger 3 die Magnete 5 aufgesetzt werden. Die Magnete 5 werden in radialer Richtung von radial außen in die vorgesehenen Bereiche zwischen den Ausformungen 7 aufgesetzt. Anschließend wird der Kunststoff 9 eingespritzt in einem Spritzgussverfahren oder in einem Gussverfahren gegossen. Die einzelnen Abschnitte der Füllungen mit dem Kunststoff 9 können bei Ausführungsformen auch die Magnete 5 zumindest teilweise überdecken. Bei typischen Ausführungsbeispielen werden Schichten bevorzugt, deren Dicke maximal 10% oder maximal 5% der Dicke des Magneten beträgt. Weiterhin können die einzelnen Abschnitte des Kunststoffs 9 an axialen Enden über eine Scheibe, einen Flansch oder einen Ring verbunden werden, so dass ein Einspritzgussverfahren oder ein Vergussverfahren erleichtert wird und die Magnete zusätzlich axial gesichert werden.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung der weiteren Figuren wird auf die Beschreibung der Ausführungsform der 1 Bezug genommen, wobei für gleiche oder ähnliche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. In den Figuren sind jeweils nicht alle gleichen Teile mit einem Bezugszeichen versehen, um die Übersichtlichkeit zu verbessern. Dies trifft beispielsweise auf die Magneten oder die Ausformungen zu.
  • In der 2 ist eine Ausführungsform mit einem Rotorkern 15 gezeigt, wobei für die übrigen Teile auf die Beschreibung der 1 verwiesen wird.
  • Der Rotor 1 der Ausführungsform der 2 umfasst einen Rotorkern 15, welcher ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist. Der Rotorkern 15 sitzt auf einer Hohlwelle 16 mit Nuten 17 auf.
  • In der 3 ist der Rotorkern der 2 schematisch im Querschnitt gezeigt. Der Rotorkern umfasst an seinen axialen Enden jeweils Flansche 18, welche einstückig mit dem Rotorkern 15 ausgeführt sind. Die Füllungen aus Kunststoff 9 (siehe 2) sind über die Flansche 18 miteinander verbunden. Weiterhin sind axial hervorstehende Ringe 19 vorgesehen. Zur Gewichtsreduzierung weist der Rotorkern 15 außerdem Ausnehmungen auf, durch welche eine Speichenstruktur des Rotorkerns (siehe auch 2) geschaffen wird. Zur Stabilisierung des Rotorkerns sind Stege 20 vorgesehen.
  • Typischerweise wird für den Rotorkern derselbe Kunststoff wie für die Füllungen aus Kunststoff zwischen den Magneten verwendet. Weiterhin ist es möglich, bei Ausführungsformen an zumindest einem der axialen Enden des Rotorkerns eine Scheibe, einen Ring oder einen Flansch vorzusehen, über welche(n) der Rotorkern mit den Füllungen zwischen den Magneten in Verbindung steht, sodass in einem gemeinsamen Spritzvorgang der Rotorkern zusammen mit den Füllungen gespritzt werden kann. Ein anschließendes Entfernen eines solchen Ringes ist möglich, weiterhin ist es möglich, in entsprechenden Formen sowohl die Füllungen als auch den Rotorkern zwar räumlich getrennt voneinander aber in einem Vorgang zu gießen oder zu spritzen. Durch Abtragen von Bereichen des Rings oder des Flansches ist auch ein Negativwuchten möglich.
  • In der 4 sind Einzelheiten der Ausführungsform der 1, insbesondere Einzelheiten der Befestigung der Magnete gezeigt. In der 4 ist lediglich eine der Ausformungen 7 dargestellt. Die Ausformung 7 weist im Querschnitt eine Schwalbenschwanz-Form auf. Es existieren zwei Hinterschneidungen 21 und 22, welche die Schwalbenschwanz-Form bedingen. Weiterhin sind neben der Ausformung 7 beidseitig jeweils Absätze 24 und 25 dargestellt. Die Absätze 24 und 25 begrenzen jeweils Vertiefungen 26, in welchen Magnete 5 aufgenommen sind. Die Absätze 24 und 25 am Rand der Vertiefungen 26, in welche die Magnete eingelegt werden können, stabilisieren die Magnete zusätzlich, insbesondere auch während des Herstellverfahrens, bevor der Kunststoff gespritzt oder ausgehärtet ist.
  • Die Magnete 5 weisen teilweise gekrümmte Begrenzungsflächen im Querschnitt auf. An den Seiten, welche jeweils zu den Ausformungen 7 ausgerichtet sind, sind geneigte Seitenflächen 30 vorgesehen. Bei Magneten typischer Ausführungsformen entspricht die Neigung von Seitenflächen, welche in Richtung der Ausformungen 7 ausgerichtet sind, zumindest im Wesentlichen dem Winkel der Flanken der Ausformungen. Auf diese Weise wird ein zumindest im Wesentlichen gleichmäßiger Abstand zwischen den Magneten und den Ausformungen erreicht, sodass zuverlässig eine Verfüllung mit Kunststoff möglich ist.
  • Die Magnete 5 weisen eine Breite auf, sodass sie radial von außen zwischen den Ausformungen 7 eingelegt werden können. Die Magnete 5 müssen nicht in axialer Richtung eingeschoben werden. Der Kunststoff 9 wird erst nach Einlegen der Magnete 5 gegossen oder gespritzt.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die Seitenflächen der Magnete geneigt, sodass die Magnete nach radial außen sich verjüngen. Dabei bezeichnet der Ausdruck „Seitenflächen“ üblicherweise die Flächen, deren Flächennormale in Umlaufrichtung und in radialer, jedoch nicht in axialer Richtung ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird der Kunststoff zwischen den Magneten und den Ausformungen im Wesentlichen auf Druck belastet.
  • In der 5 ist eine Einzelheit einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Bezüglich der Teile, welche nicht in der 5 gezeigt sind, oder bezüglich der Beschreibung von Teilen, welche in der 5 gezeigt sind, aber im Folgenden nicht beschrieben werden, wird auf die Beschreibungen zu den Ausführungsformen der anderen Figuren verwiesen. Allgemein ist bei Schnittzeichnungen dieser Anmeldung davon auszugehen, dass die gezeigten Schnitte über eine endliche Strecke der jeweiligen Rotoren gleichbleibend sind. So sind sowohl die Einbuchtungen von Ausführungsformen als auch Ausformungen von Ausführungsformen typischerweise in Axialrichtung unverändert oder schienenförmig. Bei weiteren Ausführungsformen können Einbuchtungen oder Ausformungen auch unterbrochen sein.
  • Die Magnete 5 der Ausführungsform der 5 weisen ebenfalls geneigte Seitenflächen 30 auf. Die geneigten Seitenflächen 30 ermöglichen einen Formschluss mit dem Kunststoff.
  • Ausführungsformen weisen Magnete mit geneigten Seitenflächen auf, wobei die Neigung der Seitenflächen gegenüber der radialen Richtung typischerweise zumindest 10°, bei weiteren typischen Ausführungsbeispielen zumindest 20° oder zumindest 30° beträgt. Die Neigungen betragen typischerweise maximal 70° oder maximal 60° oder maximal 50° gegenüber der radialen Richtung. Auf diese Weise werden die Magnete zuverlässig an dem Magnetträger gehalten.
  • Bei der Ausführungsform der 5 weist ein Magnetträger 3’ einer weiteren Ausführungsform eines Rotors eine hinterschnittene Einbuchtung 35 auf, welche in einem Spritzgussverfahren oder in einem Normalkraft-Gießverfahren, hierin auch Vergießen genannt, mit Kunststoff verfüllt wird.
  • Beim Verfüllen der Einbuchtung 35 und dem Zwischenraum zwischen den Magneten 5 mit dem Kunststoff 9 werden die Magnete 5 in ihrer Lage fixiert. Für die Ausführungsform der 5 gelten entsprechende Merkmale und Vorteile der anderen Ausführungsformen bei gleichen oder ähnlichen Merkmalen analog. So sind bei der Ausführungsform der 5 ebenfalls Absätze 24 und 25 sowie Vertiefungen 26 für die Magnete vorgesehen, um die Lagesicherung der Magnete 5 weiter zu verbessern. Auch die Ausführungsform der 5 kann mit oder ohne Rotorkern aus Kunststoff ausgeführt werden.
  • Sämtliche Ausführungsformen können mit verschiedenen Herstellverfahren hergestellt werden, beispielsweise kann der Kunststoff gegossen oder gespritzt werden, wobei ein gleichzeitiges Spritzen oder Gießen sowohl eines Rotorkerns als auch der Füllungen zwischen den Magneten möglich ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. In den Ansprüchen sind weitere Merkmale von typischen Ausführungsformen angegeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1748533 B1 [0003]

Claims (13)

  1. Rotor (1), insbesondere Permanentmagnetrotor, für eine elektrische Maschine, mit – einem konzentrisch zu einer Achse des Rotors (1) angeordneten Magnetträger (3, 3‘), wobei der Magnetträger (3, 3‘) an seiner Außenseite Ausformungen (7) aufweist, – einer Mehrzahl von an der Außenseite des Magnetträgers angeordneten Magneten (5), welche in Umfangsrichtung des Magnetträgers nebeneinander und zueinander beabstandet an dem Magnetträger angeordnet sind, wobei die Magnete jeweils zwischen den Ausformungen (7) angeordnet sind, und – Kunststoff (9), welcher jeweils zwischen den Magneten (5) angeordnet ist und die Ausformungen (7) zumindest teilweise umschließt.
  2. Rotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (7) zumindest teilweise hinterschnitten sind.
  3. Rotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (5) eine geringere Breite aufweisen als der Abstand zwischen den an der Außenseite des Magnetträgers angeordneten Ausformungen (7).
  4. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetträger ein magnetisch leitendes Material umfasst.
  5. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (7) im Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Rotors (1) einen Trapez-förmigen Querschnitt aufweisen.
  6. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete als Permanentmagnete ausgebildet sind.
  7. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (5) einen in radialer Richtung nach außen zulaufenden Querschnitt aufweisen.
  8. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die periphere Oberfläche der Magnete (5) zumindest teilweise Kunststofffrei ist.
  9. Rotor (1), insbesondere Permanentmagnetrotor, für eine elektrische Maschine, mit – einem konzentrisch zu einer Achse des Rotors (1) angeordneten Magnetträger, – einer Mehrzahl von auf dem Magnetträger angeordneten Magneten (5), welche in Umfangsrichtung des Magnetträgers nebeneinander und zueinander beabstandet an dem Magnetträger fixiert sind, und – Kunststoff, welcher jeweils zwischen den Magneten (5) angeordnet ist, wobei die periphere Oberfläche der Magnete zumindest teilweise Kunststofffrei ist.
  10. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen innerhalb des Magnetträgers angeordneten Rotorkern aus Kunststoff.
  11. Herstellverfahren für einen Rotor (1) für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Rotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit: – Anordnen einer Mehrzahl von Magneten (5) nebeneinander und zueinander beabstandet auf einem Magnetträger, wobei der Magnetträger in Bereichen zwischen den Magneten (5) hinterschnittene Ausformungen (7) aufweist, und – Ausfüllen der Bereiche zwischen den Magneten (5) mit einem Kunststoff, so dass die Ausformungen (7) von Kunststoff umschlossen werden.
  12. Herstellverfahren für einen Rotor (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen einer Welle und dem Magnetträger angeordneter Rotorkern aus dem gleichen Kunststoff gefertigt wird.
  13. Herstellverfahren für einen Rotor (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete vor dem Ausfüllen mit dem Kunststoff in einer radialen Richtung auf den Magnetträger aufgesetzt werden.
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