DE102013222340A1 - Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts - Google Patents

Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts Download PDF

Info

Publication number
DE102013222340A1
DE102013222340A1 DE201310222340 DE102013222340A DE102013222340A1 DE 102013222340 A1 DE102013222340 A1 DE 102013222340A1 DE 201310222340 DE201310222340 DE 201310222340 DE 102013222340 A DE102013222340 A DE 102013222340A DE 102013222340 A1 DE102013222340 A1 DE 102013222340A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
permanent magnets
segments
electric machine
household appliance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201310222340
Other languages
English (en)
Inventor
Axel Walter
Falk Laube
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority to DE201310222340 priority Critical patent/DE102013222340A1/de
Priority to PCT/EP2014/072777 priority patent/WO2015062973A2/de
Publication of DE102013222340A1 publication Critical patent/DE102013222340A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H02K1/30Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/145Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having an annular armature coil
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (6) für eine elektrische Maschine (4) eines Haushaltsgeräts (1), mit einem nichtmagnetischen Träger (19) zum Anbinden des Rotors (6) an eine Motorwelle der elektrischen Maschine (4), einer Vielzahl von Permanentmagneten (9), welche in Umfangsrichtung (10) des Rotors (6) mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sodass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten (9) ausgehender magnetischer Fluss (12) in tangentialer Richtung des Rotors (6) verläuft, einer Vielzahl von magnetisch leitfähigen Rotorsegmenten (13), welche zur Konzentration des magnetischen Flusses (12) der jeweiligen Permanentmagnete (9) in einem Luftspalt (14) der elektrischen Maschine (4) ausgebildet sind, wobei die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente (13) in Umfangsrichtung (10) des Rotors (6) beabstandet zueinander verteilt angeordnet und an dem nichtmagnetischen Träger (19) befestigt sind, und wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorsegmenten (13) ein Zwischenraum (23) ausgebildet ist und in jedem Zwischenraum (23) jeweils einer der Permanentmagnete (9) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts. Die Erfindung betrifft außerdem ein Haushaltsgerät, insbesondere zur Pflege von Wäschestücken, mit einer elektrischen Maschine zum Antreiben einer drehbaren Komponente des Haushaltsgeräts, wobei die elektrische Maschine einen erfindungsgemäßen Rotor aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts.
  • Elektrische Maschinen für Haushaltsgeräte sind bereits aus dem Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Das Interesse gilt vorliegend insbesondere einer elektrischen Maschine für ein Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken, wie beispielsweise eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner. Es ist bereits Stand der Technik, bei derartigen Haushaltsgeräten eine Synchronmaschine bzw. einen so genannten bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) zum Antreiben einer Wäschetrommel einzusetzen. Der Stator einer solchen elektrischen Maschine weist eine elektrische Wicklung auf, welche gegebenenfalls aus mehreren Phasensträngen bestehen kann. Der Rotor trägt hingegen Permanentmagnete und weist außerdem ein ferromagnetisches – insbesondere ein weichmagnetisches – Material auf, durch welches der räumliche Verlauf des magnetischen Flusses der Permanentmagnete im Wesentlichen bestimmt wird. In diesem Zusammenhang kann der Rotor beispielsweise mehrere Rotorsegmente aus weichmagnetischem Material umfassen, welche zur Konzentration des magnetischen Flusses am radialen Außenumfang bzw. im so genannten Luftspalt der Maschine dienen. Das ferromagnetische Material wird üblicherweise in Form von Blechpaketen eingesetzt.
  • Eine elektrische Maschine ist beispielsweise aus dem Dokument US 8 453 313 B2 bekannt.
  • Das magnetisch leitfähige Material wird im Stand der Technik auch als Träger der Permanentmagnete genutzt und übernimmt somit gleichzeitig mehrere Funktionen. Zum einen dient das weichmagnetische Material zum Tragen der Permanentmagnete; zum anderen erfolgt über dieses Material auch eine Anbindung des Rotors an die Motorwelle der elektrischen Maschine. Das weichmagnetische Material muss also einerseits die elektromagnetisch hervorgerufenen Fliehkräfte aufnehmen und andererseits auch für die mechanische Stabilität des Rotors sorgen. Dies beeinflusst wiederum den räumlichen Verlauf des magnetischen Flusses bzw. des magnetischen Kreises.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen im Vergleich zum Stand der Technik hinsichtlich der Verteilung des magnetischen Flusses verbesserten Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, ein Haushaltsgerät sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotor, durch ein Haushaltsgerät sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßer Rotor ist speziell für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts konzipiert, welche zum Antreiben einer drehbaren Komponente des Haushaltsgeräts, insbesondere einer Wäschetrommel, dient. Der Rotor umfasst einen nicht-magnetischen und somit magnetisch nicht leitfähigen Träger – beispielsweise aus Kunststoff –, welcher zum Anbinden des Rotors an eine Motorwelle der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Der Rotor umfasst außerdem eine Vielzahl von Permanentmagneten, welche in Umfangsrichtung des Rotors mit abwechselnder Polung bzw. mit alternierender Magnetisierung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sodass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Rotors verläuft. Der Rotor umfasst des Weiteren eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen und somit ferromagnetischen Rotorsegmenten, welche zur Konzentration des magnetischen Flusses der jeweiligen Permanentmagnete in einem Luftspalt der elektrischen Maschine ausgebildet sind. Die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente sind in Umfangsrichtung des Rotors beabstandet zueinander verteilt angeordnet und an dem nicht-magnetischen Träger befestigt. Durch die Rotorsegmente sind somit magnetisch voneinander getrennte, ferromagnetische Bereiche ausgebildet, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorsegmenten ein Zwischenraum ausgebildet ist und in jedem Zwischenraum jeweils einer der Permanentmagnete angeordnet ist.
  • Durch die Verwendung eines nicht-magnetischen Trägers können die Rotorsegmente derart beabstandet zueinander positioniert werden, dass sie magnetisch voneinander getrennte, ferromagnetische Bereiche bilden, welche zur Konzentration des magnetischen Flusses am radialen Umfang des Rotors dienen. Die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente müssen hier außer den elektromagnetisch hervorgerufenen Kräften – insbesondere den Fliehkräften – keine weiteren Kräfte aufnehmen, da die mechanische Stabilität und die Anbindung an die Motorwelle ausschließlich durch den nicht-magnetischen Träger realisiert wird, der seinerseits keinen baulichen Restriktionen unterliegt, solange er magnetisch nicht-leitfähig ausgebildet ist. Durch die magnetisch nicht-leitfähige Ausgestaltung des Trägers und die Anordnung der Rotorsegmente separat voneinander kann also insgesamt eine verbesserte Verteilung des magnetischen Flusses und somit eine bessere Konzentration des Flusses im Luftspalt der elektrischen Maschine ermöglicht werden. Dieser räumliche Verlauf des magnetischen Kreises wird hier durch den nicht-magnetischen Träger nicht beeinträchtigt, und der magnetische Kreis ist im Wesentlichen ausschließlich durch die Rotorsegmente und die Permanentmagnete selbst bestimmt. Außerdem ergeben sich auch Vorteile bei der Montage des Rotors, da die Permanentmagnete und die Rotorsegmente ohne viel Aufwand an dem nicht-magnetischen Träger befestigt werden können.
  • Vorzugsweise sind die Rotorsegmente länglich ausgeführt und erstrecken sich in radialer Richtung, sodass die Haupterstreckungsrichtung der Rotorsegmente radial verläuft. Der von den Permanentmagneten ausgehende magnetische Fluss wird durch die Rotorsegmente im Wesentlichen um einen Winkel von 90° umgelenkt und am radialen Umfang des Rotors konzentriert.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass durch die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente jeweils ausschließlich ein einziger magnetischer Pol gebildet ist. Die Anzahl der Permanentmagnete entspricht somit insbesondere der Anzahl der Rotorsegmente und der Anzahl der magnetischen Pole.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente jeweils zumindest eine axiale Aussparung aufweisen, in welche ein korrespondierendes Befestigungselement des nicht-magnetischen Trägers zur Befestigung des jeweiligen Rotorsegments an dem Träger axial aufgenommen ist. Auf diese Art und Weise kann eine rutschfeste und somit besonders betriebssichere Befestigung der Rotorsegmente an dem Träger ermöglicht werden. Die genannte Aussparung kann beispielsweise in Form einer Bohrung in dem jeweiligen Rotorsegment ausgeführt sein, in welche ein korrespondierender Stift des Trägers als Befestigungselement axial eingesteckt wird. Dadurch sind die Rotorsegmente sowohl radial als auch axial in ihrer Lage gesichert. Diese Ausführungsform hat außerdem den Vorteil einer einfachen und schnellen Montage der Rotorsegmente. Die Rotorsegmente müssen hier lediglich auf das Befestigungselement des nicht-magnetischen Trägers axial aufgesteckt und dann mit einem zusätzlichen Bauteil auf der anderen axialen Seite lagegesichert werden.
  • Der nicht-magnetische Träger weist vorzugsweise eine erste Ringscheibe auf, von welcher die Befestigungselemente – insbesondere die Stifte – axial abstehen. Der Träger kann auch eine zweite Ringscheibe aufweisen, durch welche dann die Rotorsegmente und die Permanentmagnete axial lagegesichert gehalten sind. Die Montage des Rotors kann somit folgendermaßen durchgeführt werden: Zunächst können die Rotorsegmente auf die axialen Befestigungselemente der ersten Ringscheibe axial aufgesteckt werden. Zwischen den Rotorsegmenten entstehen somit Zwischenräume, in welche dann die Permanentmagnete axial eingeschoben bzw. eingesteckt werden können. Sind die Permanentmagnete zwischen den Rotorsegmenten angeordnet, so kann die zweite Ringscheibe mit der ersten Ringscheibe verbunden werden, sodass durch die zweite Ringscheibe sowohl die Rotorsegmente als auch die Permanentmagnete axial in ihrer Lage gesichert und somit an der ersten Ringscheibe befestigt werden. Bei einer derartigen Sandwich-Bauweise sind die Rotorsegmente und die Permanentmagnete axial zwischen den beiden Ringscheiben angeordnet.
  • In einer Ausführungsform kann also vorgesehen sein, dass die Permanentmagnete in die jeweiligen Zwischenräume axial eingesteckt werden. Die Montage des Rotors kann somit ohne viel Aufwand erfolgen.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der nicht-magnetische Träger einen radialen Anschlag für die Permanentmagnete aufweist, welcher die Zwischenräume radial begrenzt, insbesondere radial nach innen hin und somit zur Drehachse hin begrenzt. Dieser Anschlag kann auch voll umlaufend ausgebildet sein. Der Anschlag dient somit insgesamt auch zur radialen Abstützung der Permanentmagnete, welche somit in radialer Richtung besonders betriebssicher gehalten werden können. Das Vorsehen eines solchen Anschlags an dem nicht-magnetischen Träger hat außerdem den Vorteil, dass dieser radiale Anschlag aufgrund seiner nicht-magnetischen Ausgestaltung den Verlauf der magnetischen Kreise der Permanentmagnete nicht beeinträchtigt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Anschlag auch für eine spielfreie Anordnung der Permanentmagnete in den jeweiligen Zwischenräumen sorgt, wodurch wiederum Klappergeräusche im Betrieb der elektrischen Maschine verhindert werden.
  • Durch den genannten Anschlag sind die Permanentmagnete also einseitig in radialer Richtung lagegesichert. Andererseits bzw. auf der anderen radialen Seite können die Rotorsegmente jeweils einen Vorsprung bzw. eine Nase – beispielsweise einen tangentialen und somit in Umfangsrichtung zeigenden Vorsprung – aufweisen, um den zugeordneten Permanentmagneten radial lagegesichert zu halten. Durch diese Vorsprünge sind die Permanentmagnete vorzugsweise radial nach außen hin bzw. weg von der Drehachse lagegesichert gehalten. Das Vorsehen des genannten Vorsprungs hat den Vorteil, dass die radiale Außenseite des Rotors, auf welcher der magnetische Fluss konzentriert wird, grundsätzlich frei von jeglichen Befestigungselementen ausgeführt werden kann, sodass die radiale Außenseite der Rotorsegmente und der Permanentmagnete gleichzeitig auch die radiale Außenseite des Rotors bildet. Eine Beeinträchtigung des magnetischen Flusses wird somit verhindert. Die genannten Vorsprünge sorgen außerdem für eine sichere Befestigung der Permanentmagnete in den jeweiligen Zwischenräumen.
  • Hinsichtlich der Ausgestaltung der Rotorsegmente können zwei Ausführungsformen vorgesehen sein:
    Zum einen kann vorgesehen sein, dass die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente jeweils aus einem Blechpaket, insbesondere einem Elektroblechpaket, ausgebildet sind. Solche Blechpakete können kostengünstig bereitgestellt werden.
  • Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente aus einem massiven magnetisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem weichmagnetischen Material, ausgebildet sind. Vorzugsweise kann hier ein massives gesintertes weichmagnetisches Material (SMC) verwendet werden. Durch die Verwendung eines massiven Materials kann auf Stanzen und Paketieren verzichtet werden, wodurch wiederum der Herstellungsaufwand reduziert wird.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Haushaltsgerät, insbesondere zur Pflege von Wäschestücken, wie beispielsweise eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner, mit einer elektrischen Maschine zum Antreiben einer drehbaren Komponente des Haushaltsgeräts, wobei die elektrische Maschine einen erfindungsgemäßen Rotor aufweist.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts. Es wird ein nicht-magnetischer Träger bereitgestellt, über welchen der Rotor an eine Motorwelle der elektrischen Maschine drehfest angebunden wird. Es wird auch eine Vielzahl von Permanentmagneten bereitgestellt, welche in Umfangsrichtung des Rotors mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet werden und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sodass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Rotors verläuft. Auch eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Rotorsegmenten werden bereitgestellt, welche in Umfangsrichtung des Rotors beabstandet zueinander verteilt angeordnet und an dem nicht-magnetischen Träger befestigt werden, wobei die Rotorsegmente zur Konzentration des magnetischen Flusses der jeweiligen Permanentmagnete in einem Luftspalt der elektrischen Maschine ausgebildet sind, und wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorsegmenten ein Zwischenraum ausgebildet wird und in jedem Zwischenraum jeweils einer der Permanentmagnete angeordnet wird.
  • Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Rotor vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Haushaltsgerät sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung ein Haushaltsgerät mit einer elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 in schematischer Darstellung einen Abschnitt einer Anordnung aus Permanentmagneten und Rotorsegmenten eines Rotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 in schematischer Darstellung die Permanentmagnete und die Rotorsegmente, wobei die Rotorsegmente jeweils mit zwei Aussparungen zur Befestigung an einem Träger versehen sind;
  • 4 in schematischer Darstellung einen Abschnitt eines Trägers des Rotors, wobei die Rotorsegmente an dem Träger befestigt sind; und
  • 5 in schematischer Darstellung einen Abschnitt des Rotors mit dem Träger, den Rotorsegmenten und den Permanentmagneten.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Haushaltsgerät 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Haushaltsgerät 1 ist im Ausführungsbeispiel ein Gerät zur Pflege von Wäschestücken, beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner. In an sich bekannter Weise weist das Haushaltsgerät 1 eine Wäschetrommel 2 zur Aufnahme von Wäschestücken auf. Die Wäschetrommel 2 wird über einen Riemen 3 mittels einer elektrischen Maschine 4 angetrieben. Alternativ zu einem Riemenantrieb kann hier auch ein Direktantrieb vorgesehen sein. Die elektrische Maschine 4 ist ein elektrischer Antriebsmotor, im Ausführungsbeispiel eine Synchronmaschine. Die elektrische Maschine weist einen schematisch angedeuteten Stator 5 sowie einen ebenfalls schematisch dargestellten Rotor 6 auf. Wie aus 1 hervorgeht, wird die elektrische Maschine 4 durch eine elektronische Steuereinrichtung 7 angesteuert, welche beispielsweise einen Mikrocontroller und einen digitalen Signalprozessor beinhalten kann. Das Haushaltsgerät 1 umfasst außerdem eine Bedienblende 8 mit Bedienelementen und optional einem Display. Die Bedienblende 8 dient zur Auswahl eines Betriebsprogramms und zur Einstellung weiterer Betriebsparameter des Haushaltsgeräts 1.
  • Nun richtet sich das Interesse auf die Ausgestaltung des Rotors 6. Im Ausführungsbeispiel werden bei dem Rotor 6 eine Vielzahl von Permanentmagneten sowie eine Vielzahl von separat ausgebildeten Rotorsegmenten genutzt. Bezug nehmend auf 2 umfasst der Rotor 6 eine Vielzahl von einzelnen Permanentmagneten 9, welche in Umfangsrichtung 10 des Rotors 6 beabstandet zueinander verteilt angeordnet sind. Die Permanentmagnete 9 sind länglich ausgeführt und erstrecken sich in radialer Richtung 11. Die Permanentmagnete 9 sind tangential magnetisiert, sodass ein magnetischer Fluss 12 des jeweiligen Permanentmagneten 9 in tangentialer Richtung und somit senkrecht zur radialen Richtung 11 und senkrecht zur Drehachse des Rotors 6 verläuft. Außerdem sind die Permanentmagnete 9 mit abwechselnder Magnetisierungsrichtung bzw. Polung verteilt angeordnet, sodass zwei unmittelbar benachbarte Permanentmagnete 9 in zueinander entgegengesetzte Richtungen magnetisiert sind.
  • Zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Permanentmagneten 9 ist jeweils ein Rotorsegment 13 angeordnet. Der Rotor 6 umfasst insgesamt eine Vielzahl von einzelnen Rotorsegmenten 13, wobei die Anzahl der Rotorsegmente 13 der Anzahl der Permanentmagnete 9 entspricht. Die Rotorsegmente 13 sind aus einem weichmagnetischen Material gebildet und können jeweils aus einem Blechpaket, insbesondere einem Elektroblechpaket, oder einem massiven weichmagnetischen Material (insbesondere SMC) gebildet sein. Die Rotorsegmente 13 sind also in Umfangsrichtung 10 beabstandet zueinander verteilt angeordnet und bilden somit separat voneinander liegende, magnetisch leitfähige Bereiche, welche zur Konzentration des magnetischen Flusses 12 in einem Luftspalt 14 bzw. an einer radialen Außenseite 15 der Rotorsegmente 13 dienen. Durch die Rotorsegmente 13 wird der magnetische Fluss 12 also im Wesentlichen um einen Winkel von 90° umgelenkt, sodass sich insgesamt die in 2 angedeuteten magnetischen Kreise 16 ergeben. Durch die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente 13 ist somit jeweils ausschließlich ein magnetischer Pol gebildet.
  • Bei einer derartigen „Speichenausführung“ (spoke design) des Rotors 6 sind die einzelnen Rotorsegmente 13 also separat voneinander angeordnet und berühren sich nicht. Zwischen den einzelnen Rotorsegmenten 13 liegt folglich kein ferromagnetisches Material.
  • Bezug nehmend nun auf 3 werden die Rotorsegmente 13 im Ausführungsbeispiel jeweils mit zwei axialen Aussparungen 17, 18 versehen. Die Aussparungen 17, 18 können Durchgangsöffnungen oder so genannte Sacklöcher sein. Die Aussparungen 17, 18 werden bevorzugt als Bohrungen ausgeführt.
  • Wie aus 4 hervorgeht, werden die einzelnen zahnförmigen Rotorsegmente 13 mit ihren Aussparungen 17, 18 auf korrespondierende, axial von einem nicht-magnetischen Träger 19 abstehende Befestigungselemente 20 bzw. 21 axial aufgesteckt. Die Befestigungselemente 20, 21 stehen dabei von einer ersten Ringscheibe 22 des nicht-magnetischen Trägers 19 senkrecht und in axialer Richtung ab und erstrecken sich somit senkrecht zur Zeichnungsebene. Auf diese stiftartigen Befestigungselemente 20, 21 werden die jeweiligen Rotorsegmente 13 aufgesteckt und somit in ihrer Lage gesichert. Zwischen den einzelnen Rotorsegmenten 13 entstehen somit Zwischenräume 23, welche zur Aufnahme der jeweiligen Permanentmagnete 9 (in 4 nicht dargestellt) dienen. Die Zwischenräume 23 bilden Taschen für die Permanentmagnete 9, welche in Umfangsrichtung 10 durch die Rotorsegmente 13 unmittelbar begrenzt sind. Die Zwischenräume 23 sind radial nach innen hin durch eine axiale Aufweitung 24 begrenzt, welche einen radialen Anschlag 25 für die Permanentmagnete 9 bildet. Durch diesen Anschlag 25 sind die Zwischenräume 23 radial nach innen hin begrenzt. Auch die Rotorsegmente 13 erstrecken sich in radialer Richtung 11 zwischen dem Anschlag 25 einerseits und einer radialen Außenseite 26 der ersten Ringscheibe 22 des Trägers 19.
  • Folglich sind die Zwischenräume 23 in axialer Richtung einerseits durch die erste Ringscheibe 22 begrenzt. Auf der anderen axialen Seite werden die Zwischenräume 23 mit einer in den Figuren nicht näher dargestellten zweiten Ringscheibe geschlossen, welche mit der ersten Ringscheibe 22 verbunden wird, nachdem die Permanentmagnete 9 in die Zwischenräume 23 aufgenommen wurden.
  • Die axiale Aufweitung 24 des Trägers 19 kann einstückig mit der ersten Ringscheibe 22 ausgebildet sein.
  • Wie aus 5 hervorgeht, werden die Permanentmagnete 9 passgenau in die jeweiligen Zwischenräume axial eingesteckt. Während der radiale Anschlag 25 die Permanentmagnete 9 auf der einen radialen Seite lagegesichert hält, sind die Permanentmagnete 9 auf der anderen radialen Seite durch tangentiale Vorsprünge 27 radial lagegesichert, welche von den jeweiligen Rotorsegmenten 13 tangential bzw. in Umfangsrichtung 10 beidseitig abstehen. Durch das Vorsehen der nasenartigen Vorsprünge 27 kann auf einen zusätzlichen Deckel an der radialen Außenseite 26 des Trägers 19 verzichtet werden, sodass die Rotorsegmente 13 und die Permanentmagnete 9 an der radialen Außenseite 26 nicht verdeckt werden.
  • Wie bereits ausgeführt, ist der gesamte Träger 19 aus einem magnetisch nicht-leitfähigen Material gebildet, beispielsweise aus Kunststoff. Zu diesem Träger 19 gehört außerdem eine nicht dargestellte Verbindungseinrichtung, über welche der Rotor 6 an eine Motorwelle der elektrischen Maschine 4 angebunden wird.
  • Durch die Ausgestaltung des Trägers 19 aus einem nicht-magnetischen Material wird erreicht, dass der magnetische Kreis 16 vorteilhaft gestaltet werden kann, da die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente 13 keine zusätzlichen Kräfte aufnehmen müssen. Die mechanische Stabilität und die Anbindung an die Motorwelle werden komplett durch den Träger 19 übernommen, der seinerseits keinerlei Restriktionen von elektromagnetischer Seite unterliegt, solange er magnetisch nicht-leitfähig ausgeführt ist. Es ergeben sich weiterhin mögliche Vorteile bei der Montage, da die Permanentmagnete 9 und die Rotorsegmente 13 im Wesentlichen nur gesteckt werden und lediglich die beiden Ringscheiben auf geeignete Weise verbunden werden müssen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Haushaltsgerät
    2
    Wäschetrommel
    3
    Riemen
    4
    elektrische Maschine
    5
    Stator
    6
    Rotor
    7
    Steuereinrichtung
    8
    Bedienblende
    9
    Permanentmagnete
    10
    Umfangsrichtung
    11
    radiale Richtung
    12
    magnetischer Fluss
    13
    Rotorsegmente
    14
    Luftspalt
    15
    Außenseite
    16
    magnetischer Kreis
    17
    Aussparung
    18
    Aussparung
    19
    Träger
    20
    Befestigungselement
    21
    Befestigungselement
    22
    Ringscheibe
    23
    Zwischenraum
    24
    Aufweitung
    25
    Anschlag
    26
    Außenseite
    27
    Vorsprung
  • 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
    • US 8453313 B2 [0003]

Claims (11)

  1. Rotor (6) für eine elektrische Maschine (4) eines Haushaltsgeräts (1), mit: – einem nichtmagnetischen Träger (19) zum Anbinden des Rotors (6) an eine Motorwelle der elektrischen Maschine (4), – einer Vielzahl von Permanentmagneten (9), welche in Umfangsrichtung (10) des Rotors (6) mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sodass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten (9) ausgehender magnetischer Fluss (12) in tangentialer Richtung des Rotors (6) verläuft, – einer Vielzahl von magnetisch leitfähigen Rotorsegmenten (13), welche zur Konzentration des magnetischen Flusses (12) der jeweiligen Permanentmagnete (9) in einem Luftspalt (14) der elektrischen Maschine (4) ausgebildet sind, – wobei die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente (13) in Umfangsrichtung (10) des Rotors (6) beabstandet zueinander verteilt angeordnet und an dem nichtmagnetischen Träger (19) befestigt sind, und – wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorsegmenten (13) ein Zwischenraum (23) ausgebildet ist und in jedem Zwischenraum (23) jeweils einer der Permanentmagnete (9) angeordnet ist.
  2. Rotor (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente (13) jeweils ausschließlich ein magnetischer Pol gebildet ist.
  3. Rotor (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente (13) jeweils zumindest eine axiale Aussparung (17, 18) aufweisen, in welche ein korrespondierendes Befestigungselement (20, 21) des nichtmagnetischen Trägers (19) zur Befestigung des jeweiligen Rotorsegments (13) an dem Träger (19) axial aufgenommen ist.
  4. Rotor (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtmagnetische Träger (19) eine erste Ringscheibe (22), von welcher die Befestigungselemente (20, 21) axial abstehen, und eine zweite Ringscheibe aufweist, durch welche die Rotorsegmente (13) und die Permanentmagnete (9) an der ersten Ringscheibe (22) axial lagegesichert gehalten sind.
  5. Rotor (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (9) in die jeweiligen Zwischenräume (23) axial eingesteckt sind.
  6. Rotor (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtmagnetische Träger (19) einen radialen Anschlag (24, 25) für die Permanentmagnete (9) aufweist, welcher die Zwischenräume (23) radial begrenzt, insbesondere radial nach innen hin begrenzt.
  7. Rotor (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorsegmente (13) jeweils zumindest einen Vorsprung (27) aufweisen, durch welchen der zugeordnete Permanentmagnet (9) radial, insbesondere nach außen hin, lagegesichert gehalten ist.
  8. Rotor (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente (13) jeweils aus einem Blechpaket, insbesondere einem Elektroblechpaket, ausgebildet sind.
  9. Rotor (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch leitfähigen Rotorsegmente (13) aus einem massiven magnetisch leitfähigen Material, insbesondere einem weichmagnetischen Material, ausgebildet sind.
  10. Haushaltsgerät (1), insbesondere zur Pflege von Wäschestücken, mit einer elektrischen Maschine (4) zum Antreiben einer drehbaren Komponente des Haushaltsgeräts (1), wobei die elektrische Maschine (4) einen Rotor (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (6) für eine elektrische Maschine (4) eines Haushaltsgeräts (1) durch: – Bereitstellen eines nichtmagnetischen Trägers (19), über welchen der Rotor (6) an eine Motorwelle angebunden wird, – Bereitstellen einer Vielzahl von Permanentmagneten (9), welche in Umfangsrichtung (10) des Rotors (6) mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet werden und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sodass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten (9) ausgehender magnetischer Fluss (12) in tangentialer Richtung des Rotors (6) verläuft, – Bereitstellen einer Vielzahl von magnetisch leitfähigen Rotorsegmenten (13), welche in Umfangsrichtung (10) des Rotors (6) beabstandet zueinander verteilt angeordnet und an dem nichtmagnetischen Träger (19) befestigt werden, wobei die Rotorsegmente (13) zur Konzentration des magnetischen Flusses (12) der jeweiligen Permanentmagnete (9) in einem Luftspalt (14) der elektrischen Maschine (4) ausgebildet sind, und – wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorsegmenten (13) ein Zwischenraum (23) ausgebildet wird und in jedem Zwischenraum (23) jeweils einer der Permanentmagnete (9) angeordnet wird.
DE201310222340 2013-11-04 2013-11-04 Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts Pending DE102013222340A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310222340 DE102013222340A1 (de) 2013-11-04 2013-11-04 Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts
PCT/EP2014/072777 WO2015062973A2 (de) 2013-11-04 2014-10-23 Rotor für eine elektrische maschine eines haushaltsgeräts, haushaltsgerät und verfahren zum herstellen eines rotors für eine elektrische maschine eines haushaltsgeräts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310222340 DE102013222340A1 (de) 2013-11-04 2013-11-04 Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013222340A1 true DE102013222340A1 (de) 2015-05-07

Family

ID=51862267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310222340 Pending DE102013222340A1 (de) 2013-11-04 2013-11-04 Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013222340A1 (de)
WO (1) WO2015062973A2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10587180B2 (en) * 2016-05-13 2020-03-10 Otis Elevator Company Magnetic elevator drive member and method of manufacture
DE102019125259A1 (de) * 2019-09-19 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor für eine elektrische Maschine sowie entsprechende elektrische Maschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260921A (en) * 1978-12-26 1981-04-07 The Garrett Corporation Permanent magnet rotor assembly having rectangularly shaped tongues
US8453313B2 (en) 2009-02-26 2013-06-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Table for permanent magnet rotor and method for manufacturing permanent magnet rotor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219190A1 (de) * 2002-04-29 2003-11-13 Miele & Cie Permanentmagnet-Rotor für eine elektrische Maschine
KR101880097B1 (ko) * 2012-01-19 2018-07-23 삼성전자주식회사 모터와 그 로터
KR101931356B1 (ko) * 2012-01-19 2018-12-24 삼성전자주식회사 모터와 그 로터
JP6135967B2 (ja) * 2012-08-07 2017-05-31 日本電産株式会社 ロータ、モータ、およびロータの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260921A (en) * 1978-12-26 1981-04-07 The Garrett Corporation Permanent magnet rotor assembly having rectangularly shaped tongues
US8453313B2 (en) 2009-02-26 2013-06-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Table for permanent magnet rotor and method for manufacturing permanent magnet rotor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015062973A3 (de) 2015-10-22
WO2015062973A2 (de) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112013000314B4 (de) Drehende Elektromaschine mit Hybriderregung
DE112016003276T5 (de) Elektromotor
EP2709238B1 (de) Permanenterregte Synchronmaschine mit Ferritmagneten
DE112011104548T5 (de) Verbesserte Vorrichtung, Motor oder Stator
EP2766976B1 (de) Optimierte speichenrotor- innengeometrie
DE102014113744A1 (de) Rotor und Motor
WO2016026831A1 (de) Rotor für eine elektrische maschine eines haushaltsgeräts, haushaltsgerät und verfahren zum herstellen eines rotors für eine elektrische maschine eines haushaltsgeräts
DE112009002090T5 (de) Drehende eletrische Maschine
EP2770616A1 (de) Elektrische Maschine mit geteiltem Stator
DE102012105032A1 (de) Rotoranordnung für Motor
DE102015004554A1 (de) Rotor und Motor
DE102014222064B4 (de) Elektrische Maschine
DE102006041981A1 (de) Elektrische Maschine
EP2838180B1 (de) Läufer einer dynamoelektrischen rotatorischen Maschine
EP3109971B1 (de) Gleichstrommaschine
DE102013222340A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts
DE102016214838A1 (de) Ermitteln einer Drehrichtung eines Läufers einer rotierenden elektrischen Maschine
DE102008041604A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine mit reduziertem Rastmoment
DE102012219017A1 (de) Läuferanordnung für eine permanentmagneterregte elektrische Maschine
DE102010036828A1 (de) Stator für elektrische Maschine mit überlappenden U-förmigen Kernblechen
DE102008049757A1 (de) Gebläse mit Luftschaufeln
EP3154176A1 (de) Elektrischer antriebsmotor
DE102008041605A1 (de) Hybriderregte elektrische Maschine
DE102007017215A1 (de) Rotatorischer Direktantrieb
DE102012218980A1 (de) Läuferanordnung für eine permanentmagneterregte elektrische Maschine

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: BSH HAUSGERAETE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERAETE GMBH, 81739 MUENCHEN, DE

Effective date: 20150413

R012 Request for examination validly filed