DE102014201103A1 - Permanentmagnetrotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Permanentmagnetrotor (1) welche innerhalb eines bewickelten Stators um eine Drehachse (4) drehbar gelagert ist, umfassend eine Vielzahl von Rotorblechen (2), welche einen Rotorkern (3) bilden und hierfür miteinander fest verbunden sind, eine Mehrzahl von Permanentmagneten (5), welche in sich achsparallel erstreckenden Ausnehmungen (6) des Rotorkerns (3) angeordnet und darin stoffschlüssig gehalten sind und eine Scheibe (7) welche die Ausnehmungen (6) verschließt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei einem gattungsgemäßen Permanentmagnetrotor für eine einfache und sichere Montage zu sorgen, wobei eine hohe Prozesssicherheit und eine wirtschaftliche Fertigung gewährleistet werden kann, wobei die Teileanzahl nicht wesentlich erhöht wird und die Herstellung auf bewährten Einrichtungen bei vertretbarem Umrüstungsaufwand durchführbar ist und der Wirkungsgrad des Motors und die Baugrösse nicht beeinträchtigt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Permanentmagnetrotor (1) welche innerhalb eines bewickelten Stators um eine Drehachse (4) drehbar gelagert ist, umfassend eine Vielzahl von Rotorblechen (2), welche einen Rotorkern (3) bilden und hierfür miteinander fest verbunden sind, eine Mehrzahl von Permanentmagneten (5), welche in sich achsparallel erstreckenden Ausnehmungen (6) des Rotorkerns (3) angeordnet und darin stoffschlüssig gehalten sind und eine Scheibe (7) welche die Ausnehmungen (6) verschließt.
• Permanentmagnetrotoren der genannten Bauart werden vornehmlich in bürstenlosen Gleichstrommotoren oder Synchronmotoren eingesetzt. Es sind eine Vielzahl von Befestigungsmöglichkeiten für Permanentmagnete sowie eine Vielzahl von Magnetgeometrien und Magnetanordnungen, sowie Bauarten von Rotorkernen bekannt, welche einerseits dazu dienen den magnetischen Fluss zu leiten und den magnetischen Kreis zu schließen und andererseits häufig als Aufnahmemittel für Permanentmagnete dienen. Insbesondere bei mechanisch hoch belasteten und mit aggressiven Medien in Kontakt stehende Permanentmagnetrotoren sind die Permanentmagnete bevorzugt in, sich parallel zur Drehachse erstreckenden Ausnehmungen innerhalb des Rotorkerns angeordnet. Aufgrund von Fertigungsbedingten Toleranzen genügt es nicht ohne weiteres möglich die Permanentmagnete in die Ausnehmungen zu pressen, sondern es sind zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Eine dieser Sicherungsmaßnahmen besteht darin, dass die Permanentmagnete durch einen Klebstoff fixiert werden. Dieser Klebstoff ist im Betrieb mechanisch kaum belastet, weil er nur axiale Kräfte aufnehmen muss. Damit eine prozesssichere Montage der Permanentmagnete trotz des Klebeverfahrens möglich ist, sind bereits Lösungen bekannt, bei denen auf einer Seite des Rotorkerns eine Scheibe angeordnet wird um den Austritt des Klebstoffs zu verhindern, während der Permanentmagnetrotor vertikal angeordnet ist. Dabei kann es sich um eine Klebefolie handeln, die am Ende des Prozesses wieder entfernt wird oder um abdichtende Scheiben, die im Permanentmagnetrotor verbleiben.
• Aus der EP 1 851 844 B1 ist ein gattungsgemäßer Permanentmagnetrotor bekannt, bei dem abdichtende Scheiben zwischen dem Rotorkern und Stirnplatten angeordnet sind und dort nach der Montage verbleiben. Die Scheiben sind dabei aus einem nichtmagnetischen Material wie Edelstahl. Das Herstellungsverfahren ist relativ aufwändig und die Teileanzahl ist hoch. Die Scheiben und insbesondere die Stirnplatten weisen eine relativ große Dicke auf, weshalb die Permanentmagnete sich nicht über die volle Länge des Permanentmagnetrotors erstrecken können. Dies hat negative Auswirkungen auf den Motorwirkungsgrad und die Baugrösse.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei einem gattungsgemäßen Permanentmagnetrotor für eine einfache und sichere Montage zu sorgen, wobei eine hohe Prozesssicherheit und eine wirtschaftliche Fertigung gewährleistet werden kann, wobei die Teileanzahl nicht wesentlich erhöht wird und die Herstellung auf bewährten Einrichtungen bei vertretbarem Umrüstungsaufwand durchführbar ist und der Wirkungsgrad des Motors und die Baugrösse nicht beeinträchtigt wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Da die Scheibe aus einer dünnen Folie besteht, kann sie ohne nennenswerten Zusatzaufwand mit im Paketierungsprozess eingefügt und zwischen zwei Rotorblechen gefügt werden. Weiter
• Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Da die Scheibe zwischen einem vorletzten Rotorblech und einem letzten Rotorblech angeordnet, und sowohl die Folie als auch das Rotorblech dünn ist wird der Wirkungsgrad und die Baugröße nicht nennenswert beeinträchtigt. Zudem ist die Scheibe zwischen den Blechen des Rotorkerns sicher gehalten und kann daher über die gesamte Motorlebensdauer im Rotor verbleiben. Eine Klebefolie kann verwendet werden, ist aber aufgrund der Anordnung nicht erforderlich. Die Prozesssicherheit ist bei einer klebstofffreien Montage höher.
• Durch die Scheibe ist sichergestellt, dass kein Klebstoff zur Fixierung der Permanentmagnete austreten kann, weil sie die Ausnehmung abdichtet.
• Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das letzte Rotorblech vorspringende Noppen aufweist, die in korrespondierende Rücksprünge des vorletzten Rotorblechs eingepresst sind oder dass das vorletzte Rotorblech vorspringende Noppen aufweist, die in korrespondierende Rücksprünge des letzten Rotorblechs eingepresst sind. Diese Verbindungsmöglichkeit ist allgemein als „Stanzpaketieren“ bekannt, wobei die Verbindung der Rotorbleche untereinander unmittelbar auf das Trennen von einem Blechstreifen folgt.
• Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Scheibe Ausnehmungen aufweist, welche mit den Noppen korrespondieren und durch welche sich die Noppen erstrecken. Bei entsprechender Auslegung ist es auch denkbar auf die Ausnehmungen zu verzichten und die Noppen durch die Folie hindurchzustoßen.
• Die Scheiben können aus den unterschiedlichsten Materialien, insbesondere nichtmagnetischen Materialien bestehen, vorzugsweise besteht die Scheibe aus PTFE-Kunststoff. Alternativ eignet sich auch Papier.
• Um eine besonders sichere Verbindung der Rotorbleche untereinander zu gewährleisten sind die Rotorbleche durch Laserschweißen miteinander verbunden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
• 1 einen Permanentmagnetrotor aus dem Stand der Technik,
• 2 einen erfindungsgemäßen Permanentmagnetrotor,
• 3 eine Schnittansicht des Permanentmagnetrotors,
• 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus 3 und
• 5 eine Variante zu 4.
• 1 zeigt einen Permanentmagnetrotor aus dem Stand der Technik, mit einem Rotorkern 3‘, einem Permanentmagneten 5‘, der in einer Ausnehmung 6‘ des Rotorkerns 3‘ angeordnet und mit Hilfe eines Klebstoffs 13‘ fixiert ist, wobei eine Scheibe 7‘ zur Abdichtung dient. Die Scheibe ist durch eine Stirnplatte befestigt.
• 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Permanentmagnetrotor 1, mit einem Rotorkern 3 aus gestapelten Rotorblechen 2, Permanentmagnete 5, welche in Ausnehmungen 6 des Rotorkerns aufgenommen sind und mit Hilfe von Klebstoff 13 fixiert sind. Weiter ist eine Wellenausnehmung 14 und eine Welle 15 gezeigt.
• 3 zeigt eine Schnittansicht des Permanentmagnetrotors 1, mit der Welle 15, dem Rotorkern 3, den Ausnehmungen 6, den Permanentmagneten 5 und dem Klebstoff 13. Der Klebstoff benetzt die Permanentmagnete zumindest teilweise. Weiter ist ein vorletztes Rotorblech 8 und ein letztes Rotorblech 9 zu erkennen. Zwischen diesen beiden Blechen ist eine Scheibe 7 angeordnet (hier kaum zu erkennen), welche aus einer Kunststofffolie besteht. Die Rotorbleche des Rotorkerns 3 sind an ihrem Außenumfang durch Schweißnähte 16 miteinander verbunden. Über den Umfang sind mehrere Schweißnähte gleichmäßig verteilt.
• 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt A aus 3, mit dem Rotorkern 3, der Schweißnaht 16, der Ausnehmung 6, dem Permanentmagneten 5, dem vorletzten Rotorblech 8, dem letzten Rotorblech 9, der Scheibe 7 und dem Klebstoff 13.
• 5 zeigt die gleichen Bauteile wie 4. Weiter ist in 5 der Rotorkern 3 als stanzpaketierte Baugruppe dargestellt, wobei das letzte Rotorblech 9 einen vorspringenden Noppen 11 hat, der sich durch eine Aussparung 12 der Scheibe und in einen Rücksprung 11 der vorletzten Blechlamelle erstreckt und im Rücksprung fest eingepresst ist.
• Grundsätzlich können die Rotorbleche durch Laserschweißen oder ein anderes Schweißverfahren oder durch Stanzpaketieren miteinander verbunden sein. Es ist aber auch möglich beide Verfahren miteinander zu kombinieren.
• Bezugszeichenliste

1

Permanentmagnetrotor

2

Rotorblech

3

Rotorkern

4

Drehachse

5

Permanentmagnet

6

Ausnehmung

7

Scheibe

8

vorletztes Rotorblech

9

letztes Rotorblech

10

Noppe

11

Rücksprung

12

Aussparung

13

Klebstoff

14

Wellenausnehmung

15

Welle

16

Schweißnaht

• 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 1851844 B1 [0003]

Claims (8)

1. Permanentmagnetrotor (1) welche innerhalb eines bewickelten Stators um eine Drehachse (4) drehbar gelagert ist, umfassend eine Vielzahl von Rotorblechen (2), welche einen Rotorkern (3) bilden und hierfür miteinander fest verbunden sind, eine Mehrzahl von Permanentmagneten (5), welche in sich achsparallel erstreckenden Ausnehmungen (6) des Rotorkerns (3) angeordnet und darin stoffschlüssig gehalten sind und eine Scheibe (7) welche die Ausnehmungen (6) verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (7) zwischen zwei Rotorblechen (2) angeordnet ist und als dünne Folie ausgebildet ist.
2. Permanentmagnetrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (7) zwischen einem vorletzten Rotorblech (8) und einem letzten Rotorblech (9) angeordnet ist.
3. Permanentmagnetrotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (7) die Ausnehmungen (6) gegen Durchtritt von Klebstoff (13) abdichtet.
4. Permanentmagnetrotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte Rotorblech (9) vorspringende Noppen (10) aufweist, die in korrespondierende Rücksprünge (11) des vorletzten Rotorblechs (8) eingepresst sind oder dass das vorletzte Rotorblech (8) vorspringende Noppen aufweist, die in korrespondierende Rücksprünge des letzten Rotorblechs (9) eingepresst sind.
5. Permanentmagnetrotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (7) Aussparungen (12) aufweist, welche mit den Noppen (10) korrespondieren und durch welche sich die Noppen (10) erstrecken.
6. Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (7) aus PTFE-Kunststoff besteht.
7. Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (7) aus Papier besteht.
8. Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Rotorbleche (2) durch Laserschweißen miteinander verbunden sind.

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