DE102016115978A1 - Method and device for magnetizing rotor magnets - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Magnetisieren von Rotormagneten, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt unmagnetisierte Rohlinge in einen Rotor eingelegt und anschließend mittels Rotation des Rotors in diesem unter Einfluss der Fliehkraft ausgerichtet werden, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die Rohlinge während der Rotation des Rotors zumindest vormagnetisiert werden, sodass diese am Rotor über die Magnetkräfte fixiert sind. Dabei sind die Rohlinge innerhalb der Taschen/Kammern über Fliehkraft ausrichtbar und über eine den Rotor umgebende Spule während der Rotation magnetisierbar sind.The invention relates to a method and a device for magnetizing rotor magnets, characterized in that unmagnetized blanks are inserted into a rotor in a first step and then aligned by rotation of the rotor in this under the influence of centrifugal force, wherein in a second step, the blanks during the rotation of the rotor are at least pre-magnetized so that they are fixed to the rotor via the magnetic forces. The blanks within the pockets / chambers are aligned via centrifugal force and can be magnetized via a coil surrounding the rotor during rotation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Magnetisieren von Rotormagneten unter Fliehkraft und findet insbesondere für die Montage von Magneten in Rotoren unter dem Einfluss der Fliehkraft Anwendung.The invention relates to a method and a device for magnetizing rotor magnets under centrifugal force and finds particular application for the mounting of magnets in rotors under the influence of centrifugal force.

Magnete werden gemäß dem Stand der Technik in die in den Rotoren vorhandenen Taschen montiert. Dabei gibt es im Wesentlichen 2 Verfahren.Magnets are mounted according to the prior art in the existing pockets in the rotors. There are essentially 2 procedures.

Zum einen gibt es Verfahren zum Montieren von bereits magnetisierten oder vormagnetisierten Magneten in den Taschen der Rotoren.On the one hand, there are methods for mounting already magnetized or premagnetized magnets in the pockets of the rotors.

Zum anderen sind Verfahren zur Montage unmagnetischer Magnetrohlinge bekannt. Bei der Montage ist es nur unter erheblichem Aufwand realisierbar, dass die Magnete an der der Rotoraußenseite zugewendeten Seite anliegen. Somit wird es meist dem Zufall überlassen, auf welcher Seite der Magnet anliegt. Nach dem Montagevorgang werden die verbleibenden Hohlräume mit Klebstoff ausgefüllt, wobei ein hoher Befüllungsgrad problematisch sein kann. Eine schlechte Befüllung kann dazu führen, dass sich der Magnet unter Fliehkraft oder anderen hochdynamischen Einwirkungen zur andern Kammerseite bewegt und damit das Magnetverhalten und die Auswuchtqualität negativ beeinflusst. Alternativ werden die Taschen verstemmt was zu einer Bruchgefahr für die Magnete führen kann.On the other hand, methods for mounting nonmagnetic magnetic blanks are known. During assembly, it can be realized only with considerable effort that the magnets abut against the side facing the rotor outer side. Thus, it is usually left to chance on which side of the magnet is applied. After the assembly process, the remaining cavities are filled with adhesive, with a high degree of filling can be problematic. Poor filling may cause the magnet to move to the other side of the chamber under centrifugal force or other highly dynamic conditions, adversely affecting magnet performance and balancing quality. Alternatively, the bags are caulked, which can lead to a risk of breakage for the magnets.

Aus der Druckschrift DE 26 19 013 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei der Zentrifugalkräfte bei der Befestigung keramischer Magnete an der Innenseite eines Schwungrades einer Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen benutzt werden bekannt.From the publication DE 26 19 013 A1 For example, a method and apparatus using centrifugal forces in attaching ceramic magnets to the inside of a flywheel of an internal combustion engine or the like is known.

Dabei werden die Magnete in Taschen des Schwungrads eingelegt, wobei diese anschließend mit Klebstoff gefüllt werden. Die Aushärtung des Klebstoffs erfolgt unter Drehung des Schwungrades. Dies führt dazu, dass die Magnete in genauer Winkelposition gehalten werden. Die Montage von Magneten erweißt sich dabei als sehr kompliziert. Auch wird ein Klebstoff benötigt, der die Magnete fixiert. Die Zentrifugalkraft bewirkt lediglich das Andrücken der Magnete an den Rotor mittels Klebstoff.The magnets are inserted into pockets of the flywheel, which are then filled with adhesive. The curing of the adhesive takes place with rotation of the flywheel. This results in the magnets being held in precise angular position. The installation of magnets turns out to be very complicated. Also, an adhesive is needed, which fixes the magnets. The centrifugal force causes only the pressing of the magnets to the rotor by means of adhesive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Magnetisieren von Rotormagneten zu entwickeln, ohne Zusatzstoffe auskommt und nicht zum Bruch oder Rissbildung in den Magneten führt.The object of the invention is to develop a method and an apparatus for magnetizing rotor magnets, manages without additives and does not lead to breakage or cracking in the magnet.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst.This object is achieved with the characterizing features of the first protection claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Magnetisieren von Rotormagneten. In einem ersten Verfahrensschritt werden unmagnetisierte Magnetrohlinge in einen Rotor eingelegt und anschließend mittels Rotation des Rotors in diesem unter Einfluss der Fliehkraft ausgerichtet. Anschließend werden die Magnetrohlinge in einem zweiten Verfahrensschritt während der Rotation des Rotors zumindest vormagnetisiert, sodass diese am Rotor innerhalb der Taschen über die Magnetkräfte fixiert sind. Auch eine vollständige Magnetisierung ist möglich. Die Rohlinge werden verfahrensgemäß in Taschen/Kammern des Rotors eingelegt.The invention relates to a method for magnetizing rotor magnets. In a first process step unmagnetized magnetic blanks are inserted into a rotor and then aligned by means of rotation of the rotor in this under the influence of centrifugal force. Subsequently, the magnetic blanks are at least pre-magnetized in a second process step during the rotation of the rotor, so that they are fixed to the rotor within the pockets on the magnetic forces. Even a complete magnetization is possible. The blanks are inserted according to the method in pockets / chambers of the rotor.

Aufgrund der Fliehkraft werden die Magnetrohlinge, welche durch Magnetisierung zu Magneten werden, radial nach außen in Richtung der, der Rotoraußenseite zugewendeten, Seite der Taschen/Kammern bewegt wobei sie dort anliegend aufgrund der Magnetkräfte positioniert sind.Due to the centrifugal force, the magnet blanks, which become magnets by magnetization, are moved radially outward toward the side of the pockets / chambers facing the rotor outer side, where they are positioned adjacent thereto due to the magnetic forces.

Die Magnetisierung erfolgt mittels einer den Rotor umschließenden Spule. Die Ausrichtung der Rohlinge wird unter hoher Drehzahl umgesetzt, wobei die anschließende Magnetisierung unter gleicher oder geringerer Drehzahl erfolgt. Die Rotation des Rotors wird dabei mit Hilfe eines Motors umgesetzt.The magnetization takes place by means of a coil enclosing the rotor. The alignment of the blanks is implemented at high speed, the subsequent magnetization is carried out at the same or lower speed. The rotation of the rotor is thereby implemented by means of a motor.

Die Magnetisierung die Rohlinge erfolgt einzeln oder in Gruppe wobei lediglich eine Vormagnetisierung oder auch eine fertige Magnetisierung möglich ist. Die Steuerung erfolgt über einen Sensor, welcher die Position der Magnete erkennt und bei korrekter Position einen Impuls mit Hilfe eines Impulsgebers betätigt.The magnetization of the blanks is done individually or in group with only a bias or a finished magnetization is possible. The control takes place via a sensor which detects the position of the magnets and, when correctly positioned, actuates a pulse with the aid of a pulse generator.

Sollte während der Rotation lediglich eine Vormagnetisierung erfolgen, so wird im nächsten Verfahrensschritt der Rotor genau zum Magnetisierkopf ausgerichtet und fertigmagnetisiert.If only a premagnetization takes place during the rotation, then in the next method step the rotor is exactly aligned with the magnetizing head and finished magnetized.

Nach erfolgter Positionierung und Magnetisierung können die Taschen/Kammern im Rotor, in welchen die Magnete ausgerichtet liegen mittels Klebstoff gefüllt und somit die Magnete endgültig in den Taschen/Kammern fixiert werden.After positioning and magnetization, the pockets / chambers can be filled in the rotor, in which the magnets are aligned by means of adhesive and thus the magnets are finally fixed in the pockets / chambers.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Magnetisieren von Rotormagneten, aufweisend einen Rotor mit integrierten Taschen/Kammern mit darin befindlichen unmagnetisierten Rohlingen. Die Vorrichtung weist einen Motor auf, mit dem der Rotor in Rotation versetzbar ist derart, dass die Rohlinge innerhalb der Taschen/Kammern über Fliehkraft ausrichtbar sind. Weiterhin weist die Vorrichtung eine den Rotor umgebende Spule auf, mit der die Magnetrohlinge während der Rotation magnetisierbar sind.Furthermore, the invention relates to a device for magnetizing rotor magnets, comprising a rotor with integrated pockets / chambers with unmagnetized blanks therein. The device has a motor with which the rotor can be set in rotation in such a way that the blanks within the pockets / chambers can be aligned via centrifugal force. Furthermore, the device has a coil surrounding the rotor, with the magnet blanks are magnetizable during rotation.

Weiterhin ist Vorrichtungsseitig ein Sensor vorgesehen, der die Position der einzelnen Magnete/Rohlinge überwacht. Bei korrekter Position der Magnete wird mittels eines Impulsgebers, welcher von dem Sensor gesteuert wird, die Magnetisierung der Magnetrohlinge gestartet. Die Rohlinge können sowohl vor- wie auch fertigmagnetisiert werden. Liegt lediglich eine Vormagnetisierung vor, wird der Rotor im nächsten Prozess genau zum Magnetisierkopf ausgerichtet und anschließend fertigmagnetisiert.Furthermore, a sensor is provided on the device side, which monitors the position of the individual magnets / blanks. With the correct position of the magnets, the magnetization of the magnetic blanks is started by means of a pulse generator, which is controlled by the sensor. The blanks can be pre-magnetized as well as finished. If there is only a bias, the rotor is aligned in the next process exactly to the magnetizing and then finished magnetizing.

Die ausgerichteten Magnete (ehemals Rohlinge) sind mittels eines Klebers in die Taschen/Kammern einklebbar, wobei mittels eines über der Kammer angeordneten Sensors der Füllstand kontrollierbar ist. Das Einkleben kann in der Station erfolgen, in welcher die Magneten im Rotor angeordnet werden oder in einer nachgeordneten Station.The aligned magnets (formerly blanks) can be glued into the pockets / chambers by means of an adhesive, wherein the level can be controlled by means of a sensor arranged above the chamber. The gluing can take place in the station in which the magnets are arranged in the rotor or in a downstream station.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Gefahr des Magnetbruchs vermieden. Mittels der Ausrichtung und Magnetisierung unter Fliehkraft können konstantere Magnetverhältnisse erzeugt und Unwuchten im Rotor vermieden werden.The solution according to the invention avoids the risk of magnetic breakage. By means of the orientation and magnetization under centrifugal force, more constant magnetic conditions can be generated and imbalances in the rotor can be avoided.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine ringförmige Anordnung der Rohlinge in einem Rotor, 1 an annular arrangement of the blanks in a rotor,

2 eine Detailansicht der Magnetanordnung, 2 a detailed view of the magnet arrangement,

3 eine alternative sternförmige Anordnung, 3 an alternative star-shaped arrangement,

4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, 4 an apparatus according to the invention for carrying out the method,

5 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung, 5 a schematic plan view of the device,

6 einen Magnetrohling, 6 a magnetic blank,

7 einen Rotor zum Einlegen der Magnetrohlinge. 7 a rotor for inserting the magnetic blanks.

1 und 2 zeigen einen Rotor 1 mit darin ringförmig angeordneten Magnetrohlingen 2. Die Magnetrohlinge 2 sind in Taschen 3 des Rotors 1 eingelegt und werden bei Rotation des Rotors an die Außenseiten 3.1 der Taschen 3 gedrückt. Während der Magnetisierung unter Rotation haften die Magnetrohlinge 3, jetzt Magneten an den nach außen weisenden Seiten 3.1 der Taschen 3 an und bleiben an diesen fest positioniert. 1 and 2 show a rotor 1 with annularly arranged magnet blanks 2 , The magnetic blanks 2 are in bags 3 of the rotor 1 are inserted and are on rotation of the rotor to the outer sides 3.1 the bags 3 pressed. During magnetization under rotation, the magnetic blanks adhere 3 , now magnets on the outward facing sides 3.1 the bags 3 and stay firmly attached to them.

Somit ergibt sich gemäß 1 und 2 eine gleichmäßige Verteilung der Magnete 2 an den Außenseiten 3.1 der Taschen 3.Thus, according to 1 and 2 a uniform distribution of the magnets 2 on the outside 3.1 the bags 3 ,

Die in den Taschen 3 vorhandenen Leerräume 4, in Form von Spalten zwischen den Magneten 2 und den Innenseiten der Taschen 3, können mittels Kleber aufgefüllt werden. Dies kann als zusätzliche Sicherung dienen.The in the pockets 3 existing voids 4 in the form of gaps between the magnets 2 and the insides of the pockets 3 , can be filled up with glue. This can serve as an additional backup.

3 zeigt eine weitere Anordnung der Magnete 2 in einem Rotor 1. Die Taschen 3 sind hier sternförmig angeordnet, so dass eine Ecke 3' einer Tasche radial nach innen und die gegenüberliegende Ecke 3'' radial nach außen weist. 3 shows a further arrangement of the magnets 2 in a rotor 1 , The bags 3 are arranged here star-shaped, leaving a corner 3. ' a pocket radially inward and the opposite corner 3 '' pointing radially outwards.

Durch die Fliehkraft bei Rotation des Rotors 1 werden die Magnetrohlinge 2 in Richtung der radial außen liegenden Ecke 3'' gepresst und legen sich dadurch an die an die Ecke 3'' angrenzenden Seiten 3.1 und 3.2 der Taschen 3 an. Dadurch ist eine definierte Ausrichtung der Magnete 2 möglich.Due to the centrifugal force during rotation of the rotor 1 become the magnet blanks 2 in the direction of the radially outer corner 3 '' pressed and thereby put themselves on the corner 3 '' adjacent pages 3.1 and 3.2 the bags 3 at. This is a defined orientation of the magnets 2 possible.

Bei dieser Ausführungsvariante sind jeweils zwei benachbarte Magnete, die mit den langen radial nach außen weisenden Bereich/Seiten aufeinander zuweisen, in einem Winkel α zu einander geneigt, der bevorzugt zwischen 45° und 180° liegt.In this embodiment, each two adjacent magnets, which assign each other with the long radially outwardly facing area / sides, inclined at an angle α to each other, which is preferably between 45 ° and 180 °.

Die so angeordneten Magnete bieten ein konstanteres Magnetverhältnis und erzeugen geringere Unwuchten im Rotor.The magnets arranged in this way offer a more constant magnetic ratio and produce less imbalances in the rotor.

In 4 ist eine Schnittansicht einer beispielhaften Vorrichtung dargestellt. Der Rotor 1 mit eingelegten Magnetrohlingen 2 liegt auf einem Trägerelement 5 auf, welcher über einen Motor 6 angetrieben wird. Der Rotor 1 ist von einer ringförmigen Spule 7 gemäß 5 umgeben. Mittels der Spule 7 erfolgt die Magnetisierung der Magnetrohlinge 2 während der durch den Motor 6 erzeugten Rotation.In 4 FIG. 3 is a sectional view of an exemplary device. FIG. The rotor 1 with inserted magnetic blanks 2 lies on a carrier element 5 on which one via a motor 6 is driven. The rotor 1 is from an annular coil 7 according to 5 surround. By means of the coil 7 the magnetization of the magnet blanks takes place 2 while passing through the engine 6 generated rotation.

Der Beginn der Rotation erfolgt über einen Sensor 8, der mit einem Impulsgeber verbunden ist.The beginning of the rotation takes place via a sensor 8th which is connected to a pulse generator.

Gemäß 5 erfolgt die Magnetisierung der Magnetrohlinge 2 gleichmäßig über den gesamten Umfang der Spule 7.According to 5 the magnetization of the magnet blanks takes place 2 evenly over the entire circumference of the coil 7 ,

In den 6 und 7 sind die verwendeten Magnetrohlinge 2 und Rotoren 1 dargestellt. Die Rotoren 1 bestehen bevorzugt aus übereinander gestapelten Blechpaketen und sind nicht auf die Anordnung der dargestellten Taschen/Kammern 3 beschränkt.In the 6 and 7 are the used magnetic blanks 2 and rotors 1 shown. The rotors 1 are preferably made of stacked laminated cores and are not on the arrangement of the illustrated pockets / chambers 3 limited.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rotorrotor
22
Rohling/MagnetBlank / Magnetic
33
Taschebag
3.13.1
Außenseiteoutside
3.23.2
Angrenzende SeiteAdjacent page
3'3 '
radial nach innen weisende Eckeradially inward facing corner
3''3 ''
radial nach außen weisende Eckeradially outward facing corner
44
Leerraumwhitespace
55
Trägerelementsupport element
66
Motorengine
77
SpuleKitchen sink
88th
Sensorsensor
99
Sensorsensor
1010
Austrittsöffnungoutlet opening
1111
Kanalchannel
αα
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2619013 A1 [0005] DE 2619013 A1 [0005]

Claims (12)

Verfahren zum Magnetisieren von Rotormagneten, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt unmagnetisierte Rohlinge in einen Rotor eingelegt und anschließend mittels Rotation des Rotors in diesem unter Einfluss der Fliehkraft ausgerichtet werden, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die Rohlinge während der Rotation des Rotors zumindest vormagnetisiert werden, sodass diese am Rotor über die Magnetkräfte fixiert sind.Method for magnetizing rotor magnets, characterized in that unmagnetized blanks are inserted into a rotor in a first method step and then aligned by rotation of the rotor in this under the influence of centrifugal force, wherein in a second method step, the blanks are at least pre-magnetized during rotation of the rotor so that they are fixed on the rotor via the magnetic forces. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge in Taschen/Kammern des Rotors eingelegt sind.A method according to claim 1, characterized in that the blanks are inserted in pockets / chambers of the rotor. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung mittels einer den Rotor umschließenden Spule und/oder einzelner um den Rotor angeordneten Magnetisierköpfe erfolgt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetization takes place by means of a coil enclosing the rotor and / or individual arranged around the rotor magnetizing heads. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Rohlinge unter hoher Drehzahl erfolgt, wobei die anschließende Magnetisierung unter gleicher oder geringerer Drehzahl erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the alignment of the blanks takes place at high speed, wherein the subsequent magnetization takes place at the same or lower speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge einzeln oder in Gruppe während der Rotation des Rotors vormagnetisiert und/oder fertig magnetisiert werden können.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the blanks can be pre-magnetized individually or in group during the rotation of the rotor and / or ready magnetized. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors die Position der Magneten erkannt wird, wobei bei korrekter Position mittels eines Impulsgebers die Magnetisierung erfolgt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the position of the magnets is detected by means of a sensor, wherein the magnetization takes place in the correct position by means of a pulse generator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen/Kammern des Rotors nach der erfolgten Magnetisierung der Magnete mit Klebstoff gefüllt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pockets / chambers of the rotor are filled after the successful magnetization of the magnets with adhesive. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mittels eines Motors in Rotation versetzt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor is rotated by means of a motor in rotation. Vorrichtung zum Magnetisieren von Rotormagneten, aufweisend einen Rotor mit integrierten Taschen/Kammern mit darin befindlichen unmagnetisierten Rohlingen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mittels eines Motors in Rotation versetzt wird derart, dass die Rohlinge innerhalb der Taschen/Kammern über Fliehkraft ausrichtbar und über eine den Rotor umgebende Spule während der Rotation magnetisierbar sind.Device for magnetizing rotor magnets, comprising a rotor with integrated pockets / chambers with unmagnetized blanks therein, characterized in that the rotor is rotated by means of a motor in rotation such that the blanks within the pockets / chambers alignable by centrifugal force and a the Rotor surrounding coil during rotation are magnetizable. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor die Position der einzelnen Rohlinge überwacht.Apparatus according to claim 9, characterized in that a sensor monitors the position of the individual blanks. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Impulsgebers, welcher von dem Sensor gesteuert wird, die Magnetisierung startbar ist.Device according to one of claims 9 and 10, characterized in that by means of a pulse generator, which is controlled by the sensor, the magnetization is startable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgerichteten Magnete (ehemals Rohlinge) mittels eines Klebers in die Taschen/Kammern einklebbar sind, wobei mittels eines über der Kammer angeordneten Sensors der Füllstand kontrollierbar ist.Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the aligned magnets (formerly blanks) are glued by means of an adhesive in the pockets / chambers, wherein by means of a sensor arranged above the level of the level can be controlled.
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