DE102016201281B3 - Befestigung eines Permanentmagnets innerhalb eines Rotorblechpakets - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil (1) zur Befestigung eines Permanentmagnets (2) innerhalb eines Rotorblechpakets (3) einer elektrischen Maschine. Das Verbundbauteil (1) umfasst einen Permanentmagnet (2), welcher innerhalb eines Verbindungselements (4) aus thermoplastischem Kunststoff befestigt ist, wobei das Verbindungselement (4) eine äußere Fixierstruktur (5) zur Befestigung des Verbindungselements (4) innerhalb einer Aufnahme (7) des Rotorblechpakets (3) aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotorblechpakets (3) für eine elektrische Maschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft Technologien zur Befestigung eines Permanentmagnets bzw. mehrerer Permanentmagnete innerhalb eines Rotorblechpakets einer elektrischen Maschine.
  • JP 2005-12 859 A beschreibt ein Verbundbauteil, zur Befestigung eines Permanentmagneten, innerhalb eines Rotorblechpakets einer elektrischen Maschine, das Verbundbaufeil umfassend einen Permanentmagneten, welcher innerhalb eines Verbindungselements aus Thermoplastischem Kunststoff/Kunstharz befestigt ist, wobei das Verbindungselement eine äußere Fixierstruktur (Zacken) zur Befestigung des Verbindungselements innerhalb einer Aufnahme des Rotorblechpakets aufweist. DE 10 2007 063 307 A1 , JP 2004-7 937 A und US 2009/0 146 520 A1 betreffen weitere Befestigungen.
  • Eine elektrische Maschine mit innenliegenden Permanentmagneten enthält im Allgemeinen einen Rotor, welcher eine Vielzahl von Permanentmagneten mit abwechselnder Polarität um einen Außenumfang eines Rotorblechpakets des Rotors herum aufweist. Der Rotor ist innerhalb eines Stators drehbar, welcher im Allgemeinen eine Vielzahl von Wicklungen und Magnetpolen mit abwechselnder Polarität enthält.
  • Herkömmlicherweise ist die Konfiguration von Permanentmagneten in elektrischen Maschinen mit innen liegenden Permanentmagneten radial symmetrisch, d. h. sie zeigt eine Symmetrie bezüglich eines Ursprungs. Derartige elektrische Maschinen können jedoch eine nicht gewünschte Drehmomentwelligkeit erzeugen, welche zu ungewollten Vibrationen und Geräuschen führen kann. Herkömmlicherweise werden die Permanentmagnete im Rotorblechpaket daher abgeschrägt, um die Drehmomentwelligkeit zu verringern. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Permanentmagnete mit einem axialen Winkel relativ zueinander platziert werden oder die Permanentmagnete schrittweise gedreht werden. Eine derartige Schrägung beziehungsweise Schränkung ist eine bewährte Technik, welche eingesetzt wird zur Reduzierung von Oberwellen, des Rastmomentes, von Torqeripple und von Geräuschen.
  • Dabei kann beispielsweise eine kontinuierliche oder eine schrittweise Schränkung vorgesehen werden. Um eine schrittweise Schränkung zu erreichen, werden beim Rotoraufbau zunächst Blechpaketstapel mit Permanentmagneten bestückt. Anschließend werden die jeweiligen Blechpaketstapel mit einem axialen Winkel relativ zueinander zu dem vollständigen Rotorblechpaket paketiert bzw. zusammengebaut.
  • In der Stückzahlintensiven Produktion von elektrischen Maschinen, insbesondere von Elektromotoren für Hybridfahrzeuge, wird als vergleichsweise großes Kosteneinsparungspotenzial die Montage, insbesondere die Fixierung der Permanentmagnete im Rotor identifiziert. Es ist bekannt, Permanentmagnete in ein Rotorblechpaket eines Rotors einer permanenterregten elektrischen Maschine einzubringen. Die Permanentmagnete werden dabei in für Sie vorgesehene Nuten eingeschoben und entweder durch zusätzliche Elemente verspannt oder in den Nutöffnungen verklebt. Nach dem Stand der Technik ist das Kleben die vorherrschende Technologie, welche jedoch bei der Montage und beim Recycling wie zum Beispiel beim Trennen der Permanentmagnete von den Motorbauteilen nicht ohne aufwändige Techniken auskommt. Die Verwendung von Klebstoff verursacht ferner dadurch einen erheblichen Aufwand, dass je nach eingesetztem Klebstoff entsprechenden Sicherheitsbestimmungen wegen eventuell ausdampfender Lösungsmittel oder dergleichen entsprochen werden muss.
  • Unabhängig von dem Bautyp der elektrischen Maschine ist weiterhin insbesondere im Falle vergrabener Permanentmagnete aufgrund der großen auftretenden Kräfte und Momente, z. B. der Zentrifugalkraft und der Anfahrmomente, die Befestigung der Permanentmagnete von enormer Bedeutung. Verbreitet ist ein Befestigen der Permanentmagnete in den entsprechenden Nuten bzw. Aufnahmen (Taschen) durch Klebstoffe, wie Epoxidharze oder Silikonmaterialien (Silikonelastomere und Silikonharze). Bei derartigen Klebstoffen besteht jedoch die Gefahr, dass der Klebstoff die entsprechende Fügefläche der Magnetaufnahme des Rotors beziehungsweise Stators nicht vollständig und gleichmäßig benetzt und somit keine gute Haftung zwischen Permanentmagnet und Blechpaket erhalten wird. Eine ungleichmäßige Haftung kann zu einer ungleichmäßigen mechanischen Belastung des Blechpakets führen. Dies kann eine Deformationen des Blechpakets und eine Ablösung der Permanentmagnete nach sich ziehen.
  • Davon ausgehend wurden neue Verfahren entwickelt, wie z. B. das Klemmen und das Verstemmen der Permanentmagnete in der Nut sowie die Zuhilfenahme von Klemmelementen, z. B. aus Kunststoff. Diese Verfahren vereinfachen zwar das Recyceln, sind aber oft wegen fehlender Flexibilität schwierig in der Montage umzusetzen, weil relativ große Toleranzen überbrückt werden müssen. Andere bekannte Verfahren bieten, insbesondere aufgrund schwacher Presspassung, oft nicht genug Sicherheit bei hohen Drehzahlen und Vibrationsbelastung, wie sie beispielsweise für Riemen- und Kurbelwellenstartergeneratoren vorgegeben sind.
  • Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Technologie zur Befestigung eines Permanentmagnets bzw. mehrerer Permanentmagnete innerhalb eines Rotorblechpakets einer elektrischen Maschine bereitzustellen, welche die vorstehend genannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll ein einfacher Aufbau eines Rotors ermöglicht werden, welcher kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin soll eine genaue und dauerhafte Fixierung bzw. Befestigung der Permanentmagnete innerhalb des Rotorblechpakets auch bei hoher dynamischer Belastung gewährleistet werden. Ferner soll ermöglicht werden, ein Recycling seltener Erden aus elektrischen Maschinen zu vereinfachen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Figuren. Das erfindungsgemäße Verbundbauteil zur Befestigung eines Permanentmagnets innerhalb eines Rotorblechpakets einer elektrischen Maschine umfasst einen Permanentmagnet, welcher innerhalb eines Verbindungselements aus thermoplastischem Kunststoff befestigt ist, wobei das Verbindungselement eine äußere Fixierstruktur zur Befestigung des Verbindungselements innerhalb einer Aufnahme des Rotorblechpakets aufweist, wobei die Fixierstruktur an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten und eines Mittelelements des Verbindungselements angeordnet ist, und wobei Lamellen der Fixierstruktur einstückig mit dem Mittelement des Verbindungselements verbunden sind und jeweils eine halbkreisförmige Form aufweisen.
  • Der Permanentmagnet kann besonders sicher innerhalb des Verbindungselements eingeklemmt sein. Innerhalb des Verbindungselements ist der Permanentmagnet weiterhin besonders sicher vor Beschädigungen geschützt. Durch eine Einhausung des Permanentmagneten innerhalb des Verbindungselements kann weiterhin die Gefahr verringert werden, dass eventuell abgesplitterte Magnetteile in die elektrische Maschine geraten. Ferner können Toleranzen der Magnetgeometrie durch das Verbindungselement ausgeglichen werden. Außerdem kann ein Recycling der Permanentmagnete verbessert werden, indem beispielsweise ermöglicht wird, dass die Permanentmagnete aus den Verbindungselementen entnommen und der Kunststoff der Verbindungselemente aufgeschmolzen wird.
  • Die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen bietet den Vorteil, dass das Teilegewicht verringert werden kann bei gleichzeitiger Verzugsarmut und hoher Dimensionsstabilität. Weiterhin weist das Verbundbauteil mit einem Verbindungselement aus einem thermoplastischen Kunststoff bei hoher Dauergebrauchstemperatur und gleichzeitiger hoher mechanischer Beanspruchung eine hohe Temperaturbeständigkeit auf. Weiterhin ist es besonders beständig gegenüber vielen Chemikalien, Mineralölen und Kraftstoffen. Außerdem kann mit Additiven die thermische und elektrische Leitfähigkeit beeinflusst werden.
  • Das Verbundbauteil kann mit seiner Fixierstruktur, welche bevorzugt elastisch ausgestaltet ist, in die Aufnahme des Rotorblechpakets eingeführt werden. Die Aufnahmen werden bevorzugt aus einzelnen Blechen, welche das Rotorblechpaket bilden, ausgestanzt. Durch das Stanzen entsteht eine Schnittfläche, welche zerklüftet ist und Spalte und/oder Grate aufweisen kann. Die Fixierstruktur kann sich in den Spalten und/oder Graten verhaken. Auf diese Weise kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Fixierstruktur und der Aufnahme des Rotorblechpakets erzeugt werden. Bei entsprechender Dimensionierung der Außenmaße des Verbundbauteils und der Aufnahmen des Rotorblechpakets kann auch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbundbauteil und den Aufnahmen des Rotorblechpakets erzeugt werden, wobei das Verbundbauteil mit Druck in die Aufnahme gepresst wird. Das erfindungsgemäße Verbundbauteil kann somit einen Magnetclip ausbilden, welcher Konstruktionsvorteile sowie und Ersparnisse in der Montage ermöglicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet von thermoplastischem Kunststoff des Verbindungselements umspritzt ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine vollständige Einhausung des Permanentmagnets innerhalb des Verbindungselements. Das Umspritzen weiterhin bietet eine hohe Designfreiheit sowie eine höhere Belastungsfähigkeit des Verbundbauteils bei Temperaturwechseln oder Stößen gegenüber Baugruppen aus mehreren Einzelteilen. Die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen zum Umspritzen des Permanentmagneten bietet ferner den Vorteil, dass das Teilegewicht verringert werden kann bei gleichzeitiger Verzugsarmut und hoher Dimensionsstabilität.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet in das Verbindungselement eingesteckt ist. Dies ist insbesondere aus fertigungstechnischer Sicht besonders vorteilhaft. Bei dem Verbindungselement kann es sich insbesondere um ein schlauchartiges Hohlprofil aus thermoplastischem Kunststoff handeln, bevorzugt mit einer Profilierung an seiner Außenseite. Für das Hohlprofil kann insbesondere ein Halbzeug, z. B. ein Stangenmaterial oder ein Unendlichprofil verwendet werden, welches durch Trennverfahren auf ein gewünschtes Maß gebracht wird. Anschließend kann der Permanentmagnet in das auf Wunschlänge gebrachte Halbzeug eingesteckt werden.
  • Die Fixierstruktur kann Lamellen, bauchige Querprofilierungen, dreieckige Querprofilierungen, entgegen einer Montagerichtung des Verbundbauteils innerhalb des Rotorblechpakets spitz auseinander laufende Querprofilierungen, entgegen einer Montagerichtung des Verbundbauteils innerhalb des Rotorblechpakets konisch auseinanderlaufende Längsprofilierungen und/oder konvexe Seitenwände umfassen. Derartige Elemente ermöglichen einen besonders sicheren Form- und/oder Kraftschluss zwischen Verbundbauteil und dem Rotorblechpaket.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verbindungselement im Wesentlichen quaderförmig ist, wobei die Fixierstruktur an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten des Verbindungselements angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für quaderförmige Permanentmagnete und ist in diesem Zusammenhang besonders materialsparend hinsichtlich des Kunststoffes des Verbindungselements.
  • Weiterhin kann die Fixierstruktur umlaufend an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten des Verbindungselements und an einer weiteren Außenseite angeordnet sein, welche zwischen den einander gegenüberliegenden Außenseiten angeordnet ist. Diese Ausführungsform leistet einen Beitrag zu einer besonders festen Aufnahme des Verbundbauteils innerhalb der Aufnahme des Rotorblechpakets.
  • Ein erfindungsgemäßes Rotorblechpaket für eine elektrische Maschine umfasst ein vorstehend beschriebenes Verbundteil. Da innerhalb des Rotorblechpakets typischerweise eine Vielzahl von Permanentmagneten aufgenommen werden, kann das Rotorblechpaket bevorzugt mehrere Aufnahme zur Aufnahme jeweils eines vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verbundbauteils aufweisen.
  • Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst ein vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Rotorblechpaket, welches ein Bestandteil eines Rotors der elektrischen Maschine ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rotorblechpakets für eine elektrische Maschine umfasst ein Bereitstellen mehrerer Permanentmagnete und eines gestapelten Rotorblechpakets mit Aufnahmen für die Permanentmagnete. Es folgt ein Befestigen der Permanentmagnete innerhalb von Verbindungselementen aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die Verbindungselemente jeweils eine Fixierstruktur zur Befestigung der Verbindungselemente innerhalb der Aufnahmen des Rotorblechpakets aufweisen und wobei die Permanentmagnete entweder von thermoplastischem Kunststoff des Verbindungselements umspritzt oder in die Verbindungselemente eingesteckt sind.
  • Mit anderen Worten wird ein vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verbundbauteil mit profilierten Oberflächen hergestellt und kraftschlüssig und formschlüssig in korrespondierende Aufnahmen eines Rotorblechpakets oder eines Hohlprofils fest eingebracht. Einzelne Permanentmagnete können durch das Umspritzen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen in einem Arbeitsgang gefertigt werden. Ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Verbundbauteil ist beim Einsetzen des Permanentmagneten bzw. des Verbundbauteils in die Aufnahmen des Rotorblechpakets besonders gut zum Toleranzausgleich geeignet. Ferner können durch ein Einhausen des Permanentmagneten innerhalb des Verbindungselements Absplitterungen vermieden werden bzw. ein Eindringen von Absplitterungen in die elektrische Maschine vermieden werden. Das Verfahren eignet sich ferner besonders gut für eine automatisierte Montage von Permanentmagneten in die korrespondierenden Aufnahmen des Rotorblechpakets aber auch für eine einfache Steckmontage. Außerdem wird ein besonders einfaches Recycling durch einfaches Entnehmen des Verbundbauteils aus den Aufnahmen des Rotorblechpakets und Abschmelzen des Kunststoffes des Verbindungselements ermöglicht.
  • Das Umspritzen einzelner Permanentmagnete bietet eine besonders hohe Prozesssicherheit gegenüber anderen Fügeverfahren wie beispielsweise Klebverfahren oder Klemmverfahren und kann in halb- oder vollautomatisierten Fertigungszellen erfolgen. Die Herstellung des Verbundbauteils durch Umspritzen von Metallteilen mit thermoplastischen Kunststoffen in vollautomatischen Fertigungszellen spart Montagekosten und erschließt Konstruktionsvorteile. Darüber hinaus sind Magnetwerkstoff-Kunststoff-Verbindungen sehr belastbar, bieten eine hohe Designfreiheit und können mehrere Funktionen in einem Bauteil vereinen. So wird eine Herstellung von Baugruppen ermöglicht, welche sonst nur über mehrere einzelne Fügevorgänge aufgebaut werden können, wodurch Kosteneinsparungen möglich sind. Weiterhin wird eine hohe Designfreiheit mit zusätzlicher Funktionalität in der Kunststoffumspritzung ermöglicht. Ferner können mit Magnetwerkstoff-Kunststoff-Verbundteilen bei Belastungstests (Temperaturwechsel- und Schocktest) bessere Ergebnisse erzielt werden als mit anderen Verfahren gefügte Baugruppen. Außerdem ist ein sicheres Einbetten von Magnetwerkstoff-Bauteilen möglich. Darüber hinaus wird eine größere Prozesssicherheit gegenüber anderen Fügeverfahren wie beispielsweise Kleben oder Klemmen ermöglicht.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt
  • 1 eine perspektivische Teilansicht Rotorblechpakets mit darin aufgenommenem Verbundbauteil,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Verbundbauteils nach 1,
  • 3 eine seitliche Schnittdarstellung des Verbundbauteils nach 1 ohne Darstellung des Rotorblechpakets,
  • 4 eine seitliche Schnittdarstellung des Verbundbauteils nach 1 innerhalb des Rotorblechpakets,
  • 5 eine seitliche Teilschnittdarstellung des Rotorblechpakets nach 1 mit dargestellten Graten zur formschlüssigen Verbindung mit dem Verbundbauteil
  • 6 bis 12 Seitenansichten weiterer Verbundbauteile mit unter- schiedlichen Fixierstrukturen,
  • 13 eine Längsschnittdarstellung eines schlauchartigen Hohlprofils zur Bereitstellung eines Verbindungselements für ein weiteres Verbundbauteil und
  • 14 eine vergrößerte Detailansicht einer äußeren Fixierstruktur des Hohlprofils nach 13.
  • 1 bis 4 zeigen ein Verbundbauteil 1 zur Befestigung eines Permanentmagnets 2 innerhalb eines Rotorblechpakets 3 einer nicht dargestellten elektrischen Maschine. Der Permanentmagnet 2 ist innerhalb eines Verbindungselements 4 aus Kunststoff des Verbundbauteils 1 befestigt, wobei das Verbindungselement 4 eine äußere Fixierstruktur 5 in Form von elastischen Lamellen 6 zur Befestigung des Verbindungselements 4 und damit auch des gesamten Verbundbauteils 1 innerhalb einer Aufnahme 7 des Rotorblechpakets 3 aufweist. Das Rotorblechpaket 3 umfasst noch weitere der vorstehend beschriebenen Aufnahmen 7, innerhalb derer – wie ebenfalls vorstehend beschrieben – weitere Verbundbauteile 1 befestigt sind.
  • Das Verbindungselement 4 ist im Wesentlichen quaderförmig. In dem gezeigten Beispiel weist es ein zentrales quaderförmiges Mittelelement 8 auf, welches den ebenfalls quaderförmigen Permanentmagneten 2 umgibt. In dem gezeigten Beispiel ist der Permanentmagnet 2 von thermoplastischem Kunststoffmaterial des Verbindungselements 4 umspritzt.
  • Die Fixierstruktur 5 ist an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten 9 und 10 (3) des Mittelelements 8 und äquidistant nebeneinander angeordnet. Die Lamellen 6 sind dabei einstückig mit dem Mittelement 8 des Verbindungselements 4 verbunden und weisen eine halbkreisförmige Form auf.
  • 5 zeigt einen Teil eines Blechs 11 des Rotorblechpakets 3. In das Blech 11 wurde eine Durchbruch 12 gestanzt, welcher gegenüberliegende Stirnseiten S1 und S2 des Blechs 11 miteinander verbindet. Mehrere Bleche 11 mit derartigen Durchbrüchen werden in einer Stapelrichtung L übereinandergestapelt, so dass das Rotorblechpaket 3 entsteht. Dabei werden die Durchbrüche 12 der jeweiligen Bleche 11 derart zueinander angeordnet, dass innerhalb des Rotorblechpakets 3 die Aufnahme 7 für das Verbindungselement 4 und damit auch für den Permanentmagnet 3 gebildet wird.
  • Durch das Stanzen entsteht eine Schnittfläche 13 mit einem Glattschnittanteil 14 und einer Einzugshöhe 15, wobei der jeweilige Durchbruch 12 teilweise zerklüftet ist und in dem gezeigten Beispiel einen Grat 16 mit einer Einrisstiefe 17 aufweist. Die Fixierstruktur 5 kann sich in dem Grat 16 bzw. in der Lücke vor und nach dem Glattschnittanteil 14 verhaken. Auf diese Weise kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Aufnahme 7 des Rotorblechpakets 3 und der Fixierstruktur 5 des Verbundbauteils 1 erzeugt werden. Die Außenmaße des Verbundbauteils 1 und der Durchbrüche 12 bzw. der Aufnahme 7 des Rotorblechpakets 3 sind weiterhin derart dimensioniert, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbundbauteil 1 und der Aufnahme 7 des Rotorblechpakets 3 erzeugt wird, wobei das Verbundbauteil 1 mit Druck in die Aufnahme 7 gepresst wird.
  • 6 zeigt ein weiteres Verbundbauteil 1, welches sich von dem durch 1 bis 4 gezeigten Verbundbauteil 1 dadurch unterscheidet, dass die Fixierstruktur 4 keine Lamellen 5 aufweist, sondern mehrere nebeneinander und äquidistant zueinander angeordnete bauchige Querprofilierungen 18, wodurch eine besonders sichere formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotorblechpaket 3 und dem Verbundbauteil 1 ermöglicht wird.
  • 7 zeigt ein weiteres Verbundbauteil 1, welches sich von dem durch 1 bis 4 gezeigten Verbundbauteil 1 dadurch unterscheidet, dass die Fixierstruktur 4 keine Lamellen 5 aufweist, sondern mehrere nebeneinander und äquidistant zueinander angeordnete dreieckige Querprofilierungen 19, wodurch eine besonders sichere formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotorblechpaket 3 und dem Verbundbauteil 1 ermöglicht wird.
  • 8 zeigt ein weiteres Verbundbauteil 1, welches sich von dem durch 1 bis 4 gezeigten Verbundbauteil 1 dadurch unterscheidet, dass die Fixierstruktur 4 keine Lamellen 5 aufweist, sondern entgegen einer Montagerichtung M des Verbundbauteils 1 innerhalb des Rotorblechpakets 3 spitz auseinander laufende Querprofilierungen 20, welche sich zwischen den Graten 16 der Bleche 11 des Rotorblechpakets 3 (5) besonders gut verhaken können. Die Querprofilierungen können weiterhin Widerhaken ausbilden, welche besonders sicher verhindern können, dass sich das Verbundbauteil 1 aus der Aufnahme 4 des Rotorblechpakets 3 entgegen der Montagerichtung M heraus bewegt.
  • 9 zeigt ein weiteres Verbundbauteil 1, welches sich von dem durch 1 bis 4 gezeigten Verbundbauteil 1 dadurch unterscheidet, dass die Fixierstruktur 4 keine Lamellen 5 aufweist, sondern entgegen einer Montagerichtung M des Verbundbauteils 1 innerhalb des Rotorblechpakets 3 konisch auseinanderlaufende Längsprofilierung 21, welche sich besonders gut innerhalb der Aufnahme 7 des Rotorblechpakets 3 verkeilen können, wodurch eine besonders sichere kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbundbauteil 1 und dem Rotorblechpaket 3 ermöglicht werden kann.
  • 10 zeigt ein weiteres Verbundbauteil 1, welches sich von dem durch 1 bis 4 gezeigten Verbundbauteil 1 dadurch unterscheidet, dass die Fixierstruktur 4 keine Lamellen 5 aufweist, sondern konvexe Seitenwände 22, welche sich besonders gut innerhalb der Aufnahme 7 des Rotorblechpakets 3 verkeilen können, wodurch eine besonders sichere kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbundbauteil 1 und dem Rotorblechpaket 3 ermöglicht werden kann.
  • 11 und 12 zeigen ein weiteres Verbundbauteil 1, welches sich von dem durch 1 bis 4 gezeigten Verbundbauteil 1 dadurch unterscheidet, dass die Fixierstruktur 5 mit ihren Lamellen 6 umlaufend an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten 9, 10 des Verbindungselements 4 und an einer weiteren Außenseite 23 angeordnet ist, welche zwischen den einander gegenüberliegenden Außenseiten 9, 10 angeordnet ist. Weiterhin ist der Permanentmagnet 2 nicht von thermoplastischem Kunststoff des Verbindungselements 4 umspritzt, sondern in einer Einsteckrichtung E in eine Aufnahme 24 des Verbindungselements 4 eingesteckt.
  • 13 und 14 veranschaulichen eine mögliche Herstellung eines Verbindungselements 4 für ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil 1. Das Verbindungselement 4 aus einem schlauchartigen Hohlprofil 25 wird aus thermoplastischem Kunststoff gefertigt, welches mit einer lamellenartigen Profilierung 5 an seiner Außenseite versehen ist. Für das Hohlprofil 25 kann insbesondere ein Halbzeug, z. B. ein Stangenmaterial oder ein Unendlichprofil verwendet werden, welches durch Trennverfahren auf ein gewünschtes Maß, z. B. der Länge x, gebracht wird. Anschließend kann ein Permanentmagnet 2 in eine Aufnahme 24 des auf Wunschlänge gebrachten Hohlprofils 25 eingesteckt werden. In 14 ist weiterhin eine Montagerichtung M des Verbindungselements 4 des Verbundbauteils 1 innerhalb eines Rotorblechpakets gezeigt.

Claims (9)

  1. Verbundbauteil (1) zur Befestigung eines Permanentmagnets (2) innerhalb eines Rotorblechpakets (3) einer elektrischen Maschine, das Verbundbauteil (1) umfassend einen Permanentmagnet (2), welcher innerhalb eines Verbindungselements (4) aus thermoplastischem Kunststoff befestigt ist, wobei das Verbindungselement (4) eine äußere Fixierstruktur (5) zur Befestigung des Verbindungselements (4) innerhalb einer Aufnahme (7) des Rotorblechpakets (3) aufweist, wobei die Fixierstruktur (5) an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten (9) und (10) eines Mittelelements (8) des Verbindungselements (4) angeordnet ist, und wobei Lamellen (6) der Fixierstruktur (5) einstückig mit dem Mittelement (8) des Verbindungselements (4) verbunden sind und jeweils eine halbkreisförmige Form aufweisen.
  2. Verbundbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (2) von thermoplastischem Kunststoff des Verbindungselements (4) umspritzt ist.
  3. Verbundbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (2) in das Verbindungselement (4) eingesteckt ist.
  4. Verbundbauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die Fixierstruktur (5) weiterhin umfassend – Lamellen (6), – bauchige Querprofilierungen (18), – dreieckige Querprofilierungen (19), – entgegen einer Montagerichtung (M) des Verbundbauteils (1) innerhalb des Rotorblechpakets (3) spitz auseinander laufende Querprofilierungen (20), – entgegen einer Montagerichtung (M) des Verbundbauteils (1) innerhalb des Rotorblechpakets konisch auseinanderlaufende Längsprofilierungen (21) und/oder – konvexe Seitenwände (22).
  5. Verbundbauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) im Wesentlichen quaderförmig ist, wobei die Fixierstruktur (5) an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten (9, 10) des Verbindungselements (4) angeordnet ist.
  6. Verbundbauteil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstruktur (5) umlaufend an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten (9, 10) des Verbindungselements (4) und an einer weiteren Außenseite (23) angeordnet ist, welche zwischen den einander gegenüberliegenden Außenseiten (9, 10) angeordnet ist.
  7. Rotorblechpaket (3) für eine elektrische Maschine umfassend ein Verbundteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  8. Elektrische Maschine umfassend ein Rotorblechpaket (3) nach Anspruch 7.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Rotorblechpakets (3) für eine elektrische Maschine, umfassend die Schritte: – Bereitstellen mehrerer Permanentmagnete (2), – Bereitstellen eines gestapelten Rotorblechpakets (3) mit Aufnahmen (7) für die Permanentmagnete (2), – Befestigen der Permanentmagnete (2) innerhalb von Verbindungselementen (4) aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die Verbindungselemente (4) jeweils eine äußere Fixierstruktur (5) zur Befestigung der Verbindungselemente (4) innerhalb der Aufnahmen (7) des Rotorblechpakets (3) aufweisen, wobei die Permanentmagnete (2) entweder von thermoplastischem Kunststoff des Verbindungselements (4) umspritzt oder in die Verbindungselemente (4) eingesteckt sind, wobei die Fixierstruktur (5) an aneinander gegenüberliegenden Außenseiten (9) und (10) eines Mittelelements (8) des Verbindungselements (4) angeordnet ist, und wobei Lamellen (6) der Fixierstruktur (5) einstückig mit dem Mittelement (8) des Verbindungselements (4) verbunden sind und jeweils eine halbkreisförmige Form aufweisen.
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