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Die Erfindung betrifft eine Magnetaufnahme für einen Rotor oder Stator, einen Rotor mit einer solchen Magnetaufnahme, einen Stator mit einer solchen Magnetaufnahme sowie einen Elektromotor mit einer solchen Magnetaufnahme.
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Aus der
DE 10 2010 022 702 A1 ist ein Rotor bekannt, bei dem einzelne Permanentmagnete in einer zugeordneten Magnetaufnahme kraftschlüssig angeordnet sind.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen kompakten und kostengünstigen Elektromotor bereitzustellen.
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Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen verbesserten Elektromotor bereitzustellen.
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Diese Aufgaben werden durch eine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagene und unter Schutz gestellte Magnetaufnahme sowie durch einen vorgeschlagenen und unter Schutz gestellten Rotor, Stator und Elektromotor gelöst (vgl. dazu Ansprüche 10, 11 und 12).
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Es wird eine Magnetaufnahme für einen Rotor oder Stator eines Elektromotors vorgeschlagen, in welcher ein Permanentmagnet kraftschlüssig und spritzgussfrei angeordnet ist. Der Permanentmagnet ist dabei unter Ausnutzung eines Übermaßes gegenüber einer Abmessung der Magnetaufnahme in der Magnetaufnahme klemmend angeordnet, ohne dabei einen Abschnitt der Magnetaufnahme infolge der Anordnung zu verbiegen. Die Klemmung bzw. Verklemmung ist dabei lediglich mittels zumindest zweier - beispielsweise planparalleler - Klemmflächen bewirkt, deren Beabstandung zueinander das besagte Übermaß umfasst und welche mit dem jeweils zugeordneten Abschnitt bzw. Wandungsabschnitt der Magnetaufnahme flächenpressend zusammenwirken.
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Die besagte klemmende Anordnung kann dabei dadurch erreicht werden, dass entweder der Permanentmagnet in die Magnetaufnahme klemmend eingeschoben wird - und zwar durch die Wahl einer entsprechenden Passung - und/oder die Magnetaufnahme auf den Permanentmagneten aufgeschrumpft wird. Im Fall der Aufschrumpfung ließe sich die Magnetaufnahme durch eine Wärmezufuhr entsprechend geringfügig aufweiten bzw. ausdehnen, um den Permanentmagneten einführen bzw. einlegen zu können. Zusätzlich oder alternativ dazu ließe sich der Permanentmagnet auch abkühlen, so dass dieser geringfügig schrumpft, um eingeführt bzw. eingelegt werden zu können.
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Die vorgeschlagene Magnetaufnahme reduziert zumindest den Luftspalt zwischen dem Permanentmagneten und der Magnetaufnahme. Und für den Fall, dass die mit den Permanentmagneten flächenpressend zusammenwirkenden Wandungsabschnitte der Magnetaufnahme den Permanentmagneten über dessen ganze Breite und/oder Höhe einfassen, entfällt ein solcher Luftspalt bezüglich dieser Breite und/oder Höhe bestenfalls sogar gänzlich. Der besagte Luftspalt wird jedoch zumindest minimiert bzw. stark reduziert.
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Bei der besagten klemmenden Anordnung ließen sich der Permanentmagnet und/oder die Magnetaufnahme elastisch und/oder plastisch verformen, so dass Bauteiltoleranzen vorteilhafterweise ausgeglichen werden können.
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Dabei wird vorgeschlagen, die Magnetaufnahme geschlossen umlaufend auszubilden, um den Permanentmagneten vollständig vergraben im Rotor oder Stator anordnen zu können. Alternativ dazu lässt sich die Magnetaufnahme auch geschlitzt ausbilden.
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Die besagten Klemmflächen können dabei auf ein Breitenmaß und/oder Höhenmaß des Permanentmagneten bezogen sein. Die Klemmflächen können sich dabei über einen Teil der Breite und/oder Höhe oder auch über die ganze Breite und/oder Höhe des Permanentmagneten erstrecken. Die Klemmflächen erstrecken sich zudem über zumindest einen Teil der Länge oder auch über die ganze Länge des Permanentmagneten.
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Grundsätzlich kann die Magnetaufnahme auch einen Anschlagsabschnitt aufweisen, welcher z.B. in die Magnetaufnahme hineinragt und gegen welchen der Permanentmagnet zu dessen Ausrichtung in Umfangsrichtung des Rotors oder Stators anliegt.
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Am Permanentmagneten und/oder an der Magnetaufnahme kann dabei mindestens eine Einführphase ausgebildet sein, um die besagte Einführung bzw. Einlegung oder Einschiebung zu erleichtern.
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Ferner kann die Magnetaufnahme achsparallel zum Rotor oder Stator ausgerichtet sein.
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Es wird ferner vorgeschlagen, die Magnetaufnahme als Teil eines Blechpakets, etwa in Gestalt eines Stanzblechpakets auszubilden.
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Es wird ferner ein Rotor mit einer Magnetaufnahme nach der zuvor beschriebenen Art für einen Elektromotor vorgeschlagen.
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Es wird ferner ein Stator mit einer Magnetaufnahme nach der zuvor beschriebenen Art für einen Elektromotor vorgeschlagen.
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Des Weiteren wird ein Elektromotor mit einer Magnetaufnahme nach der zuvor beschriebenen Art bzw. einem Rotor oder Stator nach der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Ansprüche 10, 11, 12).
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Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen:
- 1 einen Ausschnitt eines Rotors mit einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Magnetaufnahme,
- 2a einen Ausschnitt eines weiteren Rotors in einer perspektivischen Darstellung mit einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Magnetaufnahme sowie
- 2b den in 2a gezeigten Ausschnitt in einer weiteren perspektivischen Darstellung.
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Der vorgeschlagene Rotor 2 umfasst mindestens zwei Permanentmagnete 6 sowie ein Blechpaket 4, etwa in Gestalt eines Stanzblechpakets. Die Permanentmagnete 6 sind dabei jeweils in einer zugeordneten, beispielsweise achsparallel zum Rotor 2 ausgerichteten Magnetaufnahme 8 des Blechpakets 4 kraftschlüssig und spritzgussfrei angeordnet. Das Rotorblechpaket 4 umfasst dabei mindestens zwei Blechlagen bzw. Stanzblechlagen, welche die Magnetaufnahmen 8 bilden.
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Dabei sind die Permanentmagnete 6 jeweils unter Ausnutzung eines Übermaßes der Magnethöhe H gegenüber einer Höhenabmessung der zugeordneten Magnetaufnahme 8 in die Magnetaufnahme 8 klemmend eingeschoben, und zwar durch die Wahl einer entsprechenden Passung.
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In einer weiteren Ausführung werden die einzelnen Permanentmagnete 6 in die zugeordnete Magnetaufnahme 8 zur Klemmung eingeführt bzw. eingelegt, nachdem das Rotorblechpaket 4 zuvor entsprechend erwärmt worden ist und sich die Magnetaufnahmen 8 infolge dessen entsprechend ausgedehnt haben. Infolge der Abkühlung des Rotorblechpakets 4 schrumpfen die einzelnen Magnetaufnahmen 8 auf die zugeordneten Permanentmagnete 6 auf. Diese Art der klemmenden Anordnung kann zudem dadurch unterstützt werden, dass die Permanentmagnete 6 auch noch abgekühlt werden, so dass diese geringfügig schrumpfen, um einfacher in die jeweilige Magnetaufnahme 8 eingeführt bzw. eingelegt werden zu können. Dabei lässt sich eine solch wärmebedingte Aufweitung durch entsprechende Wärmezufuhr auch mit der Wahl einer entsprechenden Passung kombinieren, so dass trotz der wärmebedingten Aufweitung der Magnetaufnahmen 8 eine klemmende Einschiebung der Permanentmagnete 6 in die zugeordneten Magnetaufnahmen 8 erforderlich sein könnte.
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Die Klemmung wird dabei mindestens durch zwei - beispielsweise planparallele - Klemmflächen KF des Permanentmagneten 6 bewirkt, deren Beabstandung zueinander das besagte Übermaß umfasst. Allerdings bedarf es zur Klemmung nicht notwendigerweise zweier planparalleler Klemmflächen KF.
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Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik (vgl.
DE 10 2010 022 702 A1 ) bedarf es dabei zur Klemmung keiner Verbiegung eines federnden bzw. biegsamen Vorsprungs bzw. Federabschnitts - in der
DE 10 2010 022 702 A1 ist dieser Vorsprung als zungenförmiger Vorsprung beschrieben -, der sich als solcher von einem Wandungsabschnitt der Magnetaufnahme in die Magnetaufnahme erstreckt, um infolge der Einschiebung eines zugeordneten Permanentmagneten verbogen zu werden und dadurch eine entsprechende Klemmung des Permanentmagneten in der Magnetaufnahme zu bewirken. Vielmehr wird die Klemmung erfindungsgemäß lediglich dadurch bewirkt, dass die beiden Klemmflächen KF mit dem jeweils zugeordneten Abschnitt bzw. Wandungsabschnitt der Magnetaufnahme
8 großflächig, d.h. über beispielsweise die ganze Breite B des Permanentmagneten
6, flächenpressend zusammenwirken.
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Durch den vorgeschlagenen Rotor werden die Luftspalte zwischen den Permanentmagneten und den zugeordneten Magnetaufnahmen in radialer Richtung des Rotors bestenfalls gänzlich vermieden oder zumindest stark reduziert bzw. minimiert.
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Durch den vorgeschlagenen Rotor werden zudem auch einen magnetischen Fluss störende Ausnehmungen im Rotorblechpaket im Bereich der die jeweiligen Permanentmagnete einfassenden Wandungsabschnitte der Magnetaufnahmen vermieden. Dadurch vereinfacht sich auch die Ausbildung der einzelnen Blechlagen, die das Rotorblechpaket bilden.
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Der vorgeschlagene Rotor stellt zudem eine sehr kostengünstige Lösung dar.
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Vorgeschlagen wird dabei, die Magnetaufnahmen 8 jeweils geschlossen umlaufend auszubilden, so dass diese jeweils ein geschlossenes Profil darstellen, wodurch die Permanentmagnete 6 vollständig innenliegend vergraben im Rotorblechpaket 4 angeordnet sind. Alternativ dazu ließe sich auch eine geschlitzte Magnetaufnahme, d.h. eine Magnetaufnahme mit einem offenen Profil bereitstellen. Eine derart geschlitzte Magnetaufnehme weist gegenüber einem geschlossenen Profil eine höhere Elastizität auf.
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Die Klemmflächen KF erstrecken sich dabei vorteilhafterweise über die ganze Breite B sowie Länge L des jeweiligen Permanentmagneten 6. Dadurch wird der besagte Luftspalt in radialer Richtung des Rotors 2 zumindest minimiert und bestenfalls sogar gänzlich vermieden bzw. beseitigt.
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Eine etwa am Permanentmagneten 6 und/oder an der Magnetaufnahme 8 ausgebildete Einführphase EP erleichtert dabei dessen besagte Einschiebung in die Einbaulage.
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Alternativ dazu ließe sich zumindest eine der Klemmflächen KF auch derart ausbilden, dass sie sich nur über einen Teil bzw. Abschnitt der Breite B und/oder der Länge L des jeweiligen Permanentmagneten 6 erstreckt. Auch dabei wird der besagte Luftspalt in radialer Richtung des Rotors 2 zumindest stark reduziert bzw. minimiert.
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Des Weiteren können die Permanentmagnete 6 auch unter elastischer und/oder plastischer Verformung des jeweiligen Permanentmagneten 6 und/oder der jeweiligen Magnetaufnahme 8 in der Magnetaufnahme 8 angeordnet sein. Dadurch werden Toleranzen der Permanentmagnete 6 sowie des Rotorblechpakets 4 vorteilhafterweise ausgeglichen.
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Der vorgeschlagene Rotor 2 bedarf keiner Krafteinwirkung von außen auf die Magnetaufnahme 8, um diese plastisch zu verformen und dadurch den jeweiligen Permanentmagneten 6 in seiner Einbaulage zu fixieren.
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Gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik (vgl.
DE 10 2010 022 702 A1 ) bilden die Klemmflächen KF jeweils eine zusammenhängende Klemmfläche, die einer möglichst großflächig verteilten Flächenpressung unterliegt. Dadurch lassen sich Oberflächenbeschädigungen der Permanentmagnete
6 in Gestalt von Abschabungen vermeiden, wie sie nach der Druckschrift
DE 10 2010 022 702 A1 zu erwarten sind.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010022702 A1 [0002, 0024, 0034]
