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Die Erfindung betrifft eine Rotorlamelle, ein Rotorblechpaket und einen Rotor. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors.
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Seit der Entdeckung der Hochenergie-Permanentmagnete (z. B. Neodym-Eisen-Bor- und Samarium-Cobalt-Magnete) werden permanentmagnetisch erregte Synchronmaschinen (PMSM) in immer vielfältigeren Anwendungen eingesetzt, z.B. als Antriebe für Kraftfahrzeuge, als Werkzeugmaschinen im industriellen Bereich, in energieeffizienten Haushaltsgeräten oder als Antriebe für Pumpen. Aufgrund der verbesserten Energiedichten der Magnete weisen diese Maschinen hohe Drehmomentdichten und hohe Wirkungsgrade auf.
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Die Magnete können auf der zum Luftspalt gewandeten Oberfläche des Rotors befestigt werden. Dann spricht man von sogenannten Oberflächen-Magneten. Oder die Magnete werden innerhalb der vorgesehenen Taschen im Rotor integriert. Dann ist die Rede von vergrabenen Magneten.
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Grundsätzlich ist zu beachten, dass auf die Magnete aufgrund der Rotation eine Zentrifugalkraft wirkt, welche die Magnete nach außen beschleunigt, wodurch eine entsprechende Fixierung bzw. Rotorlamellen-Auslegung erforderlich ist. Bei einem Rotor mit vergrabenen Magneten, muss der Blechschnitt der Rotorlamelle so ausgelegt werden, dass über die gesamte Lebensdauer des Elektromotors kein Bersten des Elektroblechs stattfindet.
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Zusätzliche Belastung trifft die Magnete, wenn die Motoren einem aktiven Kurzschluss ausgesetzt werden.
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Ein aktiver Kurzschluss (AKS) ist eine Maßnahme in der Antriebstechnik zur Vermeidung von Schäden, die durch unterschiedliche Fehler im Fahrzeug auftreten können. Ein gezielt induzierter AKS gilt als sichere Betriebsart für Antriebsmaschinen. Dazu werden die Anschlussleitungen der Motoren, die üblicherweise mit Drehstrom betrieben werden, durch z.B. IGB-Transistoren der Leistungselektronik kurzgeschlossen.
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Der AKS gilt in Fahrzeugen mit elektrifiziertem Antriebskonzept als sicherer Zustand. Ein großer Vorteil ist, dass das System in Betriebssituationen wie Wartung oder Crash spannungsfrei ist. Dies ist besonders vorteilhaft bei permanentmagneterregten Synchronmaschinen, da diese bei hohen Drehzahlen lebensgefährliche Spannungen induzieren können.
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Aus der
DE 10 2015 203 018 A1 ist ein Rotor bekannt, der mehrere in Längserstreckungsrichtung des Rotors übereinander gestapelte Rotorpakete aufweist. Die Rotorpakete verfügen an einem Außenumfang über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Rotors voneinander beabstandeten Kanälen, in welchen jeweils wenigstens ein Magnet angeordnet ist. Jeweils ein Magnet-Paar ist in einem Kreissektor in einer Schnittebene des Rotorpakets entlang der Welle v-förmig angeordnet. Die elektrische Maschine zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sich die Kanäle jeweils über eine gesamte Länge des Rotors erstrecken und jeweils in Längserstreckungsrichtung durchgängig ausgebildet sind, wobei die Kanäle vollständig mit einem spritzfähigen Kunststoff befüllt sind, so dass die Magnete durch den Kunststoff in den Kanälen fixiert sind. Dadurch kann eine leistungsstarke und leicht herstellbare elektrische Maschine bereitgestellt sein.
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Aus der
US 2015 0236558 A1 und der
US 2016 0028278 A1 sind Rotoren bekannt, die mehrere in Längserstreckungsrichtung der Rotoren übereinander gestapelte Rotorpakete aufweisen. Die Rotorpakete verfügen an einem Außenumfang über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Rotors voneinander beabstandeten Kanälen, in welchen jeweils wenigstens ein Magnet angeordnet ist. Die Magnete sind jeweils entlang einer Kreissehne angeordnet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rotorlamelle so zu verbessern, dass die Innenräume der Rotorlamelle multifunktionale Formen aufweisen, die beim späteren Zusammenbau zum Rotorblechpaket bzw. zum Rotor verschiedene Vorteile bieten, z.B. dass sie sogenannte AKS-Nasen enthalten, die die eingebauten Magneten stabilisieren, dass die Positionierung des Magneten präzisiert wird, und dass die Anordnung von Kunststoffleitflächen das Einspritzen eines spritzfähigen Kunststoffs in einem Arbeitsschritt ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, die Rotorblechpakete zu verbessern, so dass diese einen besonders stabil ausgebildeten Rotor ausbilden können, z. B. dadurch, dass die einzelnen Rotorlamellen und/oder Rotorpakete fest miteinander verbunden sind, wodurch auch das Verfahren zur Herstellung eines Rotors verbessert werden soll. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Rotor einer elektrischen Maschine mit vergrabenen Magneten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Rotorlamelle nach Anspruch 1, ein Rotorblechpaket nach Anspruch 8, ein Rotor nach Anspruch 9 und ein Verfahren zur Herstellung des Rotors nach Anspruch 10 vorgeschlagen.
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Erfindungsgemäß weist die Rotorlamelle mindestens einen Ausschnitt auf, der mindestens einen Innenraum ausbildet, wobei jeder Innenraum mindestens zwei Innenbereiche aufweist, wobei mindestens eine erste Anpressfläche oder eine Positionierfläche vorgesehen ist, wobei mindestens eine erste Positioniernase zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich ausgebildet ist, wobei die erste Positioniernase mindestens die Positionierfläche und/oder die Anpressfläche aufweist.
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Bevorzugterweise besteht die Rotorlamelle aus einem stanzbaren oder zum Laserschnitt geeigneten Elektroblech. Beim Ausschnitt der Rotorlamelle handelt es sich um den Teil des Blechs, der durch Ausstanzen oder Laserschnitt aus dem Elektroblech entfernt wird. Hierdurch entsteht im Elektroblech eine Durchbrechung, welche einen Innenraum in der Ebene des Bleches ausbildet. Bevorzugterweise weist die Rotorlamelle beliebig viele Ausschnitte bzw. Innenräume auf.
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Erfindungsgemäß weist der Innenraum mindestens eine erste Positioniernase auf. Diese Positioniernase ist nach innen ausgebildet, wobei unter innen zu verstehen ist, dass die Mittelachse der Nase in der Ebene des Elektroblechs liegt, in der der Innenraum durch z. B. den Laserschnitt entstanden ist. Erfindungsgemäß ist die Positioniernase zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich des Innenraums angeordnet und weist die Positionierfläche und/oder die Anpressfläche auf. Die Anpressfläche ist so ausgebildet, dass ein im ersten Innenbereich anordbarer Magnet an der Fläche bündig anliegen kann, ohne dass ein Zwischenraum entsteht.
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Bevorzugterweise weist die Rotorlamelle mindestens eine erste Kunststoffleitnase auf, die zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich ausgebildet ist, wobei die Kunststoffleitnase auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Positioniernase angeordnet ist, wobei die erste Kunststoffleitnase eine erste Kunststoffleitfläche mit oder ohne einer Kunststoffleitausbuchtung aufweist. Die Kunststoffleitfläche ist bevorzugterweise so ausgebildet, dass sie nicht bündig an einem im ersten Innenbereich anordbaren Magneten anliegt, sondern sie ist beabstandet zum angeordneten Magneten ausgebildet, so dass ein spritzfähiger Kunststoff an der Kunststoffleitfläche mit geringerem Widerstand fließen kann als an der gegenüberliegenden Positioniernase. Benachbart zur Kunststoffleitfläche ist bevorzugterweise optional auch eine Kunststoffleitausbuchtung ausgebildet, so wie benachbart zu einer Kunststoffleitausbuchtung auch immer optional eine Kunststoffleitfläche ausgebildet sein kann, um den Fluss des spritzfähigen Kunststoffs noch weiter zu verbessern. Durch die räumliche Nähe der Positioniernase und der Kunststoffleitnase, die im Blech ausgebildet sind, bilden diese zwei bevorzugterweise sogenannte „AKS-Nasen“. Durch die Anordnung der Magnete und die Gestaltung der Nasen, welche die Magnete stabilisieren, sind die magnetischen Felder H [A/m] im Magneten, die im AKS-Fall entgegen der Magnetisierungsrichtung der Magnete wirken - und somit die Magnete dauerhaft schwächen können -, reduziert.
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Die erfindungsgemäße Rotorlamelle weist vorteilhafterweise mindestens einen dritten Innenbereich auf, der an den ersten Innenbereich grenzt, wobei im dritten Innenbereich mindestens eine Positionierlasche angeordnet ist. Diese Positionierlasche ist bevorzugterweise so ausgebildet, dass ihre Mittelachse in einer Ausgangsposition ohne eingesetztem Magneten in der Ebene des Elektroblechs in den ersten Innenbereich hineinragt und sie einen Magneten, der im ersten Innenbereich angeordnet ist, an die auf einer gegenüberliegenden Seite der Positionierlasche angeordnete erste Anpressfläche federnd anpresst. Hierzu ist die Positionierlasche federnd elastisch ausgebildet und kann so gebogen werden, dass der Magnet durch diese Biegefläche in Position gehalten wird.
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Die Rotorlamelle weist bevorzugterweise eine erste AKS-Nase auf, die zwischen dem ersten und dem dritten Innenbereich angeordnet ist, wobei die erste AKS-Nase nach innen ragend ausgebildet ist. Die erste AKS-Nase ist bevorzugterweise beabstandet vom anordbaren Magneten ausgebildet. Vorteilhafterweise ist auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten AKS-Nase zwischen dem ersten und dem dritten Innenbereich eine Kunststoffleitausbuchtung ausgebildet. Diese weist nach außen, das heißt, hier ist der Blechausschnitt vergrößert und die Mittelachse der Kunststoffleitausbuchtung weist vom Innenraum weg. Diese Kunststoffleitausbuchtung ist bevorzugterweise so ausgebildet, dass ein spritzfähiger Kunststoff bei angeordnetem Magneten mit möglichst geringerem Widerstand am Magneten entlang fließen kann, als bei der gegenüberliegenden ersten AKS-Nase, bevorzugterweise ist benachbart zu der Kunststoffleitausbuchtung auch eine Kunststoffleitfläche ausgebildet.
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In der Rotorlamelle ist vorteilhafterweise mindestens ein Magnet anordbar, wobei der Magnet mit seiner Anlagefläche an mindestens der ersten Anpressfläche und/oder an der Positionierfläche bündig anliegt, ohne dass ein Zwischenraum entsteht, wobei der Magnet durch die Positionierlasche, die auf einer zur ersten Anpressfläche gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, federnd angepresst wird. Bevorzugterweise sind bei einem quaderförmigen Magneten die Anpressfläche und die Positionierfläche benachbart und stehen in einem 90 °-Winkel zueinander, so dass der Magnet bündig anliegen kann. Bei angeordnetem Magnet ist bevorzugterweise innerhalb des ersten Innenbereichs ein Zwischenbereich ausgebildet, welcher auf einer gegenüberliegenden Seite zu der ersten Anpressfläche oder der ersten Positionierfläche liegt und zwischen Magnet und einer Innenraumwand entsteht. Dieser Zwischenbereich dient als Kanal für den spritzfähigen Kunststoff, der zwischen Magnet und Innenraumwand hindurchfließen kann.
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In der Rotorlamelle können je nach Bedarf mehrere Innenräume in verschiedenen Formen ausgebildet sein und können variabel zueinander angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Innenräume so ausgebildet, dass sie beabstandet voneinander in einer V-Form angeordnet sind, wobei die Spitze des V radial nach innen zur Welle gerichtet ist und/oder mindestens ein weiterer Ausschnitt zwischen den Schenkeln des V angeordnet ist, wobei die Innenräume, die an den Schenkeln des V liegen, bevorzugterweise so ausgerichtet sind, dass der zweite Innenbereich radial außen liegt und die Positionierfläche an der Innenseite des Schenkels des V liegt. Der Winkel zwischen den Schenkeln des V kann bevorzugterweise zwischen 0° und 180° betragen, wobei der Winkel so gewählt wird, dass die Innenräume nicht überlappen. Die Mittelachse des V ist vorteilhafterweise gleichzeitig eine Spiegelachse. Bei dem Innenraum, der zwischen den beiden Schenkeln des V liegt, ist die erste Anpressfläche vorteilhafterweise radial außen angeordnet und der dritte Innenbereich radial innen.
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Bevorzugt weist der erste Innenraum zwischen den Schenkeln des V eine Spiegelebene auf, die im 90 °-Winkel zur Blechebene steht und die entlang der Mittelachse der Positionierlasche verläuft und die Mitte der ersten Anpressfläche schneidet.
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Bevorzugterweise besteht ein Rotorblechpaket aus mindestens zwei Rotorlamellen, die derart angeordnet sind, dass mindestens zwei Innenräume mindestens eine Tasche zur Aufnahme eines Magneten bilden, wobei mindestens eine Rotorlamelle eine Positionierlasche aufweist, durch die insbesondere federnd ein einsetzbarer Magnet gegen die erste Anpressfläche anpressbar ist, wobei die axiale Länge des Rotorblechpakets durch die axiale Länge des Magneten bestimmt ist und die Längenerstreckung aller Rotorlamellen so gewählt ist, dass die Tasche mindestens einen Magneten auch in axialen Richtung vollständig aufnimmt. Eine Rotorlamelle weist bevorzugterweise eine axiale Längenerstreckung zwischen 0,1 und 1 mm auf und ein Magnet bevorzugterweise eine axiale Längenerstreckung von > 1 mm Daraus resultiert, dass in der axialen Längenerstreckung eine Vielzahl von Rotorlamellen nötig ist, um einen Magneten so aufzunehmen, dass der Magnet vollständig aufgenommen ist und sich in axialer Richtung möglichst keine Zwischenräume zwischen den Magneten der Rotorblechpakete und den Rotorlamellen bilden. Bei einer angenommenen axialen Längenerstreckung einer Rotorlamelle von 0,1 mm und einer Magnetdicke von 1 cm wären also mindestens 100 Rotorlamellen nötig, um den Magneten in axialer Richtung vollständig aufzunehmen. Für jedes Rotorblechpaket werden bevorzugterweise jeweils so viele Rotorlamellen mit Positionierlaschen gewählt, dass die Kraft gleichmäßig auf den Magneten / die Magnete ausgeübt wird, um ihn / sie gegen die erste Anpressfläche vollflächig federnd anzudrücken und in dieser Position zu halten. So ist eine definierte Anzahl der Positionierlaschen auszulegen, so dass eine gleichmäßige aus ausreichende Federkraft an jedem Magnet gewährleistet ist.
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Bevorzugterweise besteht ein Rotor aus mindestens einem Rotorblechpaket. Bei zwei oder mehr hintereinander angeordneten Rotorblechpaketen wird nach mindestens jedem Rotorblechpaket das folgende Rotorblechpaket um einen Winkel auf der Welle weiter gedreht angeordnet. Der Winkel, um den um die Wellenlängsachse gedreht wird, liegt bevorzugterweise zwischen 0 ° und 30°. Ist der Winkel 0°, gehen die Taschen der Rotorblechpakete direkt ineinander über. Wenn im Zusammenbau aller Rotorpakete gemoldet werden soll und der Winkel bevorzugterweise größer als 0° ist, darf er maximal so gewählt werden, dass die Innenräume der Taschen noch teilweise überlappen. So müssen beispielsweise die Taschen eines Rotorblechpakets mit den Taschen des benachbarten Rotorblechpakets noch so weit in Verbindung stehen, dass ein spritzfähiger Kunststoff durch alle Rotorblechpakete fließen kann. Der Winkel kann bevorzugterweise konstant gehalten werden, so dass sich bei einer Hintereinanderreihung von einer Vielzahl von Rotorblechpaketen eine gleichmäßige Verteilung ergibt, oder der Winkel kann bei jedem Rotorblechpaket unterschiedlich gewählt sein. Durch die Überlappung stehen bevorzugterweise alle übereinander bzw. hintereinander angeordneten Taschen in Verbindung, so dass ein spritzfähiger Kunststoff über mindestens einen ersten Anspritzpunkt und/oder mindestens einen zweiten Anspritzpunkt in alle Freiräume der Innenbereiche fließen kann, die nicht vom Magneten ausgefüllt sind. Die Lage des/der ersten Anspritzpunkts/Anspritzpunkte und des/der zweiten Anspritzpunkts/Anspritzpunkte wird bevorzugterweise durch den Fachmann bestimmt, besonders bevorzugterweise befinden sich innerhalb der Innenbereiche noch weitere Anspritzpunkte.
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Bevorzugterweise wird für den Zusammenbau eines Rotors aus den Rotorlamellen ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem zumindest die folgenden Schritte verwendet werden:
- a) Anordnung von mindestens zwei Rotorlamellen zu mindestens einem Rotorlamellenpaket,
- b) Anordnung von mindestens einem Magneten in mindestens einem Rotorlamellenpaket,
- c) Anordnung von mindestens einem Rotorlamellenpaketen zu mindestens einem Rotor, besonders bevorzugterweise erfolgt der Zusammenbau auf einer Welle,
- d) Anspritzung mit einem spritzfähigem Kunststoff über mindestens einen ersten Anspritzpunkt, wobei der Kunststoff entlang mindestens einer Kunststoffleitfläche in einer ersten Fließrichtung in den Zwischenbereich fließt und/oder mindestens einen zweiten Anspritzpunkt, wobei der Kunststoff entlang der Kunststoffleitausbuchtung in einer zweiten Fließrichtung in den Zwischenbereich fließt, wobei der Magnet an der dem Zwischenbereich gegenüberliegenden Anpressfläche und/oder Positionierfläche in Anpressrichtung anliegt, und
- e) Aushärtung des Kunststoffs, wodurch der jeweilige Magnet in der jeweiligen Tasche fixiert wird.
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Der Moldingprozess, über den der spritzfähige Kunststoff eingespritzt wird, kann bevorzugterweise sowohl im einzelnen Rotorblechpaket als auch im Zusammenbau aller Rotorpakete - insbesondere auch mit Schrägung - ausgeführt werden. Dadurch kann ein Rotor bevorzugterweise auch aus verschiedenen Rotorblechpaketen mit verschiedenen Ausführungsformen der Taschen zusammengebaut sein. Darüber hinaus verbessert die spritzfähige Kunststoffmasse die mechanische Festigkeit / Formstabilität der Rotorblechpakete. Außerdem wird die thermische Anbindung der Magnete an das Blechpaket verbessert. Dies steigert die Effizienz von Elektromotoren mit einem solchen Rotor.
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Bevorzugt sind die Taschen (mit Nasen und Ausbuchtungen) derart gebildet, dass sie einen gerichteten Strömungsverlauf des spritzfähigen Kunststoffs ermöglichen. Hierdurch wird die gezielte finale Ausrichtung der Magnete erlangt. Die Konstruktion der Taschen ermöglicht also bevorzugt, dass der spritzfähige Kunststoff von den Innenräumen bis zum Magnet gespritzt beziehungsweise gegossen werden kann.
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Bevorzugterweise ist der Rotor als Teil eines Elektromotors für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, ausgebildet. Zwischen Rotor und Stator ist ein sogenannter Luftspalt ausgebildet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen schematisch:
- 1: einen Teil einer Rotorlamelle ohne Magneten mit Positionierlasche in einer Draufsicht.
- 2: einen Teil einer Rotorlamelle mit angeordnetem Magneten in einer Draufsicht.
- 3: einen Teil von mehreren Rotorblechpaketen im geschrägten Zusammenbau in einer perspektivischen Ansicht.
- 4: die Anordnung der Magnete in einem Rotor bei geschrägtem Zusammenbau in einer perspektivischen Ansicht, wobei das Blech nicht gezeigt ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigte eine Draufsicht eines Teils einer Rotorlamelle 100 mit drei Innenräumen 10, 10a, 10b, wobei zwei Innenräume 10a,10b beabstandet zueinander in einer V-Form angeordnet sind und ein Innenraum 10 zwischen den Schenkeln des V liegt. Die Innenräume 10, 10a, 10b weisen jeweils einen ersten Innenbereich 13, 13a, 13b, einen zweiten Innenbereich 14, 14a, 14b und einen dritten Innenbereich 15, 15a, 15b auf.
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Der Innenraum 10 zwischen den Schenkeln 35, 35a des V weist zwischen dem ersten Innenbereich 13 und dem zweiten Innenbereich 14 eine in den Innenraum 10 gerichtete erste Positioniernase 11 auf. Diese Positioniernase 11 weist eine Positionierfläche 16 auf, welche an den ersten Innenbereich 13 grenzt und benachbart zu einer ersten Anpressfläche 12 ist. Die Positionierfläche 16 und die erste Anpressfläche 12 stehen dabei in einem 90 °-Winkel zueinander. Auf einer gegenüberliegenden Seite 33 zur Positioniernase 11 ist zwischen dem ersten Innenbereich 13 und dem zweiten Innenbereich 14 eine nach innen gerichtete erste Kunststoffleitnase 20 ausgebildet. Angrenzend an die Mitte des ersten Innenbereichs 13 ist der dritte Innenbereich 15 ausgebildet. Dieser dritte Innenbereich 15 weist eine Positionierlasche 18 auf, die in den ersten Innenraum 13 hineinragt. Ausgehend von einer in 4 dargestellten Welle 31 verläuft eine Spiegelachse 32 durch die radial nach innen weisende Spitze 34 des V und verläuft mittig durch die Positionierlasche 18, den ersten Innenbereich 13 und die Anpressfläche 12, so dass der zweite Innenbereich 14 mit allen Merkmalen auf die gegenüberliegende Seite gespiegelt wird.
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Der Innenraum 10a in dem Schenkel 35 des V weist einen ersten Innenbereich 13a auf, der an einen zweiten Innenbereich 14a grenzt. Der zweite Innenbereich 14a weist dabei radial nach außen. An den ersten Innenbereich 13a grenzt auf der gegenüberliegenden Seite 33a des zweiten Innenbereichs 14a außerdem ein dritter Innenbereich 15a, wobei der dritte Innenbereich 15a radial nach innen weist. Zwischen dem ersten Innenbereich 13a und dem zweiten Innenbereich 14a ist eine in den Innenraum 10a gerichtete erste Positioniernase 11a ausgebildet. Diese Positioniernase 11a weist eine Anpressfläche 12a auf, welche an den ersten Innenbereich 13a grenzt und benachbart zu einer ersten Positionierfläche 16a ist. Die Positionierfläche 16a und die erste Anpressfläche 12a stehen dabei in einem 90 °-Winkel zueinander. Auf einer gegenüberliegenden Seite zur Positioniernase 1 1 a ist zwischen dem ersten Innenbereich 13a und dem zweiten Innenbereich 14a eine nach innen gerichtete erste Kunststoffleitnase 20a ausgebildet. Der dritte Innenbereich 15a weist eine Positionierlasche 18a auf, die in den ersten Innenraum 13a hineinragt. Zwischen dem ersten Innenbereich 13a und dem dritten Innenbereich 15a ist eine in den Innenraum 10a gerichtete erste AKS-Nase 17a ausgebildet. Auf einer gegenüberliegenden Seite 33a zur ersten AKS-Nase 17a ist zwischen dem ersten Innenbereich 13a und dem dritten Innenbereich 15a eine nach außen gerichtete Kunststoffleitausbuchtung 22a ausgebildet. Der Innenraum 10b des über die Spiegelachse 32 gespiegelten zweiten Schenkels 35a des V weist die gespiegelten Merkmale des Innenraums 10a auf, die Bezugszeichen sind mit einem „b“ versehen. Radial außerhalb der Rotorlamelle 100 ist ein Luftspalt 38 ausgebildet.
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Die Rotorlamelle 100 kann auch so ausgebildet sein, dass im dritten Innenbereich 15, 15a, 15b keine Positionierlasche 18, 18a, 18b ausgebildet ist und der Innenbereich 15, 15a, 15b dementsprechend größer ist (nicht abgebildet).
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2 zeigt die Draufsicht der Rotorlamelle 100, in der ein Magnet 19, 19a, 19b im ersten Innenbereich 13, 13a, 13b angeordnet ist. Der Magnet 19, 19a, 19b wird durch die in dieser Position seitlich aus der Ebene des Bleches der Rotorlamelle 100 verschwenkte Positionierlasche 18, 18a, 18b federnd in Richtung 27, 27a, 27b an die auf einer gegenüberliegenden Seite liegende Anpressfläche 12, 12a, 12b gedrückt und dadurch in seiner Position gehalten. Durch diese Positionierung wird zwischen Magnet und einer Seite 33, 33a, 33b des Innenraums 10, 10a, 10b im ersten Innenbereich 13, 13a, 13b ein Zwischenbereich 21, 21a, 21b ausgebildet. Die Kunststoffleitnase 20, 20a, 20b ist beanstandet zum Magneten ausgebildet und weist eine Kunststoffleitfläche 29, 29a, 29b auf, die in Verbindung mit der Seite 33, 33a, 33b des Zwischenbereichs 21, 21a, 21b steht. Die Kunststoffleitfläche 29, 29a, 29b ist dabei so ausgebildet, dass ein spritzfähiger Kunststoff 36, der über einen ersten Anspritzpunkt 23, 23a, 23b angespritzt wird, entlang der Kunststoffleitfläche 29, 29a, 29b in einer ersten Fließrichtung 25, 25a, 25b in den Zwischenbereich 21, 21a, 21b fließen kann.
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Bei dem Innenraum 10 zwischen den Schenkeln 35, 35a des V liegt der Magnet 19 an den beiden ersten Positionierflächen 16 an, und der Zwischenraum 21 ist zwischen dem Magnet 19 und der gegenüberliegenden Seite 33 der ersten Anpressfläche 12 ausgebildet. Der spritzfähige Kunststoff 36 fixiert den Magneten 19 in Richtung 28 an der Anpressfläche 12.
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Bei den Innenräumen 10a, 10b in den Schenkeln 35, 35a des V gibt es zusätzlich noch einen zweiten Anspritzpunkt 24a, 24b im dritten Innenbereich 15a, 15b, wobei der spritzfähige Kunststoff 36 vom zweiten Anspritzpunkt 24a, 24b in einer zweiten Fließrichtung 26a, 26b über die Kunststoffleitausbuchtung 22a, 22b in den Zwischenbereich 21 fließen kann. Der spritzfähige Kunststoff 36 fixiert den Magneten 19a, 19b in Richtung 28a, 28b an der Positionierfläche 16a, 16b.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht mehrerer Rotorlamellen 100, die zu einem Rotorblechpaket 40 zusammengefügt sind. In dem Rotorblechpaket 40 bilden mehrere Innenräume 10, 10a und 10b, die jeweils ineinander übergehen, eine Tasche 30, 30a, 30b aus. In jedem Rotorblechpaket 40 ist jeweils ein Magnet 19, 19a, 19b in einer Tasche 30, 30a, 30b angeordnet und wird durch einige Positionierlaschen 18, 18a, 18b in Position gehalten (siehe 4). Die Zahl der Rotorlamellen 100 mit Positionierlasche 18, 18a, 18b ist so gewählt, dass die durch die Federung aus der Rotorblechebene gedrückte Positionierlasche 18, 18a, 18b nicht mit der folgenden Positionierlasche 18, 18a, 18b überlappt. Zwischen Rotorlamellen 100 mit Positionierlasche 18, 18b, 18c sind Rotorlamellen 100 ohne Positionierlasche 18, 18a, 18b angeordnet. Die axiale Länge AL des Magneten (siehe 4) ist so gewählt, dass in der axialen Längenerstreckung AE (siehe 5) einer Tasche 30, 30a, 30b eines Rotorblechpakets 40 möglichst kein freier Raum zwischen einzelnen Rotorblechlamellen 100 entsteht. Auch bei einem weiteren Rotorblechpaket 40, welches in Längsrichtung der Welle 31 hinter oder vor dem ersten Rotorblechpaket 40 angeordnet wird, liegen die äußeren Rotorlamellen 100 und die Magneten 19, 19a, 19b möglichst direkt aufeinander.
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Mindestens ein Rotorblechpaket 40 wird zu einem Rotor 50 so zusammengesetzt, dass das in Längsrichtung der Welle 31 nächstfolgende Rotorblechpaket 40 um einem Winkel um die Welle 31 gedreht ist (siehe 4). Dieser Winkel ist so gewählt, dass die zweiten Innenbereiche 14, 14a, 14b und die dritten Innenbereiche 15, 15a, 15b der Taschen 30, 30a, 30b der Rotorblechpakete 40 zumindest teilweise überlappen.
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4 zeigt die schematische Darstellung der Anordnung der Magnete 19, 19a, 19b in den Taschen 30, 30a, 30b eines Rotors 50 (hier nicht gezeigt, siehe 5), in dem mehrere Rotorblechpakete 40 (hier nicht gezeigt, siehe 5) in Längsrichtung der Welle 31 hintereinander zusammengebaut sind. Jeweils zwei Rotorblechpakete 40 sind so angeordnet, dass die Taschen 30, 30a, 30b der Rotorblechpakete 40 vollständig ineinander übergehen. Das folgende Rotorblechpaket 40 ist um einen Winkel um die Welle 31 des Rotors 50 gedreht, so dass die Innenbereiche der Taschen 30, 30a, 30b zumindest teilweise überlappen.
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5 zeigt einen Rotor 50, in dem hier beispielhaft vier Rotorblechpakete 40, die jeweils aus mehreren Rotorlamellen 100 bestehen, zusammengebaut sind. Durch den Moldingprozess ist der spritzfähige Kunststoff 36 in den Taschen 30, 30a, 30b so verteilt, das diese vollständig gefüllt sind und die Magneten 19 in ihren Positionen fixiert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 10a, 10b
- Innenraum
- 11, 11a, 11b
- erste Positioniernase
- 12, 12a, 12b
- erste Anpressfläche
- 13, 13a, 13b
- erster Innenbereich
- 14, 14a, 14b
- zweiter Innenbereich
- 15, 15a, 15b
- dritter Innenbereich
- 16, 16a, 16b
- Positionierfläche
- 17a, 17b
- erste AKS-Nase
- 18, 18a, 18b
- Positionierlasche
- 19, 19a, 19b
- Magnet
- 20, 20a, 20b
- erste Kunststoffleitnase
- 21, 21a, 21b
- Zwischenbereich
- 22a, 22b
- Kunststoffleit-Ausbuchtung
- 23, 23a, 23b
- erster Anspritzpunkt
- 24a, 24b
- zweiter Anspritzpunkt
- 25, 25a, 25b
- erste Fließrichtung
- 26a, 26b
- zweite Fließrichtung
- 27, 27a, 27b
- Ausrichtungsrichtung durch Positionierlasche
- 28, 28a, 28b
- Ausrichtungsrichtung durch Moldingmasse
- 29a, 29b
- erste Kunststoffleitfläche
- 30, 30a, 30b
- Tasche
- 31
- Welle
- 32
- Spiegelachse
- 33, 33a, 33b
- gegenüberliegende Seite
- 34
- Spitze der V-Form
- 35, 35a
- Schenkel des V
- 36
- spritzfähiger Kunststoff
- 37, 37a. 37b
- Ausschnitt
- 38
- Luftspalt
- 40
- Rotorblechpaket
- 50
- Rotor
- 100
- Rotorlamelle
- AL
- axiale Länge des Magneten
- AE
- axiale Längenerstreckung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015203018 A1 [0008]
- US 20150236558 A1 [0009]
- US 20160028278 A1 [0009]
