DE102021205740A1

DE102021205740A1 - Rotor for an electrical machine, an electrical machine, and a method for producing such a rotor

Info

Publication number: DE102021205740A1
Application number: DE102021205740.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Haefele; Vincent Fix; Andreas Madlinger; Jochen Weidlich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2022-12-08
Also published as: CN115528830A

Abstract

Rotor für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine (12), und Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors, mit einem Rotorkörper (11), der an seinem radial äußeren Umfang (13) mehrere radial offene Magnettaschen (14) aufweist, in die Permanentmagnete (16) eingefügt sind, wobei die Magnettaschen (14) in Umfangsrichtung (9) beidseitig durch radiale Stege (18) begrenzt sind, und die Permanentmagnete (16) mittels einer Tangentialkraft (24) gegen eine erste tangentiale Seite (31) der Magnettasche (14) gepresst sind, so dass die Permanentmagnete (16) unmittelbar an den radialen Stegen (18) der ersten tangentialen Seite (31) anliegen, wobei die radialen Stege (18) der ersten tangentialen Seite (31) Anschlagstege (20) mit einem Anschlag (21) für die Permanentmagnete (16) bilden.Rotor for an electrical machine, electrical machine (12), and method for producing such a rotor, with a rotor body (11) which has a plurality of radially open magnet pockets (14) on its radially outer circumference (13) into which permanent magnets (16 ) are inserted, the magnet pockets (14) being delimited on both sides in the circumferential direction (9) by radial webs (18), and the permanent magnets (16) being held against a first tangential side (31) of the magnet pocket (14) by means of a tangential force (24) are pressed, so that the permanent magnets (16) are in direct contact with the radial webs (18) of the first tangential side (31), the radial webs (18) of the first tangential side (31) having stop webs (20) with a stop (21 ) form for the permanent magnets (16).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für eine elektrische Maschine, sowie auf eine elektrische Maschine und auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a rotor for an electrical machine, as well as to an electrical machine and to a method for producing such a rotor according to the species of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Mit der DE 10 2007 029 719 A1 ist ein Rotor einer elektrischen Maschine bekannt geworden, bei dem „vergrabene Magnete“ in radial nach außen geschlossenen Magnettaschen des Rotors angeordnet sind. Dabei werden die Magnetpole des Rotors durch die Form des radial äußeren tangentialen Stegs bestimmt, der die Magnettasche radial nach außen abschließt. Daher ist es bei dieser Ausführung die exakte Positionierung der Magneten in der Magnettasche in Tangentialrichtung relativ unkritisch und hat keinen großen Einfluss auf das Rastmoment des Rotors. Die Magnete werden gemäß einer Variante mittels zusätzlich ausgeformten elastischen Klemmelementen tangential an die gegenüberliegende Wand der Magnettasche gedrückt. Dabei können die die auftretenden Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Magnete oder für die genaue Lage der Magnettaschen im Rotor, oder für die genaue Lage der Magnete innerhalb der Magnettasche akzeptiert werden, da diese aufgrund der geometrischen Ausformung des tangentialen äußeren Steges sich kaum auf das Magnetfeld der Rotorpole auswirken. Werden hingegen zur Erhöhung der Leistungsdichte des Motors bei einem Rotor radial offene Magnettaschen ausgebildet, haben die auftretenden Fertigungstoleranzen einen großen störenden Einfluss auf die gewünschte Ausgestaltung der Rotorpole. Dieser Nachteil soll durch die erfindungsgemäße Lösung behoben werden.With the DE 10 2007 029 719 A1 a rotor of an electrical machine has become known in which “buried magnets” are arranged in magnet pockets of the rotor that are closed radially outwards. The magnetic poles of the rotor are determined by the shape of the radially outer tangential web, which closes the magnet pocket radially outwards. Therefore, with this design, the exact positioning of the magnets in the magnet pocket in the tangential direction is relatively uncritical and has no major influence on the cogging torque of the rotor. According to one variant, the magnets are pressed tangentially against the opposite wall of the magnet pocket by means of additionally formed elastic clamping elements. The manufacturing tolerances that occur during the manufacture of the magnets or for the exact position of the magnet pockets in the rotor, or for the exact position of the magnets within the magnet pocket can be accepted, since these hardly affect the magnetic field of the magnet due to the geometric shape of the tangential outer web affect rotor poles. If, on the other hand, radially open magnet pockets are formed in a rotor to increase the power density of the motor, the manufacturing tolerances that occur have a major disruptive effect on the desired configuration of the rotor poles. This disadvantage is to be remedied by the solution according to the invention.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Magnete in radial offenen Magnettaschen in Tangentialrichtung gegen einen exakt definierten tangentialen Anschlag gepresst werden, der direkt durch den radialen Steg der seitlichen Begrenzung der Magnettasche ausgebildet ist. Dadurch kann auch der Oberflächenmagnet in der radial offenen Tasche trotz auftretender Fertigungstoleranzen des Magneten und des Blechschnitts des Rotors immer so definiert im Rotorkörper angeordnet werden, dass der gewünschte Magnetpol durch den exakt positionierten Oberflächenmagneten realisiert wird. Somit lässt sich das Rastmoment und die Unwucht des Rotors reduzieren, um ein sehr gleichmäßiges Abtriebsmoment der elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellen.The device according to the invention and the method according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that the magnets in radially open magnet pockets are pressed in the tangential direction against a precisely defined tangential stop, which is formed directly by the radial web of the lateral boundary of the magnet pocket. As a result, the surface magnet in the radially open pocket can always be arranged in a defined manner in the rotor body, despite manufacturing tolerances of the magnet and the sheet metal section of the rotor, so that the desired magnetic pole is realized by the precisely positioned surface magnet. In this way, the cogging torque and the imbalance of the rotor can be reduced in order to make a very even output torque available to the electrical machine.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführungen möglich. Durch das einstückige Anformen von elastischen Federelementen an den Rotorkörper können durch diese die Permanentmagnete gegen einen seitlichen Anschlagssteg gepresst werden, der eine seitliche Begrenzungswand der radial offenen Magnettasche bildet. Dadurch kann das Spiel zwischen dem Magneten und der Magnettasche ohne zusätzliche Fixierelemente direkt beim Einfügen der Permanentmagnete eliminiert werden. Durch das federnde Andrücken des Magneten gegen den Anschlagsteg mittels der angeformten Federelemente wird gleichzeitig die Toleranzkette reduziert, wodurch die Permanentmagnete exakter über den Umfang positioniert sind.Advantageous further developments and improvements of the embodiments specified in the independent claims are possible as a result of the measures listed in the dependent claims. Due to the one-piece molding of elastic spring elements onto the rotor body, the permanent magnets can be pressed against a lateral stop bar, which forms a lateral boundary wall of the radially open magnet pocket. As a result, the play between the magnet and the magnet pocket can be eliminated directly when inserting the permanent magnets without additional fixing elements. Due to the elastic pressing of the magnet against the stop bar by means of the molded spring elements, the tolerance chain is reduced at the same time, as a result of which the permanent magnets are positioned more precisely over the circumference.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Rotorkörper aus einzelnen, axial übereinander gestapelten Blechlamellen zusammengesetzt. Dabei können an diesen Blechlamellen an deren radial äußeren Umfang sowohl die elastischen Federelemente, als auch die Anschlagsstege einstückig mit den Blechlamellen mit ausgestanzt werden. Dadurch kann bei dem zusammengesetzten Rotorkörper an einer tangentialen Seite der Anschlagsteg für die Permanentmagneten ausgebildet werden, und an der tangential gegenüberliegenden Seite die Federelemente angeformt werden, die den Magneten gegen den Anschlagssteg drücken. Dabei können zwischen zwei Magnettaschen in Axialrichtung abwechselnd die elastischen Federelemente für eine Magnettasche und die Anschlagstege für die benachbarte Magnettasche hintereinander angeordnet werden. Dabei können unterschiedliche Typen von Blechlamellen axial übereinander gestapelt werden. Alternativ können sich über den Umfang einer einzigen Blechlamelle Anschlagstege und elastische Federelemente abwechseln, wobei dann axial übereinander gestapelte Blechlamellen in Umfangsrichtung zueinander verdreht angeordnet werden.In a preferred embodiment of the invention, the rotor body is composed of individual laminations stacked axially one on top of the other. In this case, both the elastic spring elements and the stop webs can be punched out in one piece with the sheet metal laminations on these sheet metal laminations on their radially outer circumference. As a result, in the assembled rotor body, the stop bar for the permanent magnets can be formed on a tangential side, and the spring elements that press the magnet against the stop bar can be formed on the tangentially opposite side. The elastic spring elements for one magnetic pocket and the stop webs for the adjacent magnetic pocket can be arranged one behind the other alternately between two magnetic pockets in the axial direction. Different types of laminations can be stacked axially one on top of the other. Alternatively, stop webs and elastic spring elements can alternate over the circumference of a single sheet metal lamina, in which case sheet metal laminations stacked axially one above the other are arranged twisted relative to one another in the circumferential direction.

Damit die Federelemente in Tangentialrichtung eine Federkraft auf die Permanentmagnete aufbringen können, ragt das Federelement mit seiner Anpressfläche in Tangentialrichtung über die radialen Stege von benachbarten Blechlamellen hinaus, in Richtung zu dem gegenüberliegenden Anschlagssteg hin. Tangential gegenüberliegend zur Anpressfläche erstreckt sich das Federelement in Tangentialrichtung nicht bis zum Anschlag der Anschlagstege für die tangential benachbarte Magnettasche. Dadurch steht dem Federelement ein tangentialer Federweg zur Verfügung, mittels dem Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden und die Permanentmagnete somit definiert gegen den gegenüberliegenden Anschlagsteg gepresst werden können.So that the spring elements can apply a spring force to the permanent magnets in the tangential direction, the spring element protrudes with its contact surface in the tangential direction beyond the radial webs of adjacent laminations, in the direction of the opposite stop web. Tangentially opposite to the contact surface, the spring element does not extend in the tangential direction up to the stop of the stop webs for the tangentially adjacent magnetic pocket. As a result, the spring element has a tangential spring travel available, by means of which manufacturing tolerances are compensated and the permanent magnets can thus be pressed in a defined manner against the opposing stop bar.

Die radialen Stege, die zumindest an einer Seite den Anschlag für den Permanentmagneten bilden, sind bevorzugt trapezförmige ausgebildet, so dass die tangentiale Abmessung der radialen Stege am radial äußeren freien Ende größer ist, als an deren radial innen liegenden Seite, mit der sie mit dem Rotorkörper verbunden sind. Dadurch kann der Anschlag der Anschlagstege flächig an einer Seitenwand des Magneten anliegen, wobei die beiden Seitenwände des Magneten abweichend von einer Radialrichtung - näherungsweise parallel zueinander - ausgerichtet sein können.The radial webs, which form the stop for the permanent magnet on at least one side, are preferably trapezoidal in shape, so that the tangential dimension of the radial webs is greater at the radially outer free end than at the radially inner side, with which they are connected to the Rotor body are connected. As a result, the stop of the stop webs can lie flat against a side wall of the magnet, with the two side walls of the magnet being oriented in a manner deviating from a radial direction—approximately parallel to one another.

Beim axialen Einschieben der Permanentmagnete in die Magnettaschen können die Federelemente in Axialrichtung elastisch verformt werden. Hierzu ist in einer bestimmten Umfangsstelle, an der das Federelement angeordnet ist, die axial unmittelbar folgende Blechlamelle mit einer Freisparung im Umfangsbereich des Federelements ausgebildet. Das bedeutet, dass an dieser Umfangsstelle die benachbarte Blechlamelle weder ein Federelement, noch ein radialer Steg, sondern eine Freistanzung aufweist.When the permanent magnets are pushed axially into the magnet pockets, the spring elements can be elastically deformed in the axial direction. For this purpose, the axially immediately following metal plate is formed with a cutout in the peripheral area of the spring element at a specific circumferential point at which the spring element is arranged. This means that at this point on the circumference the adjacent lamina has neither a spring element nor a radial web, but rather a free punching.

Damit der Permanentmagnet axial leichter in die Magnettasche eingeführt werden kann, sind an einem axialen Ende des Rotorkörpers Einführbereiche für die Magneten ausgebildet. Das bedeutet, dass die ersten zwei bis sieben Blechlamellen aufeinanderfolgend keine Federelemente aufweisen, sondern lediglich radiale Stege. Der tangentiale Abstand zwischen diesen Stegen ist dabei größer als die tangentiale Abmessung der Permanentmagnete, so dass die Permanentmagnete mit tangentialem Spiel axial in den Einführbereich eingefügt werden können. Werden die Permanentmagnete dann axial weiter eingepresst, werden diese von den, an den darauffolgenden Blechlamellen angeformten Federelementen in Tangentialrichtung gegen die Anschlagstege gepresst.So that the permanent magnet can be inserted axially more easily into the magnet pocket, insertion areas for the magnets are formed on one axial end of the rotor body. This means that the first two to seven laminations in succession do not have any spring elements, just radial webs. The tangential distance between these webs is greater than the tangential dimensions of the permanent magnets, so that the permanent magnets can be inserted axially into the insertion area with tangential play. If the permanent magnets are then pressed in further axially, they are pressed in the tangential direction against the stop webs by the spring elements formed on the subsequent sheet metal laminations.

Für eine elektrische Maschine mit einer hohen Energiedichte werden auf den Rotorkörper bevorzugt sogenannte „Brotleib-Magnete“ in die radial offenen Magnettaschen eingesetzt. Die Magnete weisen hierzu eine ebene Bodenfläche auf, die flächig am Boden der Magnettasche anliegt. Seitlich weist der Permanentmagnet zwei näherungsweise parallele Seitenflächen auf, die jeweils einen Winkel zur Radialrichtung des Rotorkörpers bilden. Am radial äußeren Umfangsbereich ist die Oberfläche des Magneten gewölbt ausgebildet, wobei die Oberfläche insbesondere von einem exakten Kreissegment abweicht. Dabei kann die gewölbte Oberfläche derart designed werden, dass das Rastmoment des Rotors minimiert wird.For an electrical machine with a high energy density, so-called "bread magnets" are preferably used in the radially open magnet pockets on the rotor body. For this purpose, the magnets have a flat bottom surface that rests flat on the bottom of the magnet pocket. On the side, the permanent magnet has two approximately parallel side surfaces, each of which forms an angle with the radial direction of the rotor body. The surface of the magnet is curved in the radially outer circumferential area, with the surface deviating in particular from an exact segment of a circle. The curved surface can be designed in such a way that the cogging torque of the rotor is minimized.

In einer bevorzugten Ausführung des Rotors ist die lichte Weite der Magnettasche asymmetrisch zu einer Rotor-Symmetrieachse angeordnet, die durch die Geometrie des Blechschnitts der Blechlamellen vorgegeben ist. Dabei ist im Rotorkörper für jeden Rotorpol eine Aussparung ausgestanzt, die von der Rotor-Symmetrieachse in Umfangsrichtung halbiert werden. Die lichte Weite der Magnettasche ist dabei durch die Anpressfläche des elastischen Federelements und dem tangential gegenüberliegenden Anschlag des Anschlagstegs gegeben. Die tangentiale Lage dieser lichten Weite (entspricht der tangentialen Breite) der Magnettasche wird dabei durch deren Mittelsenkrechte, die quer zum Boden der Magnettasche verläuft, definiert.In a preferred embodiment of the rotor, the clear width of the magnet pocket is arranged asymmetrically to a rotor axis of symmetry, which is predetermined by the geometry of the sheet metal section of the sheet metal laminations. A recess is punched out in the rotor body for each rotor pole, which is bisected by the rotor axis of symmetry in the circumferential direction. The clear width of the magnet pocket is given by the contact surface of the elastic spring element and the tangentially opposite stop of the stop bar. The tangential position of this clear width (corresponds to the tangential width) of the magnet pocket is defined by its perpendicular bisector, which runs transversely to the bottom of the magnet pocket.

Wird die die Mittelsenkrechte der lichten tangentialen Breite der Magnettasche mit einem tangentialen Abstand zur Rotor-Symmetrieachse eines Magnetpols vom seitlichen Anschlag der Magnettasche weg angeordnet, kann dadurch das tangentiale Spiel des Magneten innerhalber der Magnettasche ausgeglichen werden. Da der Magnet immer gegen den Anschlag an einer tangentialen Seite der Magnettasche gepresst wird, bedeutet das, dass der tangentiale Mittelpunkt des Magneten über alle Fertigungstoleranzen hinweg mit diesem Abstand zur Mittelsenkrechten der lichten Breite zum Anschlag hin angeordnet ist. Damit ist die Nominalposition der Permanentmagnete gegenüber der Motor-Symmetrieachse besser zentriert, wodurch das Rastmoment und damit auch störende Geräusche der elektrischen Maschine reduziert werden. Diese asymmetrische Anordnung der lichten tangentialen Weite gegenüber der Motor-Symmetrieachse kann auch unabhängig von der Ausbildung der Federelemente realisiert werden, wobei die Magnete beispielsweise auch mit Hilfsmitteln gegen den tangentialen Anschlag der Magnettasche gepresst werden können. Dabei können die Permanentmagnete in einem weiteren Fertigungsschritt endgültig in dieser Position fixiert werden.If the perpendicular bisector of the clear tangential width of the magnetic pocket is arranged at a tangential distance to the rotor axis of symmetry of a magnetic pole away from the lateral stop of the magnetic pocket, the tangential play of the magnet within the magnetic pocket can be compensated for. Since the magnet is always pressed against the stop on a tangential side of the magnet pocket, this means that the tangential center point of the magnet is arranged at this distance from the perpendicular bisector of the clear width to the stop across all manufacturing tolerances. This means that the nominal position of the permanent magnets is better centered in relation to the axis of symmetry of the motor, which reduces the cogging torque and thus also the disruptive noise of the electric machine. This asymmetrical arrangement of the clear tangential width in relation to the motor axis of symmetry can also be implemented independently of the design of the spring elements, the magnets being able to be pressed against the tangential stop of the magnet pocket, for example, using tools. The permanent magnets can be finally fixed in this position in a further production step.

Um die Permanentmagnete auch bei großen Krafteinwirkungen zuverlässig auf dem Rotorkörper zu fixieren kann bevorzugt eine Schutzhülse oder ein Schrumpfschlauch am Umfang des Rotors befestigt werden. Dabei liegt die Schutzhülse oder der Schrumpfschlauch radial an der Oberfläche der Magneten an und drückt diese radial gegen die Drehachse des Rotors. Dabei können die Permanentmagnete zuvor mittels der angeformten Federelemente - oder alternativ mittels anderer Hilfswerkzeuge oder separat ausgebildeten Klemmmitteln - gegen den tangentialen Anschlag der Magnettasche gepresst werden. Bei dieser Ausführung kann auf ein aufwendiges Umspritzen der Magnete auf dem Rotor verzichtet werden.In order to reliably fix the permanent magnets on the rotor body even when large forces are applied, a protective sleeve or shrink tubing can preferably be attached to the circumference of the rotor. The protective sleeve or the heat-shrink tubing rests radially on the surface of the magnet and presses it radially against the axis of rotation of the rotor. The permanent magnets can be pressed against the tangential stop of the magnet pocket beforehand by means of the spring elements formed on them—or alternatively by means of other auxiliary tools or separately designed clamping means. With this design, there is no need for complex overmoulding of the magnets on the rotor.

Der Rotor ist vorteilhaft als Innenläufer einer elektrischen Maschine ausgebildet, die bevorzugt elektronisch kommutiert ist. Dabei ist der Rotor innerhalb eines Stators angeordnet, dessen Statorwicklung elektronisch angesteuert werden kann.The rotor is advantageously designed as an internal rotor of an electrical machine, which is preferably electronically commutated. The rotor is arranged inside a stator whose stator winding can be controlled electronically.

Nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren werden die Permanentmagnete zuerst in die Magnettaschen eingesetzt und in Tangentialrichtung gegen den Anschlag einer tangentialen Seite der Magnettasche gepresst. Dabei kann die Tangentialkraft durch einstückig angeformte Federnasen ausgeübt werden, oder durch andere Hilfswerkzeuge bei der Fertigung. Danach können die Permanentmagnete in einem weiteren Fertigungsschritt dauerhaft auf dem Rotorkörper befestigt werden. Dazu kann bevorzugt eine Schutzhülse oder ein Schrumpfschlauch axial auf den Rotor aufgepresst werden.According to the manufacturing method according to the invention, the permanent magnets are first inserted into the magnet pockets and pressed in the tangential direction against the stop of a tangential side of the magnet pocket. The tangential force can be exerted by spring lugs formed in one piece, or by other auxiliary tools during production. After that, the permanent magnets can be permanently attached to the rotor body in a further manufacturing step. For this purpose, a protective sleeve or a shrink tube can preferably be pressed axially onto the rotor.

Bei der Herstellung der Blechlamellen für den Rotorkörper kann die lichte Weite (= lichte Breite) der Magnettasche derart ausgestanzt werden, dass deren Mittelsenkrechte mit einem tangentialen Abstand zur Rotor-Symmetrieachse der Rotorpole angeordnet ist. Dabei ist die Mittelsenkrechte bevorzugt um 0,02 bis 0,5 mm gegenüber der Rotor-Symmetrieachse vom tangentialen Anschlag der Magnettasche weg versetzt angeordnet. Dadurch ist die notwendige Fertigungstoleranz des Permanentmagneten innerhalb der Magnettasche kein Bestandteil der Toleranzkette für die absolute tangentiale Position des Permanentmagneten auf dem Rotor.When manufacturing the laminations for the rotor body, the inside width (= inside width) of the magnet pocket can be punched out in such a way that its perpendicular bisector is arranged at a tangential distance from the rotor axis of symmetry of the rotor poles. The perpendicular bisector is preferably offset by 0.02 to 0.5 mm in relation to the rotor axis of symmetry away from the tangential stop of the magnet pocket. As a result, the necessary manufacturing tolerance of the permanent magnet within the magnet pocket is not part of the tolerance chain for the absolute tangential position of the permanent magnet on the rotor.

Werden beim Ausstanzen der Blechlamellen an einer tangentialen Seite der Magnettaschen gleich die Federelemente einstückig mit ausgestanzt, so sind für das tangentiale Anpressen der Magnete gegen den seitlichen Anschlag keine zusätzlichen Hilfsmittel notwendig. Vielmehr werden die Permanentmagnete gleich beim Einfügen in die Magnettaschen direkt tangential gegen den seitlichen Anschlag gepresst. Falls die Federkraft dieser Federnasen für einen Dauerbetrieb der elektrischen Maschine nicht ausreicht, können die Permanentmagnete zusätzlich zum Beispiel durch eine Schutzhülse oder einen Schrumpfschlauch am äußeren Umfang des Rotors dauerhaft befestigt werden. Dabei liegt die Schutzhülse oder der Schrumpfschlauch radial an der Oberfläche des Permanentmagneten an und drückt diesen gegen den Boden der Magnettasche.If the spring elements are also punched out in one piece on a tangential side of the magnet pockets when the laminations are punched out, no additional tools are required for the tangential pressing of the magnets against the lateral stop. Rather, the permanent magnets are pressed tangentially against the lateral stop as soon as they are inserted into the magnet pockets. If the spring force of these spring lugs is not sufficient for continuous operation of the electrical machine, the permanent magnets can also be permanently attached to the outer circumference of the rotor, for example by a protective sleeve or shrink tubing. The protective sleeve or the heat-shrink tubing lies radially against the surface of the permanent magnet and presses it against the bottom of the magnet pocket.

Der erfindungsgemäße Rotor eignet sich besonders für die Ausbildung einer elektrischen Maschine, bei der radial innerhalb des Stators der Rotor aufgenommen ist. Der Stator ist dabei in einem Motorgehäuse angeordnet, an dem auch die Lagerschilde für die Lagerung des Rotors ausgebildet sind. Axial über dem bewickelten Stator ist bevorzugt eine Elektronikeinheit angeordnet, die eine Verschalteplatte - und die damit verbundenen elektrischen Spulen - ansteuert. Die elektrische Maschine ist bevorzugt als EC-Motor ausgebildet, wobei der Stator die elektronisch kommutierten Spulen aufweist, die den Rotor mit darin angeordneten Permanentmagneten antreiben.The rotor according to the invention is particularly suitable for forming an electrical machine in which the rotor is accommodated radially inside the stator. The stator is arranged in a motor housing on which the end shields for mounting the rotor are also formed. An electronics unit is preferably arranged axially above the wound stator, which controls a wiring board—and the electrical coils connected thereto. The electrical machine is preferably designed as an EC motor, with the stator having electronically commutated coils which drive the rotor with permanent magnets arranged therein.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors ohne Permanentmagnete,
2 ein Ausschnitt einer Variation der Ausführung gemäß 1,
3 schematisch eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Magnettasche, und
4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Rotors.

Show it:

1 a first embodiment of a rotor according to the invention without permanent magnets,
2 a section of a variation of the embodiment according to FIG 1 ,
3 schematically another embodiment of a magnetic pocket according to the invention, and
4 a section through a further embodiment of a rotor.

In 1 ist ein Rotor 10 einer elektrischen Maschine 12 dargestellt, bevor auf diesen Permanentmagnete 16 montiert werden. Der Rotor 10 weist einen Rotorkörper 11 auf, an dessen äußerem Umfang 13 mehrere Magnettaschen 14 ausgebildet sind. Der Rotorkörper 11 ist aus Blechlamellen 26 zusammengesetzt, die axial übereinander angeordnet und miteinander verbunden sind - beispielsweise mittels Stanzpaketierungen 51. Über die Umfangsrichtung 9 des Rotorkörpers 11 sind die Magnettaschen 14 durch radiale Stege 18 voneinander getrennt, die einstückig an den Blechlamellen 26 angeformt sind. Beispielsweise sind hier zehn Magnettaschen 14 über den Umfang ausgebildet, in die in Axialrichtung 8 jeweils ein Permanentmagnet 16 einschiebbar ist. Die radialen Stege 18 sind an mehreren Umfangswinkeln 49 axial fluchtend zueinander ausgebildet, wobei nicht in jeder Lamellenschicht radiale Stege 18 ausgebildet sind. An einigen Lamellenschichten sind anstatt der radialen Stege 18 Federnasen 22 ausgebildet, die eine Tangentialkraft 24 auf die eingefügten Permanentmagnete 16 ausüben. Dabei werden die Permanentmagnete 16 durch die Federnasen 22 in Umfangsrichtung 9 gegen die tangential gegenüberliegenden radialen Stege 18 gepresst. Die Federnasen 22 weisen eine Anpressfläche 23 auf, die am eingefügten Permanentmagnet 16 anliegt, um diesen mit der Tangentialkraft 24 zu beaufschlagen. Die radialen Stege 18 weisen auf deren der Anpressfläche 23 zugewandten Seite einen Anschlag 21 auf, und bilden somit für diejenige Magnettasche 14, die der Anpressfläche 23 zugewandt ist, Anschlagstege 20. Die Magnettasche 14 wird also an einer ersten tangentialen Seite 31 durch den Anschlag 21 der Anschlagstege 20, und an der gegenüberliegenden zweiten tangentialen Seite 32 durch die Anpressfläche 23 der Federnasen 22 begrenzt. Dazwischen weist die Magnettasche 14 eine lichte tangentiale Weite 44 auf, die bei eingefügtem Permanentmagneten 16 der tangentialen Abmessung 46 der Permanentmagnete 16 entspricht. Die Anpressfläche 23 der Federnasen 22 ragt an einem bestimmten Umfangswinkel 49 in Umfangsrichtung 9 über die radialen Stege 18 hinaus, zum tangential gegenüberliegenden Anschlag 21 hin. An der Federnase 22 ist gegenüberliegend zur Anpressfläche 23 eine Freisparung 25 ausgeschnitten, so dass sich die Federnase 22 nicht bis zum Anschlag 21 der radialen Stege 18 für die benachbarte Magnettasche 14' hin erstreckt. Diese Freisparung 25 erlaubt eine tangentiale elastische Bewegung der Federnase 22, ohne dass die Federnase 22 mit einem der Anpressfläche 23 gegenüberliegenden Nasenrücken 27 tangential an dem benachbarten Permanentmagneten 16 anliegt. Die radialen Stege 18 bilden jeweils nur zu einer Magnettasche 14 hin den tangentialen Anschlag 21 (an der ersten tangentialen Seite 31 der Magnettasche 14). An einer tangential dem Anschlag 21 gegenüberliegenden Flanke 19 werden die radialen Stege 18 von der Anpressfläche 23 der Federnasen 22 in Umfangsrichtung 9 überragt (an der zweiten tangentialen Seite 32 der Magnettasche 14). An einem bestimmten Umfangswinkel 49 sind die Federnasen 22 und die radialen Stege 18 axial fluchtend zueinander angeordnet, wobei einige Blechlamellen 26 die radialen Stege 18 und andere Blechlamellen 26 an dem gleichen Umfangswinkel 49 die Federnasen 22 aufweisen. Axial dazwischen sind Blechlamellen 26 angeordnet, die an diesem Umfangswinkel 49 weder einen radialen Steg 18 noch eine Federnase 22 aufweisen. Die radialen Stege 18 weisen an ihrem radial äußeren Umfang 13 eine größere Abmessung 58 auf, als an ihrem radial inneren Bereich, wo sie mit den Blechlamellen 26 verbunden sind. Dadurch sind die radialen Stege 18 näherungsweise trapezförmig ausgebildet. An einem axialen Ende des Rotorkörpers 11 sind Einführbereiche 54 für die Permanentmagnete 16 ausgebildet. Hier sind an mehreren axial unmittelbar benachbarte Blechlamellen 26 jeweils an einem bestimmten Umfangswinkel 49 axial aufeinander folgend jeweils radiale Stege 18, jedoch keine Federnasen 22 ausgebildet. Beim Einschieben der Permanentmagnete 16 in Einschubrichtung 88 werden diese dann durch die Federnasen 22 in Umfangsrichtung 9 gegen die den Anpressflächen 23 gegenüberliegenden Anschläge 21 der radialen Stege 18 gedrückt. Dadurch werden die Permanentmagnete 16 in den Magnettaschen 14 ausgerichtet und fixiert. Der Rotorkörper 11 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 53 auf, in die eine Rotorwelle für die Lagerung des Rotors 10 eingefügt werden kann. Aussparungen 52 im radial inneren Bereich des Rotorkörpers 11 bestimmen die Symmetrie und/oder den magnetischen Fluss im Rotor 10 und definieren somit die Rotorpole. Die Rotorpole werden durch Motor-Symmetrieachsen 55 charakterisiert, die durch den Blechschnitt der Blechlamellen 26 vorgegeben sind. So sind die Motor-Symmetrieachsen 55 der Magnetpole in Umfangsrichtung 9 symmetrisch zu den inneren Aussparungen 52 ausgebildet.In 1 a rotor 10 of an electric machine 12 is shown before permanent magnets 16 are mounted on it. The rotor 10 has a rotor body 11 on whose outer circumference 13 a plurality of magnetic pockets 14 are formed. The rotor body 11 is made up of laminations 26, which are arranged axially one above the other and connected to one another - for example by means of stamped packets 51. The magnetic pockets 14 are separated from one another over the circumferential direction 9 of the rotor body 11 by radial webs 18 which are integrally formed on the laminations 26. For example, ten magnet pockets 14 are formed here over the circumference, in each of which a permanent magnet 16 can be inserted in the axial direction 8 . The radial webs 18 are formed at a plurality of circumferential angles 49 so as to be axially aligned with one another, with radial webs 18 not being formed in every disk layer. Instead of the radial webs 18, spring lugs 22 are formed on some lamina layers, which exert a tangential force 24 on the inserted permanent magnets 16. The permanent magnets 16 are pressed by the spring lugs 22 in the circumferential direction 9 against the tangentially opposite radial webs 18 . The spring lugs 22 have a contact surface 23 which rests against the inserted permanent magnet 16 in order to apply the tangential force 24 to it. The radial webs 18 have a stop 21 on their side facing the contact surface 23, and thus form stop webs 20 for that magnet pocket 14 which faces the contact surface 23. The magnet pocket 14 is thus at a first tangential Page 31 by the stop 21 of the stop webs 20, and on the opposite second tangential side 32 by the contact surface 23 of the spring lugs 22 is limited. In between, the magnet pocket 14 has a clear tangential width 44 which corresponds to the tangential dimension 46 of the permanent magnets 16 when the permanent magnet 16 is inserted. The contact surface 23 of the spring lugs 22 protrudes at a specific circumferential angle 49 in the circumferential direction 9 beyond the radial webs 18 towards the tangentially opposite stop 21 . A recess 25 is cut out on the spring lug 22 opposite the contact surface 23, so that the spring lug 22 does not extend as far as the stop 21 of the radial webs 18 for the adjacent magnetic pocket 14'. This cutout 25 allows a tangential elastic movement of the spring lug 22 without the spring lug 22 resting tangentially on the adjacent permanent magnet 16 with a lug back 27 opposite the pressing surface 23 . The radial webs 18 each form the tangential stop 21 only towards one magnetic pocket 14 (on the first tangential side 31 of the magnetic pocket 14). On a flank 19 tangentially opposite the stop 21, the radial webs 18 are projected beyond the contact surface 23 of the spring lugs 22 in the circumferential direction 9 (on the second tangential side 32 of the magnetic pocket 14). The spring lugs 22 and the radial webs 18 are arranged axially aligned with one another at a specific circumferential angle 49 , with some sheet metal laminations 26 having the radial webs 18 and other sheet metal laminations 26 having the spring lugs 22 at the same circumferential angle 49 . Sheet metal laminations 26 are arranged axially in between, which have neither a radial web 18 nor a spring lug 22 at this circumferential angle 49 . The radial webs 18 have a larger dimension 58 on their radially outer circumference 13 than on their radially inner area, where they are connected to the laminations 26 . As a result, the radial webs 18 are approximately trapezoidal. Insertion areas 54 for the permanent magnets 16 are formed at an axial end of the rotor body 11 . In this case, radial webs 18 are formed on a plurality of axially directly adjacent laminations 26, each at a specific circumferential angle 49, following one another axially, but no spring lugs 22. When the permanent magnets 16 are pushed in in the direction of insertion 88 , they are then pressed by the spring lugs 22 in the circumferential direction 9 against the stops 21 of the radial webs 18 which are opposite the contact surfaces 23 . As a result, the permanent magnets 16 are aligned and fixed in the magnet pockets 14 . The rotor body 11 has a central through-opening 53 into which a rotor shaft for supporting the rotor 10 can be inserted. Recesses 52 in the radially inner area of the rotor body 11 determine the symmetry and/or the magnetic flux in the rotor 10 and thus define the rotor poles. The rotor poles are characterized by motor axes of symmetry 55 which are predetermined by the sheet metal section of the sheet metal lamellae 26 . Thus, the motor axes of symmetry 55 of the magnetic poles are formed symmetrically to the inner recesses 52 in the circumferential direction 9 .

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotorkörpers 11 dargestellt, bei dem die Federnasen 22 eine andere Geometrie aufweisen. Der radial äußere Umfang 13 der Federnasen 22 ist hier deckungsgleich mit dem Umfang 13 der axial benachbarten radialen Stegen 18 ausgebildet. Die Freisparung 25 der Federnase 22 ist hier insbesondere als geradliniger Nasenrücken 27 in Radialrichtung 7 ausgebildet. Die Anpressfläche 23 ist gewölbt ausgebildet und ragt als warzenförmiger tangentialer Fortsatz 62 in Umfangsrichtung 9 über die Flanke 19 der radialen Stege 18 hinaus. Die lichte Weite 44 der Magnettasche 14 ist hierbei zwischen dem warzenförmigen Fortsatz 62 der Federnase 22 und dem Anschlag 21 der radialen Stege ausgebildet. Beispielsweise sind hier drei unmittelbar aufeinanderfolgende radiale Stege 18 an einer Umfangswinkel 49 angeformt, unmittelbar gefolgt von einer Blechlamelle 26 mit angeformter Federnase 22. In Einschubrichtung 88 nach der Federnase 22 ist wieder der axiale Freiraum 28 für die axiale Verbiegung der Federnase 22 ausgebildet, indem mindestens eine Blechlamelle 26 an dem Umfangswinkel 49 weder einen radialen Steg 18 noch eine Federnase 22 aufweist.In 2 a further exemplary embodiment of a rotor body 11 is shown, in which the spring lugs 22 have a different geometry. The radially outer circumference 13 of the spring lugs 22 is formed here congruently with the circumference 13 of the axially adjacent radial webs 18 . The cutout 25 of the spring lug 22 is designed here in particular as a straight ridge 27 in the radial direction 7 . The contact surface 23 is arched and protrudes as a wart-shaped tangential extension 62 in the circumferential direction 9 beyond the flank 19 of the radial webs 18 . The clear width 44 of the magnet pocket 14 is here formed between the wart-shaped extension 62 of the spring lug 22 and the stop 21 of the radial webs. For example, three immediately consecutive radial webs 18 are formed on a circumferential angle 49, immediately followed by a sheet metal lamina 26 with a spring lug 22 formed on it a sheet metal lamella 26 has neither a radial web 18 nor a spring lug 22 on the circumferential angle 49 .

In 3 ist schematisch ein Schnitt durch die Magnettasche 14 quer zur Drehachse 50 des Rotors 10 dargestellt. Dabei sind Fertigungstoleranzen der Magnettasche 14 und des Permanentmagneten 16 in stark überzeichneter Weise dargestellt. Fertigungsbedingt ist die Position der Magnettasche 14 in Umfangsrichtung 9 mit einem Toleranzbereich 66 behaftet. Ebenso schwankt die lichte Weite 44, die der Breite der Magnettasche 14 entspricht, um eine Weitentoleranz 64. Im oberen Bild a) ist der Permanentmagnet 16 mit seiner nominalen tangentialen Abmessung 46 dargestellt und liegt an der ersten tangentialen Seite 31 am Anschlag 21 der Magnettasche 14 an. Die lichte Weite 44 der Magnettasche 14 ist in Bild a) ebenfalls als Nominalwert dargestellt. Als Bezugsgröße für die Position der Magnettasche 14 ist eine Mittelsenkrechte 45 der lichten Weite 44 eingezeichnet, die der tangentialen Mitte der Magnettasche 14 entspricht, und somit um die Hälfte der lichten Weite 44 vom Anschlag 21 weg versetzt angeordnet ist. Die Mittelsenkrechte 45 ist hierbei mit einem Abstand 60 zur Rotor-Symmetrieachse 55 angeordnet. Da der Permanentmagnet 16 mit einer Tangentialkraft 24 gegen den Anschlag 21 gepresst wird, ist hier die tangentiale Magnetmitte 76 des Permanentmagneten 16 auf der Rotor-Symmetrieachse 55 angeordnet, wodurch das Rastmoment des Rotors 10 optimiert wird. Rechts vom Permanentmagneten 16 ist das tangentiale Spiel 72 des Permanentmagneten 16 in der Magnettasche 14 als Nominalwert dargestellt.In 3 a section through the magnet pocket 14 transverse to the axis of rotation 50 of the rotor 10 is shown schematically. Manufacturing tolerances of the magnet pocket 14 and the permanent magnet 16 are shown in a greatly exaggerated manner. The position of the magnetic pocket 14 in the circumferential direction 9 is subject to a tolerance range 66 due to the manufacturing process. Likewise, the clear width 44, which corresponds to the width of the magnet pocket 14, varies by a width tolerance of 64. In the upper image a), the permanent magnet 16 is shown with its nominal tangential dimension 46 and lies on the first tangential side 31 on the stop 21 of the magnet pocket 14 on. The clear width 44 of the magnetic pocket 14 is also shown in figure a) as a nominal value. As a reference for the position of the magnetic pocket 14, a perpendicular bisector 45 of the clear width 44 is drawn in, which corresponds to the tangential center of the magnetic pocket 14 and is thus offset by half the clear width 44 from the stop 21 away. The perpendicular bisector 45 is arranged at a distance 60 from the rotor axis of symmetry 55 . Since the permanent magnet 16 is pressed against the stop 21 with a tangential force 24, the tangential magnet center 76 of the per Manentmagneten 16 arranged on the rotor axis of symmetry 55, whereby the cogging torque of the rotor 10 is optimized. To the right of the permanent magnet 16, the tangential play 72 of the permanent magnet 16 in the magnet pocket 14 is shown as a nominal value.

Im Bild b) darunter ist eine minimale lichte Weite 44 der Magnettasche 14, kombiniert mit einer maximalen tangentialen Abmessung 46 des Permanentmagneten 16 dargestellt. Durch das Anpressen des Permanentmagneten 16 an den Anschlag 21 des radialen Stegs 18, ist die größtmögliche Abweichung 68 der Magnetmitte 76 von der Motor-Symmetrieachse 55 nach rechts - vom Anschlag 21 weg - geringer, als bei einer maximal möglichen Abweichung 68 gemäß einer statistisch verteilten Anordnung des Permanentmagneten 16 innerhalb der lichten Weite 44.In image b) below, a minimum clear width 44 of the magnet pocket 14 combined with a maximum tangential dimension 46 of the permanent magnet 16 is shown. By pressing the permanent magnet 16 against the stop 21 of the radial web 18, the greatest possible deviation 68 of the magnet center 76 from the motor axis of symmetry 55 to the right - away from the stop 21 - is less than with a maximum possible deviation 68 according to a statistically distributed Arrangement of the permanent magnet 16 within the clear width 44.

Im Bild c) darunter ist eine maximale lichte Weite 44 der Magnettasche 14, kombiniert mit einer minimalen tangentialen Abmessung 46 des Permanentmagneten 16 dargestellt. Durch das Anpressen des Permanentmagneten 16 an den Anschlag 21 des radialen Stegs 18, an der ersten tangentialen Seite 31 ist hierbei die größtmögliche auftretende Abweichung 68 der Magnetmitte 76 von der Motor-Symmetrieachse 55 nach links - zum Anschlag 21 hin - dargestellt. Dadurch, dass die Mittelsenkrechte 45 der lichten Weite 44 der Magnettasche 14 tangential mit einem Abstand 60 zur Motor-Symmetrieachse 55 vom Anschlag 21 weg ausgebildet wird, kann durch das Anpressen des Permanentmagneten 16 gegen den Anschlag 21 eine bessere Zentrierung der Magnetmitte 76 zur Rotor-Symmetrieachse 55 erreicht werden. Durch das Anpressen des Permanentmagneten 16 an den Anschlag 21 des radialen Stegs 18, ist hier die größtmögliche Abweichung 68 der Magnetmitte 76 von der Motor-Symmetrieachse 55 nach links - zum Anschlag 21 hin - geringer, als bei einer maximal möglichen Abweichung 68 gemäß einer statistisch verteilten Anordnung des Permanentmagneten 16 innerhalb der lichten Weite 44. Der Abstand 60 kann dabei im Bereich von 0,05 bis 0,15 mm liegen. Dadurch kann sowohl das Rastmoment als auch die mechanische Unwucht des Rotors 10 reduziert werden. Somit wird die Magnettasche 14 asymmetrisch zur Motor-Symmetrieachse 55, und damit asymmetrisch zu den inneren Aussparungen 52 des Rotorkörpers ausgebildet - insbesondere wird die Magnettasche 14 aus den Blechlamellen 26 ausgestanzt.In image c) below, a maximum clear width 44 of the magnet pocket 14 combined with a minimum tangential dimension 46 of the permanent magnet 16 is shown. By pressing the permanent magnet 16 against the stop 21 of the radial web 18 on the first tangential side 31, the greatest possible deviation 68 of the magnet center 76 from the motor axis of symmetry 55 to the left—to the stop 21—is shown. Since the perpendicular bisector 45 of the clear width 44 of the magnet pocket 14 is formed tangentially away from the stop 21 at a distance 60 from the axis of symmetry 55 of the motor, pressing the permanent magnet 16 against the stop 21 can achieve better centering of the magnet center 76 with respect to the rotor Axis of symmetry 55 can be achieved. By pressing the permanent magnet 16 against the stop 21 of the radial web 18, the greatest possible deviation 68 of the magnet center 76 from the motor axis of symmetry 55 to the left - towards the stop 21 - is smaller than with a maximum possible deviation 68 according to a statistical distributed arrangement of the permanent magnet 16 within the clear width 44. The distance 60 can be in the range of 0.05 to 0.15 mm. As a result, both the cogging torque and the mechanical imbalance of the rotor 10 can be reduced. Thus, the magnet pocket 14 is formed asymmetrically to the motor axis of symmetry 55, and thus asymmetrically to the inner recesses 52 of the rotor body - in particular, the magnet pocket 14 is punched out of the laminations 26.

In 4 ist ein weiteres Beispiel eines Rotors 10 dargestellt, bei dem die Mittelsenkrechte 45 der lichten Weite 44 der Magnettasche 14 ebenfalls um den Abstand 60 versetzt zur Rotor-Symmetrieachse 55 des Rotorkörpers 11 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Mittelsenkrechte 45 gegenüber der Motor-Symmetrieachse 55 vom Anschlag 21 weg versetzt. Der Rotorkörper 11 weist die inneren Aussparungen 52 auf, die eine Erstreckung 53 in Tangentialrichtung aufweisen. Zwischen den Aussparungen 52 sind Stege 56 für die Rotorpole ausgebildet. Die Rotor-Symmetrieachse 55 halbiert hierbei die Erstreckung 53 der Aussparung 52. Die lichte Weite 44 ist durch die Anschlag 21 des Anschlagstegs 20 auf der ersten tangentialen Seite 31 und die gewölbte Anpressfläche 23 des warzenförmigen Fortsatzes 62 auf der zweiten tangentialen Seite 32 der Magnettasche 14 vorgegeben. Der Permanentmagnet 16 wird durch die Federnase 22 über die Anpressfläche 23 mit der tangentialen Anpresskraft 24 gegen den Anschlag 21 gepresst. Dabei liegt der Permanentmagnet 16 mit einer Seitenfläche 42 flächig am Anschlag 21 an. Auf der zweiten tangentialen Seite 32 liegt der Permanentmagnet 16 mit der gegenüberliegenden Seitenfläche 42 nur an den Federnasen 22, jedoch tangential nicht an den radialen Stegen 18 an. Dadurch ist zwischen der gegenüberliegenden Seitenfläche 42 und den radialen Stegen 18 ein Hohlraum 74 ausgebildet, der dem tangentialen Überstand des warzenförmigen Fortsatzes 62 gegenüber den radialen Stegen 18 entspricht. Dieser Hohlraum 74 ist notwendig, damit sich die Federnase 22 in gewissen Grenzen in Umfangsrichtung 9 elastisch verformen kann. Der Permanentmagnet 16 liegt mit einer Bodenfläche 41 am Boden 15 der Magnettasche 14 an, die näherungsweise parallel zueinander und senkrecht zur Mittelsenkrechten 45 ausgebildet sind. Die beiden Seitenfläche 42 verlaufen bevorzugt näherungsweise parallel zur Mittelsenkrechten 45. Die radial äußere Oberfläche 43 ist gewölbt ausgebildet, so dass der Permanentmagnet 16 im dargestellten Querschnitt eine sogenannte „Brotlaib-Form“ bildet. Da die Magnettasche 14 radial offen ausgebildet ist, wird der Permanentmagnet 16 hier durch eine Schutzhülse 70 auf dem Rotorkörper 11 gehalten, die insbesondere radial unmittelbar an der Oberfläche 43 des Permanentmagneten 16 anliegt. Die Schutzhülse 70 kann beispielsweise axial auf den Rotorkörper 11 aufgeschoben werden, nachdem die Permanentmagnete 16 in den offenen Magnettaschen 14 vorfixiert wurden. Der Rotor 10 ist radial innerhalb eines Stators 90 gelagert, der bevorzugt elektrische Statorwicklung aufweist, mittels der die elektrische Maschine 12 elektronisch kommutiert wird. An bestimmten Umfangswinkeln 49 sind die radialen Stege 18 wieder axial fluchtend mit den Federnasen 22 angeordnet, bevorzugt aus den Blechlamellen 26 ausgestanzt. Durch den Versatz der lichten Weite 44 gegenüber der Rotor-Symmetrieachse 55 um den Abstand 60, sind auch die radialen Stege 18 asymmetrisch bezüglich der Umfangsrichtung 9 ausgebildet. Dabei sind insbesondere an der ersten tangentialen Seite 31 am Fuße des Anschlags 21 tiefere radiale Ausbuchtungen 78 für eine Ecke 47 des Permanentmagneten 16 ausgeformt. Tangential gegenüberliegend zum warzenförmigen Fortsatz 62 ist wieder die Freisparung 25 dargestellt, die durch den gegenüber dem radialen Steg 18 versetzt ausgebildeten Nasenrücken 27 (gestrichelt dargestellt) ausgebildet wird. Die Blechlamellen 26 sind als geschlossene Ringe ausgebildet, die mittels Stanzpaketierungen 51 axial miteinander verbunden sind. An den einzelnen Blechlamellen 26 sind wahlweise die radialen Stege 18, oder die Federnasen 22, oder weder radiale Stege 18 noch die Federnasen 22 ausgebildet - wobei deren axiale Stapelung zur Ausbildung des Rotorkörpers 11 variiert werden kann.In 4 Another example of a rotor 10 is shown, in which the perpendicular bisector 45 of the clear width 44 of the magnet pocket 14 is also offset by the distance 60 to the rotor axis of symmetry 55 of the rotor body 11 . The perpendicular bisector 45 is preferably offset away from the stop 21 with respect to the motor axis of symmetry 55 . The rotor body 11 has the inner recesses 52 which have an extension 53 in the tangential direction. Webs 56 for the rotor poles are formed between the recesses 52 . The rotor axis of symmetry 55 bisects the extension 53 of the recess 52. The clear width 44 is defined by the stop 21 of the stop bar 20 on the first tangential side 31 and the curved contact surface 23 of the nipple-shaped extension 62 on the second tangential side 32 of the magnet pocket 14 predetermined. The permanent magnet 16 is pressed against the stop 21 by the spring nose 22 via the contact surface 23 with the tangential contact force 24 . The permanent magnet 16 rests flat against the stop 21 with a side surface 42 . On the second tangential side 32, the permanent magnet 16 rests with the opposite side surface 42 only on the spring lugs 22, but not tangentially on the radial webs 18. As a result, a cavity 74 is formed between the opposite side face 42 and the radial webs 18 , which cavity corresponds to the tangential projection of the nipple-shaped extension 62 in relation to the radial webs 18 . This cavity 74 is necessary so that the spring lug 22 can deform elastically in the circumferential direction 9 within certain limits. The permanent magnet 16 rests with a bottom surface 41 on the bottom 15 of the magnet pocket 14 , which is approximately parallel to one another and perpendicular to the perpendicular bisector 45 . The two side surfaces 42 preferably run approximately parallel to the perpendicular bisector 45. The radially outer surface 43 is curved so that the permanent magnet 16 forms a so-called “loaf of bread” shape in the cross section shown. Since the magnet pocket 14 is designed to be radially open, the permanent magnet 16 is held here by a protective sleeve 70 on the rotor body 11 , which in particular bears directly radially on the surface 43 of the permanent magnet 16 . The protective sleeve 70 can, for example, be pushed axially onto the rotor body 11 after the permanent magnets 16 have been pre-fixed in the open magnet pockets 14 . The rotor 10 is mounted radially inside a stator 90, which preferably has an electrical stator winding, by means of which the electrical machine 12 is electronically commutated. At certain circumferential angles 49, the radial webs 18 are again arranged axially aligned with the spring lugs 22, preferably stamped out of the sheet metal laminations 26. Due to the offset of the clear width 44 in relation to the rotor axis of symmetry 55 by the distance 60, the radial webs 18 are also formed asymmetrically with respect to the circumferential direction 9. In this case, deeper radial bulges 78 for a corner 47 of the permanent magnet 16 are formed in particular on the first tangential side 31 at the foot of the stop 21 . The recess 25 is again tangentially opposite to the wart-shaped extension 62 is provided, which is formed by the nose bridge 27 (shown in phantom) which is offset in relation to the radial web 18 . The laminations 26 are designed as closed rings which are connected to one another axially by means of stamped packages 51 . The radial webs 18 or the spring lugs 22 or neither radial webs 18 nor the spring lugs 22 are formed on the individual laminations 26 - it being possible for their axial stacking to form the rotor body 11 to be varied.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausbildung und Anordnung der Federnasen 22 und der Anschlagstege 20 variiert werden. Ebenso kann die konkrete Lage und Ausbildung, sowie die Anzahl der Magnettaschen 14 und der Permanentmagnete 16 den Anforderungen der elektrischen Maschine 12 und deren Fertigungsmöglichkeiten angepasst werden. Auch können an einer einzigen Blechlamellen 26 in Umfangsrichtung 9 abwechselnd Federnasen 22 und Anschlagstege 20 ausgebildet werden, wobei solche Blechlamellen 26 dann um mindestens einen Rotorpol verdreht zueinander angeordnet werden. Insbesondere können die Ausführungen der mittels der elastischen Federnasen erzeugten Anpresskraft gemäß 1 und 2 und die Ausführungen mit der gegenüber der Rotor-Symmetrieachse 55 versetzten Mittelsenkrechten 45 der Magnettasche 14 gemäß 3 und 4 auch unabhängig voneinander realisiert werden. Die Tangentialkraft 24 zum Anpressen des Permanentmagneten 16 kann dann beispielsweise mittels eines Hilfswerkzeugs oder mittels separaten Spannelementen oder Befestigungsmitteln aufgebracht werden, Dabei werden vorzugsweise die Permanentmagnete 16 anschließend mittels der Schutzhülse 70 oder dem Schrumpfschlauch 70' dauerhaft auf dem Rotorkörper11 gesichert. Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise für den Drehantrieb von Komponenten oder die Verstellung von Teilen im Kraftfahrzeug, ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.It should be noted that with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a wide variety of possible combinations of the individual features are possible. For example, the specific design and arrangement of the spring lugs 22 and the stop webs 20 can be varied. Likewise, the specific position and training, as well as the number of magnetic pockets 14 and permanent magnets 16 can be adapted to the requirements of the electrical machine 12 and its production possibilities. Spring lugs 22 and stop webs 20 can also be formed alternately on a single lamina 26 in the circumferential direction 9, with such laminations 26 then being arranged rotated relative to one another by at least one rotor pole. In particular, the versions of the contact pressure generated by means of the elastic spring lugs according to 1 and 2 and the embodiments according to FIG 3 and 4 can also be realized independently of each other. The tangential force 24 for pressing the permanent magnet 16 can then be applied, for example, by means of an auxiliary tool or by means of separate clamping elements or fastening means. The permanent magnets 16 are preferably then permanently secured on the rotor body 11 by means of the protective sleeve 70 or the shrink tube 70'. The invention is particularly suitable for the rotary drive of components or the adjustment of parts in motor vehicles, but is not limited to this application.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102007029719 A1 [0002]

Claims

Rotor (10) for an electrical machine (12), with a rotor body (11) which has a plurality of radially open magnet pockets (14) on its radially outer circumference (13) into which permanent magnets (16) are inserted, the magnet pockets ( 14) are delimited on both sides in the circumferential direction (9) by radial webs (18), and the permanent magnets (16) are pressed against a first tangential side (31) of the magnet pocket (14) by means of a tangential force (24), so that the permanent magnets ( 16) lie directly against the radial webs (18) of the first tangential side (31), the radial webs (18) of the first tangential side (31) forming stop webs (20) with a stop (21) for the permanent magnets (16). .

Rotor (10) after claim 1 , characterized in that the tangential force (24) is applied by means of elastic spring lugs (22) which are integrally formed on the rotor body (11) on a second tangential side (32) of the magnet pockets (14), and the elastic spring lugs (22) have a tangential prestress towards the stop webs (22).

Rotor (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the rotor body (11) is composed of individual axially stacked laminations (26), and both the spring lugs (22) and the stop webs (20) are designed in one piece as radial extensions on the laminations (26), and the Spring lugs (22) for a first magnet pocket (14) are arranged at a specific circumferential angle (49) in the axial direction (8) alternating with the stop webs (20) for a second, tangentially adjacent magnet pocket (14').

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic spring lugs (22) at their radially outer region in the tangential direction (9) to the stop webs (20) protrude beyond the axially adjacent radial webs (18), and preferably in the tangentially opposite direction do not extend to the stop (21) of the stop webs (20).

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the radial webs (18) have a larger dimension (58) in the circumferential direction (9) on their radial outside (13) than in a radial area of a base (15) the magnet pocket (14) where the radial webs (18) are connected to the rotor body (11).

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (16) are pushed into the magnet pockets (14) in the insertion direction (88) along the axial direction (8) and directly on at least one of the spring lugs (22). axially following sheet metal plate (26) on the peripheral area of the spring lug (22) no spring lug (22) and no radial web (18) is formed in order to form an axial free space (28) for the axial bending of the spring lug (22).

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in an axial insertion area (54) for the permanent magnets (16) on a plurality of axially directly successive laminations (26) radial webs (18) and no spring lugs (22) are formed , and in particular these sheet metal lamellae (26) is followed axially by a sheet metal lamella (26) on which the spring lugs (22) are formed.

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (16) have a flat bottom surface (41) towards the axis of rotation (50) of the rotor (10) and a curved surface (43) on the radially outer circumference (13). have and thus form "loaf" magnets, which in particular have two approximately parallel side surfaces (42) which are approximately perpendicular to the bottom surface (41).

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet pocket (14) between the spring nose (22) and the stop (21) has a clear tangential width (44) whose perpendicular bisector (45) extends from a radial rotor Is spaced apart from the axis of symmetry (55) by the geometry of the rotor body (11) - is predetermined - in particular by recesses (52) in the radially inner region of the rotor body (11).

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor axis of symmetry (55) is arranged at a distance (60) of 0.05 to 0.20 mm from the perpendicular bisector (45) to the stop (21). .

Rotor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (16) are fixed to the rotor (10) with a protective sleeve (70) or a shrink tube (70'), which is radially attached to the surface (43) of the Permanent magnet (16) is present.

Electrical machine (12) with a rotor (10) according to one of the preceding claims, which is rotatably arranged within a stator (90) having an electrical winding.

Method for producing a rotor (10) for an electrical machine (12) preferably according to one of the preceding claims, characterized by the permanent magnets (16) being inserted into the magnet pockets (14), the permanent magnets (16) being held in the circumferential direction (9) against a stop (21) of the stop web (20) by means of a tangential force (24) are pressed, and in particular the permanent magnets (16) are then permanently fixed in the magnetic pockets (14) in a further step.

procedure after Claim 13 , characterized in that the magnet pocket (14) is punched out of the sheet metal lamella (26) in such a way that the perpendicular bisector (45) of the free tangential width (44) of the magnet pocket (14) is at a distance (60) of 0.05 to 0 , 50 in the circumferential direction (9) at a distance from the rotor axis of symmetry (55) of the magnetic pole from the stop (21) of the stop webs (20) is offset away.

procedure after Claim 13 or 14 , characterized in that the tangential force (24) is applied by spring lugs (22) which are punched out in one piece with the sheet metal lamella (26) - and in particular subsequently a protective sleeve (70) or a shrink tube (70') axially onto the - by means of the Spring lugs (22) pre-fixed - permanent magnets (16) is pushed axially, and radially on the surfaces (43) of the permanent magnets (16).