DE102022122457A1 - Rotor mit Permanentmagneten für Elektromotoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (R) für Elektromotoren mit Permanenterregung, wobei der Rotor (R) einen Rotorkern (1), der aus einem Blechpaket aus mehreren gestapelten Blechen besteht, und Permanentmagnete (2) aufweist, die an dem Rotorkern (1) durch eine Schwalbenschwanzverbindung befestigt sind, wobei der Rotorkern (1) für die Schwalbenschwanzverbindung auskragende Elemente mit je zwei seitlichen Anlageflächen (11) für Seitenflächen der Permanentmagnete (2) aufweist, wobei der Rotorkern (1) für die Schwalbenschwanzverbindung eine Hauptanlagefläche (12) für eine Rückseite der Permanentmagnete (2) aufweist, wobei der Rotorkern (1) für die Schwalbenschwanzverbindung Schwalbenschwanznuten (17) aufweist, wobei jedes auskragende Element zwischen zwei Schwalbenschwanznuten (17) vorgesehen ist und die seitlichen Anlagenflächen (11) dieses auskragenden Elementes diese Schwalbenschanznuten (17) an einer Seite begrenzen, und wobei über die seitlichen Anlageflächen (11) und/oder die Hauptanlagefläche (12) Federelemente (13, 14) hervorstehen, die an den Seitenflächen bzw. der Rückseite der Permanentmagnete (2) unter Spannung anliegen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Rotor für Elektromotoren mit Permanenterregung,
• - wobei der Rotor einen Rotorkern, der aus einem Blechpaket aus mehreren gestapelten Blechen besteht, und Permanentmagneten aufweist, die an dem Rotorkern durch eine Schwalbenschwanzverbindung befestigt sind,
• - wobei der Rotorkern für die Schwalbenschwanzverbindung auskragende Elemente mit je zwei seitlichen Anlageflächen für Seitenflächen der Permanentmagneten aufweist,
• - wobei der Rotorkern für die Schwalbenschwanzverbindung eine Hauptanlagefläche für eine Rückseite der Permanentmagnete aufweist,
• - wobei der Rotorkern für die Schwalbenschwanzverbindung Schwalbenschwanznuten aufweist, die von einer der seitlichen Anlageflächen eines der auskragenden Elemente, einer Hauptanlagefläche und einer der seitlichen Anlageflächen eines anderen der auskragenden Elemente eingefasst sind, und
• - wobei jedes auskragende Element zwischen zwei Schwalbenschwanznuten vorgesehen ist und die Anlageflächen dieses auskragenden Elementes diese Schwalbenschanznuten an einer Seite begrenzen.
• Rotorkerne werden in der Fachliteratur auch häufig als Rotorstanzpakete, Rotorjoche oder Rotoreisen bezeichnet.
• Rotoren mit Permanentmagneten werden in verschiedenen Elektromotoren, zum Beispiel Synchronmotoren, in elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren oder Schrittmotoren eingesetzt. Ein Rotor mit den eingangs genannten Merkmalen für einen elektronisch kommutierten Elektromotor ist aus dem Dokument WO 2022/045985 A1 bekannt. Die Permanentmagnete dieses Rotors sind in den Schwalbenschanznuten des Rotorkerns eingeklemmt. Die Permanentmagneten haben ein Schwalbenschwanzprofil. Die Anlageflächen und der Nutgrund jeder der Schwalbenschanznuten schließen einen Winkel ein, der etwas kleiner ist als der Winkel zwischen den Flächen der Permanentmagneten, die an den Anlageflächen und dem Nutgrund anliegen. Die ersten und die zweiten auskragenden Elemente des Rotorkerns weisen zwischen den Anlageflächen je einen Schlitz auf. Dadurch sind die auskragenden Elemente in zwei Hälften geteilt, die gegeneinander federn können. Beim Einsetzen der Permanentmagneten in die Schwalbenschwanznuten federn die Hälften zurück und liegen dann an den eingesetzten Permanentmagneten an, wodurch diese in den Schwalbenschwanznuten geklemmt gehalten sind.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Alternative zur Befestigung der Permanentmagnete in den Schwalbenschwanznuten des Rotorkerns vorzuschlagen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass über die seitlichen Anlageflächen und/oder der Hauptanlagefläche Federelemente hervorstehen, die an den Seitenflächen bzw. der Rückseite der Permanentmagnete unter Spannung anliegen. Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht notwendig, dass die auskragenden Elemente geschlitzt sind, damit die Permanentmagnete an dem Rotorkern gehalten werden. Die Permanentmagnete können bei der erfindungsgemäßen Lösung in die Schwalbenschanznuten eingeschoben werden. Dabei federn die Federelemente ein und liegen an den Seitenflächen und/oder der Rückseite der Permanentmagneten an.
• Einzelne Bleche des den Rotorkern bildenden Blechpaketes können Bereiche haben, die aus den seitlichen Anlageflächen und/oder der Hauptanlagefläche hinausragen und die Federelemente bilden. Es ist also nicht notwendig, dass alle Bleche diese Bereiche haben. Es reicht aus, wenn einige Bleche diese Bereiche haben. Es ist allerdings auch möglich, dass alle Bleche diese Bereiche haben.
• Die Federelemente können in einem Muster auf den seitlichen Anlageflächen und/oder der Hauptanlagefläche regelmäßig angeordnet sein.
• Wenigstens eines der Federelemente kann durch den aus der seitlichen Anlagefläche oder der Hauptanlagefläche herausragenden Bereich eines Bleches gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass wenigstens eines der Federelemente durch die aus der seitlichen Anlagefläche oder der Hauptanlagefläche herausragende Bereiche mehrerer benachbarter Bleche gebildet ist.
• Ein Blech des Blechpaketes kann mehrere aus den aus der seitlichen Anlagefläche oder der Hauptanlagefläche herausragende Bereiche aufweisen, die Federelemente bilden. Die mehreren Bereiche des Bleches können einen Abstand voneinander haben.
• Vorzugsweise sind die auskragenden Elemente ungeschlitzt. Es ist aber auch möglich, dass die Schwalbenschwanznuten von je einem geschlitzten und einem ungeschlitzten auskragenden Element oder von zwei geschlitzten auskragenden Elementen begrenzt sind.
• Zwei Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Rotoren sind anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
• 1 eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels,
• 2 einen Ausschnitt aus einer perspektivischen Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels und
• 3 einen Ausschnitt aus einer zweiten perspektivischen Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels.
• Die erfindungsgemäßen Rotoren R sind sehr ähnlich gestaltet. Zunächst werden die gemeinsamen Merkmale, dann die Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der 1 dargestellt ist. Dann werden die Unterschiede des zweiten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, die in den 2 und 3 dargestellt sind.
• Der Rotorkern 1 des erfindungsgemäßen Rotors R ist durch ein Blechpaket aus nahezu identischen Blechen hergestellt, die auf bekannte Art zu dem Blechpaket gefügt sind. Der Rotorkern 1 hat im Querschnitt im Wesentlichen die äußere Form eines regelmäßigen Sechsecks. Der Rotorkern 1 bildet somit im Wesentlichen einen geraden Zylinder mit dem regelmäßigen Sechseck als Grundfläche bzw. Querschnittsfläche. Es könnte sich aber auch um einen Zylinder mit einem anderen regelmäßigen Vieleck als Grundfläche handeln.
• In dem Rotorkern 1 ist eine Ausnehmung mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt vorgesehen. In diese Ausnehmung kann eine Rotorwelle eingeführt werden, auf der der Rotorkern 1 befestigt ist.
• An den sechs Ecken des Rotorkerns 1 sind auskragende Elemente vorgesehen. Diese auskragenden Elemente bilden seitliche Anlageflächen 11. Die seitlichen Anlageflächen 11 bilden zusammen mit den Hauptanlageflächen 12 des Blechpaketes Schwalbenschwanznuten 17. Diese werden somit auf einer ersten Seite von einem der auskragenden Elemente und auf einer zweiten Seite von einem auskragenden Element seitlich begrenzt. In jede dieser Schwalbenschwanznuten 17 ist je ein Permanentmagnet 2 eingesetzt, der im Querschnitt ein Schwalbenschwanzprofil 17 hat. Die Permanentmagnete 2 liegen an dem durch die Hauptanlageflächen 12 des Blechpaketes gebildeten Nutgrund und an der durch die auskragenden Elemente gebildeten Anlageflächen 11 an. In den 1 bis 3 ist jeweils ein Permanentmagnet entfernt, damit die Strukturen der Schwalbenschwanznut 17 besser sichtbar sind.
• Bei dem Rotor R gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel haben einige Bleche des Blechpaketes an den die Hauptanlagefläche 12 bildenden Seiten Bereiche, mit denen diese Bleche über die Hauptanlagefläche 12 hinausragen. Diese Bereiche bilden Federelemente 14, die mit einer Spannung an den Permanentmagneten anliegen.
• Bei dem Rotor R gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel haben einige Bleche des Blechpaketes nicht an den die Hauptanlagefläche 12 bildenden Seiten Bereiche, mit denen diese Bleche über die Hauptanlagefläche 12 hinausragen, sondern an den die seitlichen Anlageflächen 11 der auskragenden Elemente bildenden Seiten Bereiche, mit denen diese Bleche über die seitlichen Anlageflächen hinausragen. Diese Bereiche bilden Federelemente 13, die ebenfalls mit einer Spannung an den Permanentmagneten anliegen.
• Die Federelemente 13, 14 sorgen für einen festen Halt der Permanentmagnete 2 in den Schwalbenschwanznuten 17 des Rotorkerns 1.
• Bezugszeichenliste

R

Rotor

1

Rotorkern

11

seitliche Anlageflächen

12

Hauptanlagefläche

13

Federelemente an der Hauptanlagefläche

14

Federelemente an den seitlichen Anlageflächen

15

Ausnehmung für eine Rotorwelle

17

Schwalbenschwanznuten

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 2022/045985 A1 [0003]

Claims (9)

1. Rotor (R) für Elektromotoren mit Permanenterregung, - wobei der Rotor (R) einen Rotorkern (1), der aus einem Blechpaket aus mehreren gestapelten Blechen besteht, und Permanentmagnete (2) aufweist, die an dem Rotorkern (1) durch eine Schwalbenschwanzverbindung befestigt sind, - wobei der Rotorkern (1) für die Schwalbenschwanzverbindung auskragende Elemente mit je zwei seitlichen Anlageflächen (11) für Seitenflächen der Permanentmagnete (2) aufweist, - wobei der Rotorkern (1) für die Schwalbenschwanzverbindung eine Hauptanlagefläche (12) für eine Rückseite der Permanentmagnete (2) aufweist, - wobei der Rotorkern (1) für die Schwalbenschwanzverbindung Schwalbenschwanznuten (17) aufweist, die von einer der seitlichen Anlageflächen (11) eines der auskragenden Elemente, einer Hauptanlagefläche (12) und einer der seitlichen Anlageflächen (11) eines anderen der auskragenden Elemente eingefasst sind, und - wobei jedes auskragende Element zwischen zwei Schwalbenschwanznuten (17) vorgesehen ist und die seitlichen Anlageflächen (11) dieses auskragenden Elementes diese Schwalbenschanznuten (17) an einer Seite begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass über die seitlichen Anlageflächen (11) und/oder der Hauptanlagefläche (12) Federelemente (13, 14) hervorstehen, die an den Seitenflächen bzw. der Rückseite der Permanentmagnete (2) unter Spannung anliegen.
2. Rotor (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bleche des den Rotorkern (1) bildenden Blechpaketes Bereiche haben, die aus den seitlichen Anlageflächen (11) und/oder der Hauptanlagefläche (12) hinausragen und die Federelemente (13, 14) bilden.
3. Rotor (R) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (13, 14) in einem Muster auf den seitlichen Anlageflächen (11) und/oder der Hauptanlagefläche angeordnet sind.
4. Rotor (R) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Federelemente (13, 14) durch den aus der seitlichen Anlagefläche (11) oder der Hauptanlagefläche (12) herausragenden Bereich eines Bleches gebildet ist.
5. Rotor (R) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Federelemente (13, 14) durch die aus der seitlichen Anlagefläche (11) oder der Hauptanlagefläche (12) herausragenden Bereiche mehrerer benachbarter Bleche gebildet ist.
6. Rotor (R) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Blech mehrere aus den aus der seitlichen Anlagefläche (11) oder der Hauptanlagefläche (12) herausragende Bereiche aufweist, die Federelemente bilden.
7. Rotor (R) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Bereiche des Bleches einen Abstand voneinander haben.
8. Rotor (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auskragenden Elemente ungeschlitzt sind.
9. Rotor (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwalbenschwanznuten von je einem geschlitzten und einem ungeschlitzten auskragenden Element begrenzt sind.

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