DE3238674A1 - Rotor fuer synchronmotoren - Google Patents

Rotor fuer synchronmotoren

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Hermann 1781 Münchenwiler Gerber
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Societe des Compteurs de Geneve SODECO
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Sodeco Saia AG
Societe des Compteurs de Geneve SODECO
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
    • H02K1/2733—Annular magnets

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  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

- r-
Rotor für Synchronmotoren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für Synchronmotoren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 . 5
Es ist bekannt, solche Rotoren bei Synchronmotoren anzuwenden. Die Verbindung der Rotornabe mit dem Ringmagneten wird gewöhnlich durch Einpressen der Nabe in den Ringmagneten hergestellt, wobei durch die in radialer Richtung auf den Ringmagneten wirkenden Druckkräfte Zugspannungen im Magnetring entstehen, die häufig zu Rissen führen.
Aus der CH-PS 524 913 sowie aus der GB-PS 1 353 082 sind Motorläufer bekannt, deren Magnetträger (Naben) Halteteile aufweisen, welche mit den Stirnseiten der permanenten Ringmagnete formschlüssig bzw. kraftschlüssig verbunden sind. Bei unterschiedlichem Dehnungskoeffizienten des Magnet- und Trägermaterials ist die Bildung von Zugspannungen im Magnetring und von daraus resultierenden Rissen jedoch auch bei dieser Lösung nicht auszuschlies-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor zu schaffen, bei welchem schädliche Zugspannungen im Ringmagneten weitgehend vermieden werden.
Die gestellte Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. " .
Ein Ausführungsbeispiel des erf indungsgemässen Rotors wird anhand einer einzigen Zeichnungsfigur näher beschrieben, die einen Teilschnitt in einer zur Rotorwelle senkrechten Ebene durch den Rotor darstellt.
Der Rotor besteht aus einem ringförmigen Permanentmagneten, im weiteren Ringmagnet 1 genannt, und aus einer mit einer Rotorwelle 2 fest verbundenen, als Träger des Ringmagneten 1 dienenden Nabe 3. Der Ringmagnet 1 weist auf der Innenfläche eine Verzahnung 4 mit Zähnen 5 und Zahnlücken 6 auf, deren Flanken 7 und
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8 jeweils parallel zu dem eine Symmetrielinie des jeweiligen Zahnes bildenden Durchmesser R des Ringmagneten 1 verlaufen. Die Kanten der Zähne 5 und der Zahnlücken 6 sind abgerundet. Die Nabe 3 ist aus Kunststoff, mit Vorteil aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GV) hergestellt; ihr Aussendurchmesser r ist ca 1 mm kleiner als der Durchmesser r, des Fusskreises der Verzahnung 4 des Ringmagneten 1 . Die Nabe 3 weist eine mit gleicher Anzahl der Zähne wie der Ringmagnet 1 versehene Aussenverzahnung 9 mit Zähnen 10 und Zahnlücken 11 auf, deren Flanken 12, 13 paarweise parallel zur Symmetrielinie der vom jeweiligen Zahnpaar eingeschlossenen Zahnlücke der Nabe 3 verlaufen. Die Zähne 10 weisen Einbuchtungen bzw. Schlitze 14 und die Zahnlücken 11 halbkreisförmige Ausbuchtungen 15 auf. Die Kanten der Zähne 10 sind ebenfalls abgerundet. Die Breite B der Zähne 5 des Ringmagneten 1 entspricht der Breite der Zahnlücken 11 der Nabe 3. Die Magnetisierung des Ringmagneten 1, der gleichviel Pole wie Zähne besitzt und dessen magnetische Anisotropie radial verläuft, ist mit 16 bezeichnet.
Die Nabe 3 wird in den Ringmagneten 1 so eingepresst, dass die Zähne 5 des Ringmagneten 1 in die Zahnlücken 11 der Nabe 3 gelangen, wobei an den Berührungsflächen der Zahnflanken 7, 12 und 8, 13 eine durch einen Pressitz gebildete kraftschlüssige Verbindung der beiden Rotorteile 1,3 entsteht. Wegen der unterschied- liehen Durchmesser r der Nabe 3 und r, des Fusskreises der Verzahnung 4 des Ringmagneten 1 sowie dank der Ausbuchtungen 15 der Zahnlücken 11 der Nabe 3 verbleiben zwischen den eingepressten Teilen in radialer Richtung gesehen Spalten 17, 18, die eine Berührung dieser Teile bei thermisch bedingten Dehnungen bzw. Schrumpfungen verhindern. Die Nabe 3 hat somit in radialer Richtung genügend Spiel, um Druckspannungen unter allen Umständen zu verhindern. Die Elastizität der Nabe 3 kann durch die Form und Grosse der Einbuchtungen bzw. Schlitze 14 in den Köpfen der
Zähne 10 der Nabe 3 variiert werden.
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Anstelle des Pressitzes zwischen der Nabe 3 und dem Ring-
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magneten 1 kann eine Verbindung durch Kleben, Ultraschall- oder Laserschweisung an gleicher Stelle hergestellt werden.
Beim Einpressen der Nabe 3 in den Ringmagneten 1 wirken in den Berührungsflächen durch Pfeile A bezeichnete Druckkkräfte, die in den Zähnen 5 durch Kräfte A' vollständig aufgefangen werden. Ansonsten entstehen keine in radialer Richtung wirkende Druckkräfte, die Zugspannungen im Ringmagneten 1 und daraus resultierende Risse verursachen können.
Die Wahl von GV-Kunststoff für die Nabe 3 hat den Vorteil, dass einerseits ein ausreichend fester Sitz der Nabe 3 auf der Rotorwelle 2 und andererseits annähernd gleiche Dehnungskoeffizienten der beiden Rotorteile 1, 3 erzielt werden, so dass an den Berührungsstellen bei thermischer Beeinflussung keine Reibungskräfte entstehen. Ansonsten kann die Nabe 3 aus einem anderen geeigneten Kunststoff oder aus einem gespritzten oder gesinterten Werkstoff wowie aus einem magnetisch leitenden Werkstoff, z.B. aus Sintereisen, bestehen. Wichtig ist, dass das Material der Nabe 3 und des Ringmagneten 1 ähnliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen, um Druckspannungen im Ringmagneten 1 über die Reibung an den Verbindungsstellen zu vermeiden.
Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Nabe 3 und der Ringmagnet 1 so ausgelegt sind, dass sie in Spritz-, Pressfliess-, Extrudier- oder Sinter-Technik hergestellt werden können.
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Claims (8)

PATENTANSP RUECHE
1. Rotor für Synchronmotoren, bestehend aus einem permanenten Ringmagneten und aus einer mit einer Rotorwelle versehenen und mit dem Ringmagneten verbundenen Nabe, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Ringmagneten (1) sowie die Aussenf lache der Nabe (3) mit Verzahnungen (4, 9) versehen sind, deren Zähne (5, 10) beim Einpressen der Nabe (3) in den Ringmagneten (1) eine kraftschlüsssige Verbindung dieser Teile (1, 3) bilden.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen (4, 9) des Ringmagneten (1) sowie der Nabe (3) eine gleiche Anzahl Zähne (5, 10) und somit Zahnlücken (6, 11) aufweisen, deren Flanken (7, 8, 12, 1.3) parallel zum eine Symmetrielinie bildenden Durchmesser (R) des Ringmagneten (1) verlaufen, wobei die kraftschlüssige Verbindung (Pressitz) zwischen den Flanken (7, 12 und 8, 13) der beiden Verzahnungen (4, 9) besteht.
3. Rotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen (4, 9) so ausgebildet sind, dass beim Einpressen der Nabe (3) in den Ringmagneten (1) in radialer Richtung . gesehen Spalten (17, 18) vorhanden sind.
4. Rotor nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (10) der Nabe (3) mit Einbuchtungen bzw. Schlitzen (14) versehen sind.
5. Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3) aus einem Werkstoff hergestellt ist, dessen Ausdehnungskoeffizient annnähernd gleich ist wie derjenige des Werstoffes, aus dem der Ringmagnet (1) besteht.
6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3) aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellt ist.
7. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
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Ringmagnet (1) gleichviel Pole wie Zähne (5) besitzt und dessen magnetische Anisotropie radial verläuft.
8. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle 5 der durch einen Pressitz erfolgten Verbindung zwischen der Nabe (3) und dem Ringmagneten (1) eine durch Kleben, Ultraschalloder Laserschweissung an gleicher Stelle hergestellte Verbindung vorhanden ist.
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BAD ORIGINAL
DE19823238674 1982-09-15 1982-10-19 Rotor fuer synchronmotoren Granted DE3238674A1 (de)

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JP (1) JPS5967859A (de)
CH (1) CH657727A5 (de)
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FR (1) FR2533083B1 (de)
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