DE3308946C2 - - Google Patents
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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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- H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
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Description
Die Erfindung betrifft einen kunststoffgebundenen,
dauermagnetischen Rotor hohlzylindrischer bzw. topfförmiger
Gestalt für elektrische Maschinen, insbesondere Kleinmotoren.
Ein derartiger kunststoffgebundener, dauermagnetischer
Rotor besteht aus einer Mischung von Dauermagnetpulver und
Kunststoffbindemittel, die durch Pressen oder vorzugsweise
Spritzen zu dem hohlzylindrischen bzw. topfförmigen Rotor
geformt ist. Die Oberfläche dieser dauermagnetischen Rotoren
ist mit Polen wechselnder Polarität aufmagnetisiert.
Bei diesen kunststoffgebundenen, dauermagnetischen Rotoren
tritt das Problem auf, die Welle zentrisch innerhalb des
Rotors anzubringen. Es muß sowohl eine sichere und feste
Halterung des ring- oder topfförmigen Rotors auf der Welle
als auch eine zentrische Anordnung gewährleistet sein,
damit ein gleichbleibender, schmaler Luftspalt zwischen
Rotor und Stator vorhanden ist. Bei der Fertigung
derartiger Rotoren stellte sich heraus, daß dieselben einer
Zug- bzw. Dehnungsbeanspruchung nicht standhalten. Dadurch
war die kostensparende Möglichkeit des Einpressens der
Welle direkt in den Magnetring oder das Einspritzen nicht
mehr gegeben, da infolge des auftretenden radialen Druckes
die Körper rissen oder zum Teil zerstört wurden.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 70 15 880 ist
bereits ein Permanentmagnetläufer für einen Kleinstmotor,
bei dem ein ringförmiger Permanentmagnet auf einem mit der
Motorwelle verbundenen Magnetträger angeordnet ist,
bekannt, bei dem diesen Problemen dadurch begegnet wird,
daß der Permanentmagnet auf jeder Stirnseite formschlüssig
mit einem ringförmigen Halteteil des Magnetträgers
verbunden ist. Hierbei wird der Permanentmangnet im Falle
einer Rißbildung bzw. Splitterns durch die ringförmigen
Halteteile zusammengehalten. Eine Rißbildung bzw. Splitterung
des Permanentmagneten wird dadurch jedoch nicht
verhindert. Ebenso besteht die Gefahr, daß sich in Folge
von Feuchtigkeitsaufnahme der Magnetträger ausdehnt und
somit von dem Magnetträger auf den Permanentmagneten
Radialkräfte ausgeübt werden, die ebenfalls Rißbildungen
hervorrufen können.
Eine kraftschlüssige Verbindung eines Permanentmagneten
auf einer Welle mittels eines Halteelementes ist aus der
DE-AS 10 53 087 bekannt. Hierbei treten jedoch zwischen
Halteelement und Permanentmagnet einseitig nach außen
gerichtete radiale Kräfte auf, die zu einer Rißbildung des
Permanentmagneten führen können. Auch hier besteht
zusätzlich die Gefahr der Ausdehnung des Halteelementes
durch Feuchtigkeitsaufnahme.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter
Vermeidung dieser Nachteile einen kunststoffgebundenen,
dauermagnetischen Rotor der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei dem eine Befestigung der Welle unter
gleichzeitiger Selbstzentrierung innerhalb des Rotors auf
einfache Art und Weise möglich und die Summe der
vom Klemmelement auf den Rotor ausgeübten Kräfte gleich
Null ist, so daß durch das Klemmelement nur Klemm- bzw.
Druckkräfte auf den Rotor ausgeübt werden und keine Zug-
bzw. Dehnungskräfte, die zu einem Reißen des Rotors führen
könnten.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung ergibt sich ein mit einfachen
Mitteln und geringen Montagekosten aufgebauter und daher
billiger dauermagnetischer Rotor für elektrische Maschinen,
insbesondere Kleinmotoren, welcher eine sichere Befestigung
der Welle unter gleichzeitiger exakter Zentrierung und
damit genauer Einhaltung eines gleichbleibenden Luftspaltes
gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführung weist das zentrisch
durch Anformen angebrachte Halteelement einen ringförmigen
Querschnitt auf. Das Halteelement kann aber auch einen
anderen Querschnitt, wie z. B. einen kreuzförmigen Querschnitt
besitzen, sofern die zentrische Anordnung im
Innenraum des Rotors gewährleistet ist.
Das Klemmelement, in das die Welle eingedrückt ist,
ist entsprechend dem Querschnitt des Halteelementes derart
ausgebildet, daß es die Wandungen des Halteelementes unter
Einwirkung von Klemm- bzw. Druckkräften umgibt. Gemäß der
Erfindung werden somit Zug- bzw. Dehnungskräfte mit
Sicherheit vermieden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung können die
ineinandergreifenden Wandteile des Klemmelementes und/oder
des Halteelementes konisch verlaufend ausgebildet sein, um
eine sichere Befestigung des Klemmelementes zu gewährleisten.
Man kann die ineinandergreifenden Wandteile
zusätzlich verkleben, um eine noch bessere Verbindung zu
schaffen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Befestigungsanordnung,
Fig. 2 einen waagerechten Schnitt gemäß der Linie I-I der
Fig. 1,
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Befestigungsanordnung
im senkrechten Schnitt,
Fig. 4 einen Horizontalschnitt dieser Ausführung nach der
Linie II-II der Fig. 3.
Der im Längsschnitt gemäß Fig. 1 dargestellte Rotor 1
kann eine topfförmige oder entsprechend den gestrichelten
Linien eine hohlzylindrische Gestalt aufweisen (siehe auch
Fig. 2). Der Rotor besteht aus einer Mischung aus
Dauermagnetpulver nach Art von isotropem oder anisotropem
Barium-, Strontium- oder Bleiferrit und einem Kunststoffbindemittel.
Die Mischung wird durch Pressen oder Spritzen
zu dem Rotorkörper geformt.
Im Innenraum 2 ist zentrisch ein Halteelement 3
während der Herstellung angeformt, das sich in axialer
Richtung erstreckt. Das Halteelement ist bei diesem
Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgebildet. Wie aus Fig. 2
ersichtlich ist, besitzt es einen ringförmigen Querschnitt.
Auf dem Halteelement 3 ist ein entsprechend dem Querschnitt
des Halteelementes ausgebildetes Klemmelement 4 durch Auf-
bzw. Eindrücken befestigt. Um einen festen Sitz des
Klemmelementes auf dem Halteelement zu gewährleisten,
können die ineinandergreifenden Teile konisch ausgebildet
sein. Die ineinandergreifenden Wandteile des Klemmelementes
4 mit dem Halteelement 3 können zusätzlich durch Kleben
befestigt sein.
Das Klemmelement besteht aus einem spritzfähigen
Kunststoff, wie z. B. Polystyrol oder Polyamid. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Klemmelement
eine Ringnut auf, in die das rohrförmige Halteelement
eingreift. Das Klemmelement 4 weist eine zentrale Bohrung 8
auf, in die die Rotorwelle 5 eingepreßt ist.
Das Klemmelement 4 aus Kunststoff dient somit als
Verbindungselement der zentrisch angeordneten Welle 5 mit
dem dauermagnetischen Rotor 1.
Diese Befestigungsanordnung hat den Vorteil, daß das
aufgedrückte Klemmelement 4 die Wandungen 6 des Halteelementes
3 unter Einwirkung von radialen Klemm- bzw.
Druckkräften umgibt. Die radial wirkenden Klemmkräfte sind
in Fig. 1 und 2 durch Pfeile angedeutet.
Gegen Druckkräfte ist ein kunststoffgebundener
Dauermangetkörper unempfindlich. Wird dagegen eine Welle in
einen kunststoffgebundenen Dauermagneten, der eine Bohrung
aufweist, direkt eingedrückt, so treten radial nach außen
wirkende Kräfte auf, die dazu führen, daß der relativ
spröde Körper reißt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, kann das Klemmelement 4 in
seinem inneren Bereich Aussparungen 12 aufweisen.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Rotor mit Polen
wechselnder Polarität aufmagnetisiert. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind 12 Pole vorhanden, die in der
Zeichnung mit den Buchstaben N und S gekennzeichnet sind.
Wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist,
verlaufen die magnetischen Feldlinien bogenförmig.
Gemäß Fig. 3 besitzt der dauermagnetische Rotor 1 eine
topfförmige Gestalt. Am Topfboden 7 ist ein Halteelement 3
zentrisch angeformt, das einen kreuzförmigen Querschnitt
aufweist, wie man besser aus Fig. 4 erkennen kann. Das
Halteelement ragt in axialer Richtung in das Topfinnere
hinein. Auf das Halteelement 3 ist ein mit einer
entsprechenden kreuzförmigen Aussparung versehenes
Klemmelement 4 gedrückt und durch Klemmwirkung fest
verbunden. Um eine feste Verbindung zu gewährleisten, sind
die ineinandergreifenden Wandteile 6 des Klemmelementes 4
bzw. Halteelementes 3 konisch verlaufend ausgebildet. Die
ineinandergreifenden Wandteile können zusätzlich noch
verklebt sein.
In die Bohrung 8 des Klemmelementes 4 ist die Welle 5
mit Preßsitz eingedrückt. Das Klemmelement 4 besteht aus
einem spritzfähigen Kunststoff, z. B. Polyamid oder
Polystyrol.
Die Festklemmung und Zentrierung des Klemmelementes 4
erfolgt an den jeweils gegenüberliegenden Flächen des
kreuzförmigen Halteelementes 3, wie aus Fig. 4 ersichtlich
ist. Zwischen den Stirnflächen 10 des kreuzförmigen
Halteelementes und den Flächen 11 des Klemmelementes kann
ein Luftzwischenraum vorhanden sein.
Auch bei dieser Ausführung werden auf das aus
kunststoffgebundenem, dauermagnetischem Werkstoff bestehende
Halteelement durch das Klemmelement lediglich Klemm-
bzw. Druckkräfte ausgeübt, die keine Beeinträchtigung des
Dauermagnetwerkstoffes hervorrufen. Die Richtung der
auftretenden Klemmkräfte ist in Fig. 4 durch Pfeile
angedeutet.
Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Das Halteelement 3 kann
auch einen anderen Querschnitt aufweisen, sofern eine
Zentrierung des die Welle tragenden Klemmelementes
gewährleistet wird.
Claims (7)
1. Kunststoffgebundener dauermagnetischer Rotor hohlzylindrischer
bzw. topfförmiger Gestalt für elektrische
Maschinen, insbesondere Kleinmotoren,
dadurch gekennzeichnet, daß
derselbe ein im Innenraum durch Anformen zentrisch
angebrachtes Halteelement (3) aufweist, mit dem ein aus
unmagnetischem Werkstoff bestehendes Klemmelement (4),
in dem die Welle (5) befestigt ist, durch Auf- bzw.
Eindrücken verbunden ist, so daß die Summe der vom
Klemmelement (4) auf den Rotor (1) ausgeübten Kräfte
gleich Null ist.
2. Rotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Klemmelement 4 aus spritzfähigem Kunststoff besteht.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Halteelement (3) einen ringförmigen Querschnitt
aufweist.
4. Rotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Halteelement (3) einen kreuzförmigen Querschnitt
aufweist.
5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Klemmelement (4) entsprechend dem Querschnitt des
Halteelements (3) derart ausgebildet ist, daß es die
Wandungen (6) des Halteelementes unter Einwirkung von
Klemm- bzw. Druckkräften umgibt.
6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die ineinandergreifenden Wandteile des Klemmelementes
(4) und/oder Halteelementes (3) konisch verlaufend
ausgebildet sind.
7. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die ineinandergreifenden Wandteile des Klemmelementes
(4) mit dem Halteelement (3) durch Kleben verbunden
sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833308946 DE3308946A1 (de) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | Kunststoffgebundener, dauermagnetischer rotor hohlzylindrischer bzw. topffoermiger gestalt fuer elektrische maschinen, insbesondere kleinmotoren |
CH105684A CH664459A5 (de) | 1983-03-12 | 1984-03-02 | Kunststoffgebundener, dauermagnetischer rotor hohlzylindrischer bzw. topffoermiger gestalt fuer elektrische maschinen, insbesondere kleinmotoren. |
FR8403683A FR2542519A1 (fr) | 1983-03-12 | 1984-03-09 | Rotor a liaison en matiere plastique presentant une aimantation permanente, en forme de cylindre creux ou de pot pour des machines electriques, notamment de petits moteurs |
JP59045745A JPS59188363A (ja) | 1983-03-12 | 1984-03-12 | 永久磁石ロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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CH (1) | CH664459A5 (de) |
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FR (1) | FR2542519A1 (de) |
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1984
- 1984-03-02 CH CH105684A patent/CH664459A5/de not_active IP Right Cessation
- 1984-03-09 FR FR8403683A patent/FR2542519A1/fr active Pending
- 1984-03-12 JP JP59045745A patent/JPS59188363A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS59188363A (ja) | 1984-10-25 |
JPH0261229B2 (de) | 1990-12-19 |
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