DE3339917A1 - Polanordnung fuer eine permanenterregte elektrische maschine - Google Patents

Description

• "Polanordnung für eine permanenterregte
• elektrische Maschine" - Zusatz zu Patent .... (Patentanmeldung P 33 01 014.5) -Die Erfindung bezieht sich auf eine Pol anordnung für eine permanenterregte elektrische Maschine, bei der in einem Gehäuse angeordnete Dauermagnete radial und tangential an, den Aufnahmeraum für einen Anker umgebenden,Lweichmagnetischen Polschuhen angeordnet sind, die in der Mitte unter Bildung einer Luftspaltes geteilt sind.
• Das Einkleben der Pol schuhe und Dauermagnetplatten in ein teilige Joche bzw. Gehäuse erfordert hohe Paßgenauigkeit ter Einzelteile, wenn man die geforderte Genauigkeit der Polbohrung und damit den notwendigen Luftspalt zum Anker eidhZliten will. Die am häufigsten für diese Zwecke eingesetzten FerritmagneteJ si.nd aber Sinterteile, die Toleranzen von + 2 - 2,5 % aufweisen und damit nur durch aufwendiges Schleifen auf eine enge Toleranz gebracht werden können, die unterhalb + 0,1 mm liegen muß. Ähnliche Toleranzprobleme ergeben sich bei den weichmagnetischen Polschuhen und den umgebenden Gehäusejochen, die üblicherweise aus Einzelblechen gestanzt, geschichtet und packetiert werden. Ohne nachträgliche Bearbeitung sind auch hier die notwendigen geringen Toleranzen nicht einhaltbar. Schließlich führen etwaige Luftspalte zwischen den hart- und weichmagnetischen Teilen infolge zu großzügiger Toleranzen zu einem kleineren Nutzfluß und zu großer Streuung in den Kennlinien von Serienmaschinen.
• Durch die beim Hauptpatent vorgesehene Teilung der Pol schuhe ist die bisher notwendige aufwendige Nachbearbeitung der Dauermagnete und der Pol schuhe zur Erzielung der hohen Paßgenauigkeit der Einzelteile - insbesondere im Hinblick auf den notwendigen exakten Luftspalt zum Anker hin - nicht mehr erforderlich. Anstelle des paßgenauen Schleifens der aneinander anliegenden Stirnflächen der Polschuhe und der tangential angeordneten Dauermagnete können nämlich die unvermeidlichen Toleranzen bei der Fertigung dieser Bauteile in den entsprechenden Abmessungen über die durch die Teilung der Pol schuhe sich ergebenden Luftspalte aufgefangen werden. Die bloße Fertigung dieser Teile mit glatten, gegebenenfalls nachgeschliffenen,Stirnflächen ist erheblich einfacher, als wenn man eine Bearbeitung dieser Teile vorsehen muß, derart, daß ihre Stirnflächen jeweils in engen Toleranzwerten liegende Abstände voneinander aufweisen müssen. Die geteilte Ausbildung der Pol schuhe - der Zusammenbau der Pol schuhe mit den Dauermagneten erfolgt mit Hilfe einer Lehre, insbesondere eines Dorns, auf dem die Teile zusammengesetzt und miteinander verklebt werden - bringt darüber hinaus auch noch den zusätzlichen Vorteil mit sich, dals durch den Luftspalt eine Verkleinerung des Ankerquerfeldes und damit eine Verminderung der Ankerrückwirkung und der von ihr verursachten Flußschwächung erzielt wird.
• Insbesondere bei Pol anordnungen für stärkere permanenterregte elektrische Maschinen hat es sich gezeigt, daß die Montage trotz der mit der Teilung der Pol schuhe nach dem Hauptpatent erzielten Vorteile immer noch erhebliche Schwierigkeiten bereiten kann, da aufgrund der beengten Platzverhältnisse und der großen Magnetkräfte das Einschieben und Justierten der Teile im Gehäuse Probleme bereitet.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Polanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Aufbau und insbesondere die Montage der Teile noch einfacher erfolgen kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Radial-Dauermagnete ebenfalls mittig unter Bildung eines Luftspaltes geteilt und die Teilstücke mit den Polschuhen und den dazwischenliegenden Tangential-Dauermagneten zu einem winkelförmigen Polgebilde vormontiert sind.
• Durch die Möglichkeit der Vormontierung der vier winkelförmigen Polgebilde ist der anschließende Zusammenbau und insbesondere das Einbringen in das umgebende Gehäuse sehr viel einfacher als wenn jeweils einzelne Bauteile eingelegt und unter den beengten Platzbedingungen miteinander verklebt werden müssen.
• Ganz besonders vorteilhaft und in konsequenter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fertigungsprinzips gestaltet sich dabei der Aufbau einer solchen Polanordnung, wenn darüber hinaus auch noch das Gehäuse entsprechend den Polschuh- und Dauermagnet-Trennstellen viergeteilt und die Gehäusewinkel an den Trennfugen miteinander verschweißt sind.
• Die zunächst umständlich erscheinende Teilung des Gehäuses und ihre Wiederverschweißung stellt in Wahrheit eine erhebliche zusätzliche Vereinfachung des Aufbaus einer solchen Pol anordnung dar. Zum einen braucht nämlich selbstverständlich nicht ein fertiges Gehäuse in Form eines Rechteckrohrs zunächst geteilt und dann wieder zusammengeschweißt zu werden, sondern man kann ja stattdessen nun- mehr von vorneherein Winkelprofile verwenden, aus denen das Gehäuse zusammengesetzt wird. Darüber hinaus aber ist der Aufwand,der durch das Verschweißen verursacht-ist, erheblich geringer als die Einsparung die sich dadurch ergibt, daß die Magnete, auch wenn sie bereits zu winkelförmigen Polgebilden vormontiert sind, in das Gehäuse eingeschoben werden müssen. Gerade bei starken Magneten ergibt sich dabei eine so große Haftkraft, daß - insbesondere wenn die Anordnung komplettiert wird, durch Einsdiieben des letzten Bauteils - die notwendige Verschiebung der Polgebilde in die richtige Position fast nicht mehr möglich ist. Die Teile sind durch die starken Haftkräfte praktisch nicht mehr verschiebbar, wobei durch die bereits mehrfach angesprochenen beengten Platzverhältnisse auch keine guten Angriffsmöglichkeiten bestehen, um dennoch eine Manipulation in dem gewünschten Sinn durchführen zu können. Durch den geteil ten Aufbau auch des Gehäuses kann jedes Polgebilde zunächst problemlos mit seinem Gehäuseteil vormontiert werden, woraufhin die vier sich ergebenden Teile der fertigen Polanordnung auf einer Lehre, insbesondere einem Dorn, zusammengefügt werden. An dieser Stelle erkennt man nunmehr einen weiteren Vorteil der durch die Teilung erzielt wird, nämlich die Möglichkeit des Auffangens von Toleranzen derart, daß die Kanten der Gehäuseteile in den Trennfugen Versetzungen gegeneinander aufweisen. Dies macht wegen der nachfolgenden Verschweißung überhaupt keine Schwierigkeiten, hat aber den Vorteil, daß auf diese Art und Weise eine weitere Kompensationsmöglichkeit für Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Einzelbauteile zur Verfügung steht.
• Die Polgebilde können entweder in der Weise aufgebaut werden, daß von vorneherein vormagnetisierte Dauermagnete verwendet werden, oder aber daß die winkelförmigen Polgebilde nach dem Verkleben nachträglich aufmagnetisiert werden.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, sowie an Hand der Zeichnung.
• Der dargestellte Ständer besteht aus einem Genäusejoch 1, welches ungeteilt sein kann, jedoch bevorzugt aus vier Winkel abschnitten la zusammengesetzt ist, die durch Schweißnahte 1b miteinander verbunden sind, in welchem eine Polanordnung aus weichmagnetischen Pol schuhen 2, tangential zwischen ihnen angeordneten Dauermagneten 3 und radial angeordneten Dauermagneten 4 liegt. Diese Pol anordnung bildet innen einen Aufnahmeraum 5 für den Anker einer elektrischen Maschine. Die weichmagnetischen Pol schuhe 2 sind in der Mitte unter Bildung von Luftspalten 6 geteilt, so daß ohne Abgleich der Toleranzen zwischen den Stirnflächen 7 eines Teilstücks eines Pol schuhs 2 bzw. der daran anliegenden Stirnflächen 8 eines tangential angeordneten Dauermagneten 3 ein einfaches Zusammensetzen dieser Teile auf einem als Lehre dienenden Dorn und damit unter Einhaltung der notwendigen Toleranz des Aufnahmeraums 5 für den Anker möglich ist. Ein Schleifen der radialen Magnete oder Pol schuhe ist allenfalls in einer Richtung erforderlich.
• Erfindungsgemäß ist über die Teilung der Pol schuhe 2 hinaus auch eine mittige Teilung der Radial-Dauermagnete 4 in Abschnitte 4a vorgesehen. Dies ermöglicht es, winkelförmige Polgebilde vorzumontieren, die jeweils aus einem Dauermagnet 3 und den beiden daran angrenzenden Teilstücken 2a eines Pol schuhs und 4a eines Dauermagneten gebildet werden.
• Diese vormontierten, bevorzugt fugenlos miteinander verklebten, winkelförmigen Pol gebilde ermöglichen eine sehr viel einfachere Montage, insbesondere wenn - wie durch die strichpunktierten Schweißnähte 1b angedeutet ist - auch das Gehäuse 1 entsprechend viergeteilt ist. Dann kann nämlich jedes winkelförmige Polgebilde gemeinsam mit dem zu- gehörigen Gehäusewinkel la vormontiert und in dieser vormontierten Stellung auf den als Lehre dienenden Dorn aufgebracht werden. Die anschließende Verschweißung oder Verklebung längs der Nähte 1b stellt einen erheblich kleineren Fertigungsaufwand dar, als der schwierige Einbau der Magnete, auch in Form der winkelförmigen Pol gebilde in ein ungeteiltes Gehäuse 1, da wegen der großen Haftkraft und der beengten Platzverhältnisse die Magnete nur sehr schlecht verschiebbar sind.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Pol anordnung für eine permanenterregte elektrische Maschine, bei der in einem Gehäuse angeordnete Dauermagnete radial und tangential an, den Aufnahmeraui für einen Anker umgebenden, weichmagnetischen Polschuhen angeordnet sind, die in der Mitte unter Bildung eines Luftspaltes geteilt sind, insbesondere nach Patent .... (Patentanmeldung P 33 01 014.5), dadurch gekennzeichnet, daß die Radial-Dauermagnete (4) mittig unter Bildung eines Luftspaltes (6) geteilt und die Teilstücke (4a) mit den Polschuhabschnitten (2a) und den dazwischenliegenden Tangential-Dauermagneten (3) zu winkelförmigen Polgebilden vormontiert sind.
2. 2. Pol anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke (2a, 4a) der Pol schuhe (2) und die Dauermagneten (3,4) nahtlos miteinander verklebt sind
3. 3. Pol anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) entsprechend den Polschuh- und Dauermagneten-Trennstellen viergeteilt und daß die Gehäusewinkel (la) an den Trennfugen (lb) miteinander verschweißt oder verklebt sind.
4. 4. Verfahren zur Herstellung einer Pol anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Montage vormagnetisierte Dauermagnete verwendet werden.
5. 5. Verfahren zur Herstellung einer Polanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmigen Polgebilde nachträglich aufmagnetisiert werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmigen Polgebilde mit den Gehäusewinkeln vormontiert und auf einer Lehre zusammengesetzt und anschließend die Gehäusewinkel auf der Lehre miteinander verschweißt oder verklebt werden.