DE3401623A1

DE3401623A1 - Laeufer oder staender einer elektrischen maschine mit am joch befestigten dauermagneten

Info

Publication number: DE3401623A1
Application number: DE19843401623
Authority: DE
Inventors: Stanislav Sempeter pri Gorici Birsa; Edvin Komen Zigo
Original assignee: ISKRA SOZD ELEKTRO INDUS
Current assignee: ISKRA SOZD ELEKTRO INDUS
Priority date: 1983-01-25
Filing date: 1984-01-18
Publication date: 1984-07-26
Also published as: ES284725Y; ES284725U; IT1178846B; YU15783A; IT8467083A0

Description

Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit
am Joch befestigten Dauermagneten Die Erfindung bezieht sich auf einen Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit am Joch befestigten Dauere magneten aus Barium- oder Strontiumferrit oder ähnlichen Substanzen hoher Härte und niedriger Zähigkeit. Die Erfindung gehört zur Patentklasse H02K 1/00 der Internationalen Patentklassifikation.
"Keratik-" bzw. Oxidmagneten sind immer problematisch gewesen hinsichtlich einer wirksamen Befestigung am Joch eines Läufers oder Ständers.
Bekannt ist ein Verfahren, bei dem Keramikmagneten mit verschiedenartigen Mitteln auf das Joch geklebt werden.
Auch der Polschuh aus ferromagnetischem Blech, wenn vorhanden, wird auf den Magnet geklebt und zuweilen mit zwei Schrauben an seinen Enden befestigt. Das Befestigungsverfahren ist einfach, sein Nachteil besteht aber darin, daß sich die keramischen Magnete leicht und unbemerkbar spalten. Derart befestigte Magnete sind leicht zerplatzbar, besonders falls in einem Läufer eingebaut. Bekannt ist auch der Fall, wo die Oxidmagneten durch verschiedengestaltige und zwischen zwei Nachbarmagneten oder zwischen dem Magnet und der Wand verankerte Stahlfederklammern befestigt sind.
Diese Befestigungsart weit dieselben Nachteile auf wie das oben beschrieben Verfahren; deswegen wird sie.hauptsächlich zur Befestigung von Magneten auf dem Ständer verwendet.
Bekannt ist noch eine weitere Methode zur Befestigung von Oxidmagneten durch "anspritzen" von Magnetsegmenten in einem duroplastischen oder thermoplastischen Stoff. Dabei dürfen die Segmente auch Polschuhe besitzen, die mit speziellen, in einem Isolier- und unferromagnetischen Stoff zu verankernden Schwänzchen ausgerüstet sind. Das Verfahren ist teuer und die Polschuhschwänzchen tragen zur Magnetfeldstreuung in größerem Ausmaß bei.
Bekannt ist auch ein Befestigungsverfahren für Oxidmagneten und Polschuhe, die mit Hilfe zweier Ringe aus thermoplastischer Masse auf den Läufer- oder Ständerjoch befestigt werden und die alle Magneten und Pol schuhe umfassen und sich in den Zwischenmagnetenräumen zueinander verkeilen. Auch bei diesem Befestigungsverfahren besitzen die Polschuhe Spezialschwänzchen, die die Magnetfeldstreuung vergrößern.
Bei einem weiteren bekannten Befestigungsverfahren werden die Oxidmagneten und Polschuhe derart auf den Läufer- oder Ständerjoch befestigt, daß ein eingebautes Magnetsegment, das vorher in ein entsprechendes Harz eingetaucht worden ist, später mit dem Polschuh und Joch zusammengeklebt wird, somit einen Panzer um den Magneten bildend. Aus Sicherheits- gründen ist der Pol schuh machmal an beiden Enden zusätzlich mit je einer Schraube befestigt. Diese Lösung ist für den Einbau von größeren Magneten geeignet.
Bekannt ist auch eine Lösung, bei der Oxidmagneten durch Angießen in ein unferromagnetsiches Harz auf dem Läufer-oder Ständerjoch befestigt werden.
Aus den beschriebenen bekannten Befestigungsarten für die Oxid- oder Keramikdauermagneten läßt sich ein gemeinsames Charakteristikum ableiten, nämlich, daß die Hauptbefestigungskraft an den Rändern oder auf die Seitenflächen eines Magnetsegmentes wirkt. Das hat zur Folge, daß der Krümmungsradius der Anlagefläche des Magnetsegments größer ist als der Jochradius, falls der Magnet am Innenjochrand befestigt ist, und umgekehrt, sollte er am Außenjochrand fixiert sein. Die Entwicklung von Magnetgeneratoren geht in die Baurichtung von mehrpoligen Generatoren; deswegen sind auch die Magentsegmente kleiner geworden. Dabei ändert sich auch die Generatorleistung und das Verhältnis der Segmentdicke gegenüber der Segmentlänge. Bei einem Verhältnis der Oxidmagnetdicke zur -länge von 1:6 ist ee sinnvoll, die Hauptbefestigungskraft in die Mitte der MagnetanLagefläche zu bringen, und das ist eigentlich der Erfindungsgegenstand. Die Hauptbefestigungskraft wird durch eine Verschraubung durch die Magnetsegmentmitte erzielt.
Da die Schraube in die Segmentmitte gebracht wird, werden dadurc auch die Krümmungsradien des Magnetsegmentes geändert.
Aufgabe und Ziel der Erfindung ist es, einen Läufer oder Ständer einer elektrischen Dauermagnetmaschine herzustellen, bei welchen die Befestigung von Dauermagneten auf dem Läufer oder Ständer durch eine Verschraubung möglich ist, wobei die Nachteile der bekannten Ausführungen beseitigt werden sollen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Läufer oder Ständer der elektrischen Dauermagnetmaschine gelöst, bei der die Magnetsegmente mit Hilfe einer Schraube am Joch befestigt sind, wobei die Schraube in die Segmentmitte gebracht wird, wodurch die Befestigungskraft wegen der besonders gestalteten Segmentkrümmungsradien vom Segmentrande zur Segmentmitte übertragen wird.
Weitere Ausbildungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Befestigung von Magnetsegmeten direkt am Läufer- oder Ständerinnnerand, Fig. 2 eine Befestigung von Magnetsegmenten direkt am Läufer- oder Ständeraußenrand, Fig. 3 eine Befestigung von Magnetsegmenten über Polschuhe am Läufer- oder Ständerinnenrand, Fig. 4 eine Befestigung von Magnetsegmenten uber Polschuhe am Läufer- oder Ständeraußenrand, und Fig. 5 eine Darstellung eines- Magnetsegmetns im Grundriß und Querschnitt.
In Fig. 1 ist die Befestigung eines Oxidmagnetsegments 3 (Fig. 5) direkt mit einer Schraube 5 am Innenrand 6 des Jochs 1 eines Läufers 14 oder Ständers 15 dargestellt. Die Bohrung für die Schraube 5 hat an der Außenseiteeine Senkung 13 für den Kopf 8 der Schraube 5. Die Form der Senkung 13 darf unterschiedlich sein. Da die Anliegefläche des Magnetsegments 3 äus Oxidmagnet am Innenrand 6 des ferromagnetischen Jochs 1 anliegt und weil die Hauptbefestigungskraft erfindungsgemäß in der Mitte des Segments 3 angebracht ist, ist der Krümmungsradius Rl der Anliegefläche des Segments 3 kleiner als der Innenradius R3 des Jochs 1, auf dem das Magnetsegment 3 anliegt; bei den bekannten Lösungen ist es gerade umgekehrt.
Fig. 2 zeigt die entsprechende Befestigung eines Oxidmagnetsegments 3 direkt mit der Schraube 5 am Außenrand 7 des ferromagnetischen Jochs 2 des Läufers 14 oder Ständers 15.
Alle Verhältnisse entsprechen den Verhältnissen der Segmentbefestigung gemäß Fig. 1. Da das Segment 3 am Außenrand 7 des Jochs 2 befestigt ist, wird die Radiendifferenz geändert:'R2> R4, was gerade umgekehrt ist im Vergleich zu den bekannten Lösungen.
In Fig. 3 ist die indirekte Befestigung eines Oxidmagnetsegments (Fig. 5) mit der Schraube 5 dargestellt, die in eine Gewindebohrung 9 eines Polschuhs 4 eingeschraubt ist, der das Magnetsegment 3 am Innenrand 6 des Jochs 1 hält.
Die Hauptbefestigungskraft wird also mittels der Befestigungsschraube 5 indirekt über den Pol schuh 4 an das Magnetsegment 3 übertragen, vor allem in die nächste Umgebung der Gewindebohrung 9. Die Verhältnisse hinsichtlich des Krümmungsradius R1 der Anliegefläche des Magnetsegments 3 an das Joch 1 sind gleich wie in der Ausführung gemäß der Fig. 1. Der Krümmungsradius R2 der Anliegefläche des Magnetsegments 3 an dem Pol schuh 4 ist bei Verwendung von dickeren Polschuhen 4 größer als der Krümmungsradius R5'des Polschuhs 4, und umgekehrt bei dünneren Polschuhen 4, was gerade umgekehrt ist im Vergleich zu den bekannten Befestigungslösungen von Oxidmagnetsegmenten 3 mit dem Polschuh 4 am Innenrand des Jochs 1. Die Schraube 5 hat einen Kopf 11 beliebiger Form.
Fig. 4 zeigt die Befestigungsweise eines Oxidmagnetsegments 3 mit dem Polschuh 4 am Außenrand des Jochs 2. Die Hauptbefestigungskraft wird vom Kopf 11 der Schraube 5 auf die Versenkbohrungswände 10 des Polschuhs 4 übertragen, und von hier indirekt auf das Magnetsegment 3, hauptsächlich in der Nähe der Bohrung 10 mit der Schraube 5, und somit wird'das Magnetsegment 3 am Außenrand 8 des Jochs 2 gehalten. Der Krümmungsradius der Anliegefläche des Segments 3 am Außenrand des Jochs 2 entspricht der Beschreibunq unter Fig 2.
Der Krümmungsradius R6 des Pol schuhs 4 ist größer als der Krümmungsradius R1 der Segmente 3 gemäß der Fig. 5 bei dikkeren Polschuhen 4, und umgekehrt bei dünneren Polschuhen 4. Die Verhältnisse sind gerade umgekehrt im Vergleich zu den bekannten Lösungen. Die Form des Kopfes 11 der Schraube 5 und der Versenkung 10 der Bohrung im Polschuh 4 darf Der schiedenartig sein.
In Fig. 5 ist eine typische Form des Magnetsegments 3 mit einer Durchbohrung 12, die ungefähr in der Mitte der Anliegefläche liegt, dargestellt. Rechts ist das Segment 3 im Querschnitt mit den Krümmungsradien R1 und R2 der beiden Anliegeflächen gezeigt.
Die Befestigungsbeispiele und das Aussehen des Magnetseg- ments zeigen die- Figuren 1, 2, 3, 4 und 5. Die angefühxten Beispiele stellen die Grundbefestigungsart dar. Die einzelnen Details können verschieden sein. Die Verschraubunq veranschaulicht die Hauptbefestigungskraft. Die Magnetsegmente selbst sind mittels einer Schraube in der Mitte be--festigt, und dazu noch auf wenigstens eine der bekannten Befestigungsarten. Die einfachste Befestigungsweise ist das Ankleben oder'die Anbringung einer dünnen Folie zwischen dem Magnet und dem Joch. Für Läufer wird diejenige Lösung empfohlen, bei der das Magnetsegment vorhergehend ins Harz eingetaucht wird, um eine Panzerung um das Segment herum zu bilden.
Das wesentliche an der Erfindung ist die Ubertragung der Hauptbefestigungskraft zur Befestigung des Oxidmagnetsegments an das Joch von den Rändern des Segments in seine Mitte. Dies ist eine Schraubenverbindung. Wegen der Ubertragung'der Befestigungskraft gegen die Segmentmitte werden die Krümmungsradien aller Anliegeflächen des Segments verändert. Das zur erfindungsgemäßen Befestigung aufgebaute Segment hat eine charakteristische Form, die es stark von allen bekannten Bauarten unterscheidet. Man kann das Segment'dem Ansehen nach erkennen.

Claims

Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit am Joch befestigten Dauermagneten PATENTANSPRUCHE: Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit Dauermagneten, von denen wenigstens einer ein Magnetsegment aus Barium- oder Strontiumferrit oder ähnlichen Substanzen ist, das bei der Lieferung eine Keramikstruktur aufweist, d.h. eine hohe Härte und niedrige Zähigkeit, und mittels eines bekannten Verfahrens am Joch befestigt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Magnetsegment (3) am Rande des Jochs (1, 2) des Läufers (14) oder Ständers (15) durch eine Schraube (5) befestigt ist, die sich ungefähr in der Mitte der Anliegefläche des Magnetsegmentes (3) befindet.
2. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Mag- netsegment (3) direkt mit der Schraube (5) am Innenrand (6) des ferromagnetischen Jochs (1) bzw. am Außenrand (7) des ferromagnetischen Jochs (2) des Läufers (14) oder Ständers (15) der elektrischen Maschine befestigt ist.
3. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e 1 c h n e t , daß das Magnetsegment (3) mit der Schraube (5) indirekt mit Hilfe eines ferromagnetischen Polschuhs (4) am Innenrand (6) des ferromagnetischen Jochs (1) bzw. am Außenrand (7) des ferromagnetischen Jochs (2) des Läufers (14) oder Ständers (15) der elektrischen Maschine befestigt wird.
4. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Polschuh (4) aus ferromagnetischem Material ungefähr in der Mitte der Fläche die Gewindebohrung (9) für die Befestigungsschraube (5) oder eine Versenkungsböhrung (1) für den Kopf (11) der Befestigungsschraube (5) hat zur Befestigung des Magnetsegments (3) an den Innenrand (6) des Jochs (1) bzw. zur Befestigung des Magnetsegments (3) an den Außenrand (7) des Jochs (2) des Läufers (14) oder Ständers (15) der elektrischen Maschine.
5. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Magnet- segment (3) ungefähr in der Mitte einer der Flächen eine Durchbohrung (12) hat.
6. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Magnetsegment (3) wenigstens auf einer Seite eine Durch bohrung mit einer Versenkung (13) hat.
7. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Außenanliegefläche des Magnetsegments (3) einen Krümmungsradius (R1) hat, der kleiner ist als der Krümmungsradius (R3) der Fläche des Innenrandes (6) des Jochs (1), an welchem das Magnetsegment (3) befestigt ist.
8. Läufer oder Ständer einer elektrischen Maschine mit wenigstens einem Magnetsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Innenanliegefläche des Magnetsegments (3) einen Krümmungsradius (R2) hat, der größer ist als der Krümmungsradius (R4) der Fläche des Außenrandes (7) des Jochs (2), an welchem das Magnetsegment (3) befestigt ist.