DE8427706U1

DE8427706U1 - Rotor für eine permanentmagnetisch erregte elektrische Maschine

Info

Publication number: DE8427706U1
Application number: DE8427706U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1986-01-23

Description

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R. 19629

St/Pi

ROBERT· BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Rotor für eine permanentmagnetisch erregte elektrische Maschine

Stand der Technik.

Die Erfindung geht aus von einem Rotor für eine permanentmagnetisch erregte elektrische Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aufgeklebte Magnetsegmente lösen sich schon bei relativ geringer Drehzahl des Rotors durch die auftretende Fliehkraftbeanspruchung von ihrem Tragkörper ab. Diesbezügliche Versuche, die mit einem Rotor von 30 mm Durchmesser durchgeführt vurden, haben ergeben, daß ein Ablösen von Teilstücken der Magnetsegmente bereits bei Drehzahlen von etva 6 000 U/min einsetzt. Es kann hierbei zu Ablösungen sowohl durch Reißen des Gefüges der Magnetsegmente als auch durch Reißen der Klebeschicht kommen. Aus der WO 82/QU 505 ist es bekennt, die Magnetsegmente mit einer Bandage zu umwickeln, die vorzugsweise aus einem Kunststoff- und/oder Glasfaser- und/oder Kohlefaserband besteht. Solche Bänder bieten zwar einen gewissen Schutz gegen das Ablösen der Magnetsegmente. Es besteht jedoch die Gefahr, daß bei eine-r Beschädigung des Bands an einer einzigen Stelle dieses reißt und die Bandage sich auflöst. Wird die Bandage verklebt, so kanu sich bei einem Reißen des Bandäs

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die Bandage zwar nicht auflöseil. Jedoch ist sie an der betreffenden Stelle geschwächt und wird, sich an dieser Schwachstelle bei höhen Drehzahlen des Rotors infolge des fliehkraffbedingten Drucks der Magnetsegmente in radialer Richtung aufweiten. Außerdem ist es aus der DE-OS 29 12 6Qk bekannt* den Anker eines zur Kraftstofförderung dienenden Elektromotors mit einem Schrumpfschlauch zu umhüllen. Der Anker besteht hierbei aus einem kunststoffumspritzten Lamellenpäket mit darin angebrachter Drahtwicklung. Der Schrumpfschlauch soll die in dem Lamellenpaket verankerte ζ Wicklung festigen und diese sowie die Ankerbleche gegenüber der Umgebung abdichten. Er dient somit vorrangig als Isolationsmittel, welches Ablösungen aufgrund chemischer Reaktionen der Ankerwerkstoffe mit Kraftstoffen oder bestimmten Kraftstoffkomponenten verhindert.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Rotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Magnetsegmente auch bei hohen Drehzahlen des Rotors zuverlässig auf dem Tragkörper festgehalten werden. Die Verwendung eines SchrumpfSchlauches ermöglicht C außerdem eine rationelle, kostengünstige Herstellung

der Rotoren, da die Materialkosten gering sind und das Aufbringen des Schlauches auf die Magnetsegmente keine fertigungstechnischen Schwierigkeiten bereitet. Außerdem hat der Schrumpfschlauch eine glatte, nicht unterbrochene Oberfläche, welche gewährleistet, daß Bei Naßlauf des Rotors Leistungsverluste durch Flüssigkeitsreibung und -verwirbelung vermindert werden. Da der Schrumpfschlauch nur eine sehr geringe tyan&dicke hat, ist auch keine Beeinträchtigung der Motorleistung durch einen ge'-gebenenfalls größeren Luftspalt zu befürchten.

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Durch die in den Ünteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Häüptanspruch angegebenen Rotors möglich. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf optimale Lagesicherung der Magnetsegmente auf ihrem Tragkörper ist es, daß die Länge des SchrumpfSchlauches nach dem Schrumpfprozeß mindestens der Länge der Magnetsegmente entspricht. Dadurch ist die Oberfläche der Magnetsegmente von dem

Schrumpfschlauch vollständig bedeckt und gegen Einwirkungen von außen geschützt. |

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung |

dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher [<

erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Rotor im Längsschnitt Figur 2 den Rotor nach Figur 1 in einem Querschnitt, Fi- f gur 3 einen Querschnitt durch eine von den Figuren 1 und 2 abweichende Bauform des Rotors.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Rotor 1 einer permanentmagnetisch erregten elektrischen Maschine hat eine Welle 2, auf der ein Tragkörper 3 befestigt ist. Am einen Ende der Welle ist ein Zweikant k als Anschluß für ein anzutreibendes Aggregat, beispielsweise ein Kraftstofförderpumpe, ausgebildet. Der Tragkörper 3 hat die Form eines Vierkants mit quadratischem Querschnitt. Er besteht vorzugsweise aus weichmagnetischem Material und dient dem magnetischen Rückschluß im Magnetkreis. Auf den vier Planflächen am Umfang des Tragkörpers 3 ist je ein Magnetsegment 5 mit Hilfe von Klebstoff 6

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fixiert und befestigt* Als Klebstoff kann ein Zweikompönentenkleber verwendet werden. Die Magnetsegmente 5 ha" bf>n einen solchen Querschnitt, daß ihre Außenkontur einen durch schmale Schlitze Unterbrochenen Kreis bildet. Falls erforderlich, können die am Tragkörper 3 befestigten Magnetsegmente am Umfang durch Rundschleifen bearbeitet werden. Der soweit fertiggestellte Rotor wird anschließend mit einer vierpöligen MägnetisierVörrichtüng in der Reihenfolge Nord - Süd - Nord - Süd magnetisiert. Es ist aber auch möglich, die Magnetsegmente 5 als Einzelteile vor dem Aufkleben auf den Tragkörper 3 zu magnetisieren. Beim Aufkleben muß dann auf die Reihenfolge Nord - Süd ... geachtet werden.

Auf den magnetisierten Rotor 1 wird ein Schrumpfschlauch 7 aufgebracht. Ein solcher Schlauch besteht aus einem Kunststoff, der unter Hitzeeinwirkung schrumpft. Er hat vor der Wärmebehandlung die Form ein-er schlauchartigen, an beiden Seiten offenen Röhre, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des Rotors, so daß letzterer in die Röhre eingeführt werden kann.

Eine solche Kunststoffröhre, deren Länge entsprechend dem jeweiligen Bedarf von einem größeren Kunststoffrohrerzeugnis abgeschnitten werden kann, verfügt bei normaler Umgebungstemperatur über eine große Formbeständigkeit, entwickelt aber bei Erhitzen die Tendenz, sich bis auf etwa 5Ö % ihres ursprünglichen Volumens zu verkleinern, und zwar primär in radialer Richtung. Unter Berücksichtigung dieser Fakten ist die Länge des Schlauches so zu wählen, daß dieser nach erfolgter Aufschrumpfung mindestens die Magnetsegmente 5 in Längsrichtung vollständig bedeckt und möglichst auch noch einen Teil der Stirnfläche der Segmente übergreift (Frgur J).

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Die Qualität und die Wanddicke (ca. 0,1 bis 0*3 mm) des SchrumpfSchlauches werden nach bestimmten Kriterien ausgewählt, wie Trocken- oder Naßlauf, Temperaturbereich, Masse der Magnetsegmente 5, Rotordrehzahl und derglei« Chen mehr. Bei Naßlauf in einem flüssigen Medium ist außerdem auch auf chemische Beständigkeit des Schrurapf- »chlauchmaterials unter Berücksichtigung der auftretenden Temperaturen zu achten. Als Material für den Schrumpfschlauch hat sich strahlungsvernetztes Polyvinylidenfluorid bewährt. Dieser Werkstoff ist unschmelzbar» selbstverlöschend, kaltflußbeständig und wärme-I * -' schrumpfbar. Er ist in einem Temperaturbereich von -55 °l

I fcis +175 °C, kurzzeitig bis +375 ⁰C, verwendbar und be

I sitzt eine ausgezeichnete Lösungsmittel- und Kraftstoff-

j'l Beständigkeit, einschließlich alkoholischer Kraftstoffe.

i Darüber hinaus ist dieses Material auch sehr widerstands-

I fähig gegen mechanische Einflüsse.

j Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 zeigt eine zwei-

I polige Ausführungsform eines schrumpfschlauchumhüllten

j| Rotors 8. Auf der Rotorwelle 9 sitzt ein Tragkörper 10

"] mit zwei zylindrischen Segmenten 11, 12. Die beiden Ma-

I gnetsegmente 13, 1U sind schalenförmig ausgebildet, wo-

-. , , bei der Radius ihrer Innenflächen an den Radius der "bei-

!' " den Zylindersegmente 11, 12 des Tragkörpers 10 angepaßt

\ ist. Zwischen den beiden Zylindersegmenten sind am Tragkörper zwei Nasen 15, 16 ausgebildet, die in je eine

; Trennfuge 17 bzw. 18 zwischen den beiden Magnet segmenten

. eingreifen. Die Fugen sind an ihrem inneren Ende durch

I Anphasungen der Magnetsegmente erweitert, um Platz für

k die Nasen 15, 16 zu schaffen. Die Teile J5, J6 dienen

6 als zusätzliche Sichex-ung, welche eine Verlagerung der

Ί Magnetsegmente auf den Zylinder Segmenten Jl, J2 in Um-

I fangsrichtung des Tragkörpers JO verhindert. Entspre^·

% chend der Anzahl der verwendeten Magnet segmente können

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auch mehr als zwei Nasen am Tragkörper vorhanden sein. Außerdem können die Hasen, in axialer Richtung des Tragkörpers gesehen, auf mehrere Ebenen verteilt sein.

Ebenso wie "beim Ausführungs"beispiel nach den Figuren- 1 und 2 sind die aufgeklebten Magnetsegmente 13, 1U in
Figur 3 durch einen auf ihren Außenumfang aufgebrachten Schrumpfschlauch 1° gesichert, um ein Ablösen der Segmente vom Tragkörper 10 infolge der bei hohen Drehzahlen des Rotors auftretenden Fliehkräfte zu verhindern.

Während bei einem Rotor, bei dem die Magnetsegmente nur aufgeklebt waren ein Ablösen durch Reißen des Werkstoffgefüges der Segmente und der Klebeschicht bereits bei
Drehzahlen ab 6000 U/min festzustellen war, konnte bei einem Zweisegmentrotor mit schrumpfschlauchgesicherten Magnetsegmenten bis zu einer Drehzahl des Rotors von 15000 U/min noch keine sichtbaren Änderungen am Rotor, insbesondere Aufweitungen des SchrumpfSchlauches, festgestellt werden. Erst als die Drehzahl auf 16OOO U/min gesteigert wurde, trat ein Bruch des SchrumpfSchlauches entlang
der Trennfugen der beiden Magnetsegmente auf.

Claims

ι r · r *■ · Getoauchsmusteranmeldung G 81t 27 706.8 R. I9629 Rotiert Bosch Gm"bH, Stuttgart 6.11.198It St/Pi Neue Ansprüche

1. Rotor für eine permanentmagnetisch erregte elektrische Maschine, liei dem Magnetsegmente auf einem rotierenden Tragkörper durch Kleben und/oder eine auf ihre Außenflächen aufgebrachte Ummantelung gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus einem Schrumpfschlauch (7 bzw. 19) besteht.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Schlauches (7 bzw. 3 9) nach dem Schrumpfprozeß mindestens der Länge der Magnetsegmente (5 bzw. 13, I¹O entspricht.

3. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (3) mit einander diametral gegenüberliegenden Planflächen versehen ist, an denen die Magnetsegmente (5) mit an ihnen ausgebildeten Planflächen unter der vom Schrumpfschlauch (7) ausgeübten Druckspannung anliegen.

h. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1O) zylindrisch geformte Umfangsbereiche (11, 12) hat, an denen die Magnetsegmente (13, 1U) mit gleichfalls zylindrisch ausgebildeten Flächen unter der vom Schrumpfschlauch (19) ausgeübten Druckspannung anliegen, und daß der Tragkörper mit Vorsprüngen (15, 16) zur Lagefixierung der Magnetsegmente in Drehrichtung des Rotors (8) versehen ist.

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