EP2115855A1

EP2115855A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: EP2115855A1
Application number: EP08701555A
Authority: EP
Inventors: Karl-Juergen Roth; Ngoc-Thach Nguyen; Tilo Koenig; Bruno Holzwarth; Christian Arens
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2009-11-11
Also published as: DE102007029719A1; WO2008092748A1

Abstract

Eine elektrische Maschine, die als Elektromotor ausgestaltet sein kann, weist einen Rotor (3) auf. Der Rotor (3) umfasst mehrere Lamellen (1), die ein Lamellenpaket (2) ergeben. In dem Lamellenpaket (2) sind Aussparungen (10) vorgesehen, in die Magnete (4) eingesetzt sind. Ferner sind an den Lamellen (1) federnde Ansätze (11, 14) ausgebildet. Dabeibewirkt ein Teil der federnden Ansätze (11) eine radiale Positionierung und Befestigung der Magnete (4), während ein anderer Teil der federnden Ansätze (14) eine tangentiale Positionierung und Befestigung der Magnete (4) erzielt.

Description

Beschreibung

Titel

Elektrische Maschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Elektromotoren für Kraftfahrzeuge, insbesondere der als elektrische Hilfsantriebe dienenden Elektromotoren zur fremdkraftbetätigten Verstellung oder der Unterstützung einer Verstellung von Elementen eines Kraftfahrzeugs.

Aus der DE 195 23 789 Al ist ein Elektromotor mit einem Rotor, einem Stator und weiteren Komponenten bekannt, die in einem Gehäuse des Elektromotors untergebracht sind. Auf dem Stator befinden sich mehrere Statorwicklungen auf einem Statorkern. Ferner ist der Rotor auf einer Welle des Elektromotors fest angebracht. Im Betrieb ist der Regelstrom zu den verschiedenen Statorwicklungen auf dem Anker des

Stators mittels eines Steuerschaltkreises so gesteuert, dass sich ein rotierendes Magnetfeld im Inneren des Motors ergibt. Dieses nimmt dann den Rotor mit. Hierzu sind vier Rotormagnete vorgesehen, die in einem Rotorgehäuse so angebracht sind, dass die inneren Umfangsflachen der

Rotormagnete einer äußeren Umfangsflache des Statorkerns genau gegenüber liegen.

Der aus der DE 195 23 789 Al bekannte Elektromotor hat den Nachteil, dass die Befestigung der Rotormagnete in dem

Rotorgehäuse nur mit begrenzter Genauigkeit erfolgen kann. Dies wirkt sich ungünstig auf das Betriebsverhalten des bekannten Elektromotors aus.

Denkbar ist es, dass der Rotor aus einem oder mehreren Lamellenpaketen oder aus Einzellamellen und weiteren Bauteilen aufgebaut ist. Die Lamellen oder Lamellenpakete können dabei axial auf eine Welle geschoben werden, so dass sie unmittelbar aneinander grenzen. Die einzelnen Lamellen, beispielsweise eines Lamellenpakets, können durch Stanzen hergestellt werden, wobei die einzelnen Lamellen nach das Stanzen zu einem Lamellenpaket paketiert werden können. Beim Stanzen können außerdem Aussparungen erzielt werden, die sich bei dem Lamellenpaket zu Taschen fügen, in denen im montierten Zustand des Rotors Magnete vorhanden, das heißt vergraben, sind. Bei elektrischen Maschinen, beispielsweise Synchronmotoren, ist es denkbar, dass Magnete in die Taschen eingefügt werden, wobei eine Fixierung der Magnete durch Einkleben erfolgt. Allerdings weisen sowohl die Taschen als auch die Magnete in der Regel eine Fertigungstoleranz auf. Da gewährleistet sein muss, dass die Magnete beim Einfügen während der Montage in die Taschen passen, muss die Summe der Fertigungstoleranzen bei der Dimensionierung vorgehalten werden. Das heißt, dass die Magnete mit Spielpassung eingebaut werden. Eine tangentiale Ausrichtung der Magnete ist dann nur beschränkt möglich. Durch ein Spiel zwischen Magnet und Tasche in tangentialer Richtung ergibt sich aber das Problem, dass ein Rastmoment des Motors vergrößert wird. Ein solches Rastmoment bewirkt einen unstetigen Lauf, insbesondere bei geringen Drehfrequenzen. Ein hohes Rastmoment kann beispielsweise bei Motoren, die zur Unterstützung der Lenkbewegung in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind, bewirken, dass der Fahrer bei langsamer Bewegung des Lenkrads ein Rucken am Lenkrad spürt. Zur Reduzierung eines solchen Rastmoments ist eine manuelle Zentrierung der

Magnete in tangentialer Richtung möglich. Beispielsweise könnten sehr weiche Teile auf beiden Seiten des Magnets, zum Beispiel aus Papier, eingelegt werden. Eine solche manuelle Zentrierung stellt jedoch einen äußerst hohen Aufwand bei der Fertigung der elektrischen Maschine dar.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine zuverlässige und relativ kostengünstig zu bewerkstelligende Positionierung der Magneten in dem Rotor ermöglicht ist. Speziell kann eine genaue tangentiale Positionierung der Magneten relativ zu den Lamellenpaketen erfolgen, um ein Rastmoment der elektrischen Maschine zu verringern.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrischen Maschine möglich.

Die elektrische Maschine weist zumindest zwei Magnete auf. Von den Magneten der elektrischen Maschine ist zumindest einer in einer Aussparung entsprechend Anspruch 1 angeordnet .

Vorteilhaft ist es, dass der federnde Ansatz der Lamelle zur zumindest mittelbaren Befestigung des Magneten in der Aussparung in einer tangentialen Richtung vorgespannt ist. Die Lamelle kann dabei so ausgestaltet sein, dass zum Einbringen des Magneten in die Aussparung eine elastische Verformung des federnden Ansatzes erforderlich ist. Hierdurch wird zum einen eine Befestigung des Magneten in der Aussparung erzielt, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall bereits ausreicht, um den Magneten zu befestigen. Separate Befestigungsmittel, der Einsatz von Klebstoffen oder dergleichen, ist dann nicht erforderlich. Zum anderen kann durch die Vorspannung in tangentialer Richtung eine definierte Position des Magneten in der radialen Richtung vorgegeben werden.

In vorteilhafter Weise ist der federnde Ansatz zur Befestigung des Magneten in der Aussparung in einer radialen Richtung vorgespannt. Hierdurch kann zum einen eine Befestigung des Magneten in der Aussparung erzielt werden, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall den zusätzlichen Einsatz von Befestigungselementen oder Klebstoffen nicht erforderlich macht. Zum anderen kann durch die Vorspannung eine definierte Position in radialer Richtung vorgegeben werden.

Es ist anzumerken, dass auch mehrere federnde Ansätze vorgesehen sein können, von denen ein Teil im wesentlichen in einer tangentialen Richtung vorgespannt ist und ein anderer Teil zumindest im wesentlichen in einer radialen Richtung vorgespannt ist. Außerdem sind auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen ein federnder Ansatz sowohl in radialer Richtung als auch in tangentialer Richtung vorgespannt ist. Solche federnden Ansätze können dabei auf voneinander verschiedenen Lamellen eines Lamellenpakets oder auch auf der gleichen Lamelle vorgesehen sein.

Vorteilhaft ist es, dass an mehreren Lamellen des Lamellenpakets federnde Ansätze ausgebildet sind, wobei zumindest ein Teil der federnden Ansätze der Lamellen in einer axialen Richtung hintereinanderliegend angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass sich die Haltekräfte der federnden Ansätze aufsummieren, wodurch eine zuverlässige Befestigung auch bei relativ großen Belastungen erzielt ist. Des weiteren ist es vorteilhaft, dass zwischen einem, zwei oder auch mehreren hintereinanderliegend angeordneten federnden Ansätzen ein Zwischenraum vorgesehen ist. Durch den Zwischenraum wird eine gewisse Verbiegung der federnden Ansätze beim Einfügen des Magneten in die Aussparung ermöglicht. Dies erleichtert die Montage des Magneten in der Aussparung. Außerdem können dadurch die federnden Ansätze so ausgestaltet werden, dass sie relativ weit in den Raum ragen, der von dem einzufügenden Magneten benötigt wird, wodurch bereits einer der federnden Ansätze eine relativ große Haltekraft ausübt.

Ferner ist es vorteilhaft, dass an den Stirnseiten des Lamellenpakets eine oder mehrere Lamellen vorgesehen sind, die keine federnden Ansätze aufweisen. Hierdurch wird verhindert, dass montagebedingt federnde Ansätze über die

Stirnseiten des Lamellenpakets hinausstehen, was die Montage von Anbauteilen, das plane Anliegen des Lamellenpakets an einem Anbauteil oder die Anordnung mehrerer aufeinanderfolgenden Lamellenpakete beeinträchtigen könnte.

Vorteilhaft ist es, dass die federnde Ansätze bügeiförmig oder nasenförmig ausgestaltet sind. Diese Ausgestaltung ist im Rahmen eines Stanzprozesses relativ einfach herstellbar und ermöglicht außerdem eine vorteilhafte Einfederung.

Ferner kann es in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall vorteilhaft sein, wenn der Magnet mittels eines Klebstoffes mit dem federnden Ansatz verbunden ist. Hierdurch wird die Befestigung weiter verstärkt, so dass der Magnet auch in Bezug auf große auftretende Belastungen zuverlässig positioniert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Lamelle eines Lamellenpakets eines Rotors einer elektrischen Maschine entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 hintereinander angeordnete Lamellen in einer auszugsweisen Darstellung entsprechend dem in Fig. 2 mit III bezeichneten Ausschnitt;

Fig. 4 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 die in Fig. 1 dargestellte Lamelle entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel;

Fig. 11 eine Abschluss- oder Zwischenlamelle eines Lamellenpakets eines Rotors einer elektrischen Maschine;

Fig. 12 eine vereinfachte Darstellung eines aus mehreren Lamellen paketierten Lamellenpakets in einer auszugsweisen Schnittdarstellung entlang der in Fig. 10 mit XII bezeichneten Schnittlinie zur weiteren Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 13 ein Lamellenpaket einer elektrischen Maschine mit eingefügten Magneten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 eines Rotors 3 (Fig. 13) einer elektrischen Maschine. In den Rotor 3 sind dabei mehrere Magnete 4 eingesetzt, wie es in der Fig. 13 dargestellt ist. Zur Vereinfachung der Darstellung ist dabei in der Fig. 13 nur der Magnet 4 gekennzeichnet. Die elektrische Maschine kann insbesondere als Elektromotor für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet sein. Speziell eignet sich die elektrische Maschine zur fremdkraftbetätigten Verstellung von Elementen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Schiebedachs, eines Fensters oder eines Sitzelements. Ferner kann die elektrische Maschine als Elektromotor zur Lenkkraftunterstützung dienen. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.

Es ist anzumerken, dass die Lamellen 1 eines Lamellenpakets 2 unterschiedlich ausgestaltet sein können. Verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten sind anhand der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei ergeben sich gerade durch die unterschiedliche Ausgestaltung mehrerer zu einem Lamellenpaket 2 paketierter Lamellen 1 besondere Vorteile. Im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall kann dann die geeignete Ausgestaltung des Lamellenpakets 2 gewählt werden.

Die in der Fig. 1 dargestellte Lamelle 1 weist eine mittige, kreisrunde Aussparung 5 auf. Die Aussparung 5 ermöglicht das Aufbringen der Lamelle 1 auf eine Welle der elektrischen Maschine. Dabei können die Lamellen 1 einzeln auf die Welle aufgefügt werden. Es ist auch möglich, dass die Lamellen 1 zunächst zu einem Lamellenpaket 2 paketiert werden, das insgesamt auf die Welle aufgefügt wird. Ferner weist die Lamelle 1 mehrere Ausstanzungen 6 auf, die zur Gewichtsreduzierung dienen. Ferner weist die Lamelle 1

Aussparungen 10A, 10B auf, die zum Aufnehmen der Magnete 4 dienen. Dabei weist die Lamelle 1 zwei verschiedene Arten von Aussparungen 10 auf, nämlich Aussparungen, die entsprechend der Aussparung 10A ausgestaltet sind, und Aussparungen, die entsprechend der Aussparung 10B ausgestaltet sind. Bei der Aussparung 10A ist ein federnden Ansatz 11 an der Lamelle 1 ausgebildet, der näschenförmig ausgestaltet ist. Der federnde Ansatz 11 ragt dabei etwas in den Bereich hinein, der von dem Magneten 4 benötigt wird. Beim Einfügen des Magneten 4 in die Aussparung 10A kommt es daher zu einer elastischen Verformung des federnden Ansatzes 11. Diese elastische Verformung bewirkt eine Vorspannung des federnden Ansatzes 11 in einer radialen Richtung, die den Magneten 4 gegen eine Seitenfläche 12 der Lamelle 1 mit einer in radialer Richtung wirkenden Haltekraft beaufschlagt. Durch die Seitenfläche 12 ist dabei die radiale Position des Magneten 4 vorgegeben. Die am Magneten 4 beim Drehen des Rotors 3 auftretenden Fliehkräfte wirken in die gleiche Richtung wie der federnde Ansatz 11, wodurch keine Relativbewegung zum Lamellenpaket 2 auftritt.

Die Aussparung IOB weist anstelle eines federnden Ansatzes 11 einen Leerraum 13 auf. Bei der Paketierung der Lamellen 1 zu dem Lamellenpaket 2 sind einige Lamellen 1 so angeordnet, dass eine Aussparung 10B mit einem Leerraum 13 hinter einer Aussparung 10A mit einem federnden Ansatz 11 liegt. Beispielsweise können sich die Aussparungen 10A, 10B mehrerer Lamellen 1 in einer axialen Richtung abwechseln. Durch den Leerraum 13 wird das Einfedern der federnden Ansätze 11 begünstigt. Dabei kann durch die Tiefe des Leerraums 13 die Steifigkeit der federnden Ansätze 11 beeinflusst werden.

Die federnden Ansätze 11 und die Leerräume 13 sind in der Mitte der jeweiligen Aussparung 10A, 10B angeordnet, wodurch der magnetische Fluss nur unwesentlich gestört wird. Eine weitere Verringerung der Störung des magnetischen Flusses durch die federnden Ansätze 11 und die Leerräume 13 kann dadurch erreicht werden, dass die federnden Ansätze 11 und die Leerräume 13 so klein ausgeführt werden, dass die

Haltekraft der federnden Ansätze 11 gerade ausreicht, um die Magnete 4 in ihrer Position zu halten.

Fig. 2 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung einer Lamelle 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 10 alle gleich ausgestaltet. Dabei weisen die Aussparungen 10 alle einen Leerraum 13 auf, wie es der in der Fig. 1 dargestellten Aussparung 10B entspricht. Außerdem weisen die Aussparungen 10 jeweils einen federnden Ansatz 14 auf, der eine Positionierung eines jeweils in die Aussparung 10 eingesetzten Magnets 4 in einer tangentialen Richtung ermöglicht. Der federnde Ansatz 14 ist dabei bügeiförmig ausgestaltet. Die Lamelle 1 ist auf die Welle 15 aufgebracht und auf geeignete Weise mit dieser verbunden, zum Beispiel durch einen zylindrischen Pressverbund.

Die dargestellte Ausgestaltung, bei der in jeder Aussparung genau ein federnder Ansatz 14 zur Positionierung in einer tangentialen Richtung vorgesehen ist, hat den Vorteil, dass der auf der Lamelle 1 zur Verfügung stehende Platz im wesentlichen zur Aufnahme der Magneten 4 dienen kann. Somit wird eine gewisse Platzersparnis erzielt. Vorteilhaft ist außerdem, dass eine bauchförmige Auswölbung 17 auf einer Seite der Aussparung 10 vorgesehen ist, die dem federnden

Ansatz 14 gegenüber liegt. Durch die bauchförmige Auswölbung 17 wird eine definierte Positionierung des Magnets 4 erreicht. Außerdem wird das Einfügen der Magnete 4 in die Aussparungen 10 erleichtert.

Es ist anzumerken, dass innerhalb eines Lamellenpakets 2 auch Lamellen 1 vorgesehen sein können, die entsprechend der in der Fig. 2 dargestellten Lamelle ausgestaltet sind, mit der Maßgabe, dass diese anstelle der Leerräume 13 federnde Ansätze 11 aufweisen, wie es bei den in der Fig. 1 dargestellten Aussparungen 10A der Fall ist. Durch eine abwechselnde Anordnung einer solchen Lamelle mit der in der Fig. 2 dargestellten Lamelle 1 lässt sich somit sowohl eine Positionierung in einer radialen Richtung mittels eines federnden Ansatzes 11 als auch in einer Tangentialrichtung mittels eines federnden Ansatzes 14 in Bezug auf einen in die Aussparungen 10 eingebrachten Magneten 4 erzielen.

Die Aussparung 10 weist eine gewisse Breite 18 auf, die durch den federnden Ansatz 14 im Ausgangszustand, das heißt, ohne Magnet 4, definiert ist. Die Fügestelle, die durch eine Breite 23 (Fig. 13) des Magneten 4 zu der Breite 18 der Aussparung 10 vorgegeben ist, kann als Übergangs- oder Presspassung dimensioniert werden. Erfolgt die Auslegung als Presspassung, dann ist die Breite 18 der Aussparung 10 vorzugsweise so gewählt, dass eine minimale Überdeckung von wenigen Mikrometern erzielt wird. Dadurch wird bei allen federnden Ansätzen 14 ein Zentrierungseffekt erzielt. Somit trägt jeder federnde Ansatz 14 der Vielzahl von Lamellen 1 zur Befestigung der Magnete 4 bei. In der Summe ergibt sich deshalb eine relativ große Haltekraft auf die Magnete 4. Erfolgt die Auslegung als Übergangspassung, dann ergibt sich eine leichte Montierbarkeit der Magnete 4 in den Aussparungen 10, so dass diese Ausgestaltung von Vorteil ist, wenn bereits geringere Haltekräfte zur Befestigung der Magnete 4 ausreichen.

Der als Bügel ausgestaltete federnde Ansatz 14 weist eine Höhe 19 und eine Breite 20 auf. Über die Wahl der Höhe 19 und der Breite 20 des federnden Ansatzes 14 kann die

Steifigkeit und somit die mögliche Haltekraft des federnden Ansatzes 14 innerhalb gewisser Grenzen vorgegeben werden. Vorzugsweise wird die Steifigkeit des federnden Ansatzes 14 so vorgegeben, dass die Haltekraft in tangentialer Richtung auf den Magnet 4 gerade ausreicht, wobei der Magnet 4 an der dem Bügel gegenüber liegenden Seite der Aussparung 10 an einer bauchförmigen Auswölbungen 17 zum Anliegen gebracht ist.

Fig. 3 zeigt hintereinander angeordnete Lamellen 1 in einer auszugsweisen Darstellung entsprechend dem in Fig. 2 mit III bezeichneten Ausschnitt. Es kann vorteilhaft sein, dass ein Lamellenpaket 2 so ausgestaltet ist, dass dessen Endlamellen keine federnden Ansätze 11, 14 aufweisen. Fig. 3 zeigt eine Endlamelle 1' vor einer Lamelle, die entsprechend der Fig. 2 ausgestaltet ist. Die Endlamelle 1' weist einerseits eine bauchförmige Auswölbung 17' und andererseits anstelle eines federnden Ansatzes 14 eine weitere bauchförmige Auswölbung 17'' auf. Somit bietet die Endlamelle 1' in tangentialer Richtung beidseitig einen festen Anschlag für einen Magneten 4, der in einer der Aussparungen 10 eingesetzt ist. Dadurch wird eine Vorzentrierung des Magneten 4 ermöglicht. Der Abstand der beiden bauchförmigen Auswölbungen 17', 17'' voneinander ist so groß gewählt, dass unter Berücksichtigung aller Toleranzen eine Spielpassung besteht. Die Endlamelle 1' verhindert außerdem, dass ein federnder Ansatz 14 beim Einbringen des Magneten 4 in die Aussparung so stark verbogen wird, dass dieser über eine Stirnseite 21 (Fig. 13) des Lamellenpakets 2 hinaussteht.

Zur Herstellung von Lamellenpaketen 2 mit unterschiedlichen Lamellen 1, 1', insbesondere mit einer entsprechend der Fig.

3 ausgestalteten Endlamelle 1', können beim Stanzen Lamellen 1 mit federnden Ansätzen 11, 14 und Lamellen 1' ohne solche federnden Ansätze 11, 14 in der Reihenfolge, wie sie beim Paketieren benötigt werden, hergestellt und anschließend zusammengefügt werden. Dies kann dadurch realisiert werden, dass für die Erzeugung der federnden Ansätze 11, 14 im Stanzwerkzeug Schieber oder Einzelstempel vorhanden sind, die automatisch verstellt werden, so dass sich der gewünschte Aufbau des Lamellenpakets 2 ergibt.

Das Spiel 22 zwischen dem Magneten 4 und der bauchförmigen Auswölbung 17'' beim Anliegen an der entsprechenden bauchförmigen Auswölbung 17' ist vorzugsweise so gewählt, dass eine gewisse Vorzentrierung beim Einfügen des Magneten

4 gewährleistet, aber dennoch eine einfache Montage ermöglicht ist. Durch das Spiel 22 der Spielpassung zwischen Magnet 4 und Aussparung 10 wäre die Position des Magneten 4 in tangentialer Richtung nicht exakt bestimmt. Durch den federnden Ansatz 14 wird erreicht, dass innerhalb eines Lamellenpakets 2 in tangentialer Richtung schon während des Fügens die Magnete 4 immer an einer Seite, wie es durch die bauchförmige Auswölbung 17' definiert ist, der Ausnehmung 10 gedrückt werden und zwar so, dass alle Magnete 4 je nach

Position der federnden Ansätze 14 links oder rechts in der Aussparung 10 liegen, wobei in den Fig. 2 und 3 eine Situation dargestellt ist, in der die Magnete 4 in Bezug auf die dargestellte Zeichnung rechts in der Aussparung 10 liegen. Dadurch wird der Einfluss eines Zentrierfehlers in tangentialer Richtung auf das Rastmoment verringert.

Je nach Ausgestaltung der federnden Ansätze 14, die insbesondere durch die Höhe 19 und die Breite 20 der federnden Ansätze 14 sowie eine Überlappung des federnden

Ansatzes 14 und des Magneten 4 vor der Montage bestimmt ist, können die federnden Ansätze 14 neben der tangentialen Zentrierung auch zur Fixierung der Magnete 4 eingesetzt werden. Hierzu werden die federnden Ansätze 14 etwas steifer ausgeführt, beispielsweise durch eine relativ große Breite 20, und eine gewisse positive Überdeckung zwischen dem federnden Ansatz 14 im ungespannten Zustand und dem Magneten 4.

Fig. 4 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 10A, 10B der Lamelle 1 auf zwei verschiedene Arten ausgeführt, wobei sich die Ausführungen in tangentialer Richtung, das heißt über den Umfang, abwechseln. Die Aussparungen 10A weisen federnde Ansätze 11 auf, die eine Positionierung in einer radialen Richtung ermöglichen. Im Unterschied dazu weisen die Aussparungen 10B einen Leerraum 13 anstelle des federnden Ansatzes 11, wie er bei der Aussparung 10A vorgesehen ist, auf. Der federnde Ansatz 11 kann neben einer Positionierung in radialer Richtung auch eine Befestigung des Magneten 4 erzielen. Zur Befestigung des Magneten 4 in den Aussparungen 10A, 10B können dabei die federnden Ansätze 11 und die federnden Ansätze 14 zusammenwirken. Die Paketierung eines

Lamellenpakets 2 mit denen in der Fig. 4 dargestellten Lamellen 1 erfolgt vorzugsweise so, dass die einzelnen Lamellen 1 des Lamellenpakets 2 verdreht zueinander paketiert werden, so dass beispielsweise hinter einer Aussparung 10A eine Aussparung 10B der nächsten Lamelle liegt. Bei dieser Ausgestaltung ist es auch von Vorteil, wenn die federnden Ansätze 14 eine Positionierung in tangentialer Richtung bewirken, während die federnden Ansätze 11 sowohl eine Positionierung der Magnete in radialer Richtung als auch eine Befestigung der Magnete 4 in den Aussparungen 10A, 10B bewirken.

Fig. 5 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Lamelle 1 weist Aussparungen 10 auf, bei denen federnden Ansätze 14, 14' vorgesehen sind, die jeweils bügeiförmig ausgestaltet sind. Durch die federnden Ansätze 14, 14' der Aussparung 10 wird eine Zentrierung der Magnete 4 in tangentialer Lage erzielt. Die bügeiförmig ausgestalteten, federnden Ansätze 14, 14' halten die Magnete 4 in den Taschen. Damit die Magnete 4 in Bezug auf die jeweilige Aussparung 10 zentrisch sitzen, ist die Steifigkeit der beiden federnden Ansätze 14, 14' zumindest im wesentlichen gleich. Eine hierfür gegebenenfalls erforderliche hohe Genauigkeit bei der Fertigung kann durch geeignete Herstellungsverfahren erfolgen, beispielsweise durch Stanzen oder Laserschneiden.

Fig. 6 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 10A, 10B auf zwei unterschiedliche Weisen ausgestaltet, wobei die Aussparungen 10A einen federnden Ansatz 14, der bügeiförmig ausgestaltet ist, aufweisen und wobei die Aussparungen IOB in einem Bereich, in dem bei den Aussparungen 10A die federnden Ansätze 14 vorgesehen sind, ein Freiraum 25 vorgesehen ist. Allerdings sind bei allen Aussparungen 10A, 10B bauchförmige Auswölbungen 17 vorgesehen, die dem federnden Ansatz 14 beziehungsweise dem Freiraum 25 gegenüber liegen. Die Aussparungen 10A wechseln sich mit den Aussparungen 10B in tangentialer Richtung, das heißt in Umfangsrichtung, ab. Das Lamellenpaket kann so aus den Lamellen 1 zusammengesetzt werden, dass hinter einer Aussparung 10A einer Lamelle 1 die Aussparung 10B einer weiteren Lamelle angeordnet ist. Beim Einbringen der Magnete 4 in das Lamellenpaket 2 wird dadurch ein Nachgeben der federnden Ansätze 14 der Aussparungen 10A erleichtert. Speziell können sich die federnden Ansätze 14 teilweise achsparallel verbiegen und somit relativ große Haltekräfte auf die eingefügten Magnete 4 ausüben.

Fig. 7 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist jede Aussparung 10 sich gegenüber liegende federnde Ansätze 14, 14' auf, die zur Zentrierung der Magnete 4 in tangentialer Richtung dienen. Ferner weist jede Aussparung 10 einen federnden Ansatz 11 auf, der näschenförmig ausgebildet ist. Die federnden Ansätze 11 dienen sowohl zum radialen Positionieren der Magnete 4 als auch zum Festklemmen der Magnete 4 in der jeweiligen Aussparung 10.

Fig. 8 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind im Bereich der Aussparungen 10 an einem Umfang 26 der Lamelle 1 Sinuspole 27 vorgesehen. Die Sinuspole 27 wirken sich günstig auf den Verlauf der Feldlinien in der Lamelle 1 aus. Es ist wünschenswert, dass der magnetische Fluss innerhalb des Rotors 3 von einem Magneten 4 über den Stator und nicht direkt zu einem benachbarten Magneten geht. Außerdem soll ein magnetischer Kurzschluss vermieden werden. Der magnetische Streufluss und auch der magnetische Kurzschluss verringern den Wirkungsgrad der elektrische Maschine, so dass die Verluste durch den magnetischen Streufluss und den Magnetkurzschluss klein gehalten werden sollen. Dies wird durch die Sinuspole 27 erreicht.

Fig. 9 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Lamelle 1 Bohrungen 28, 28' auf, wobei zwischen zwei Bohrungen 28, 28' jeweils eine Aussparung 10A der Lamelle 1 vorgesehen ist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in der Fig. 9 nur die Bohrungen 28, 28' gekennzeichnet. Die Bohrungen 28, 28' verteilen sich somit über den Umfang 26 der Lamelle 1. In Abhängigkeit von der Größe der Bohrung 28 ergibt sich zwischen der Aussparung 10A und der Bohrung 28 ein federnder Ansatz 14 mit einer gewissen Breite 20. Entsprechendes gilt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Bohrung 28' und die Aussparung 10A, so dass an der Aussparung 10A beidseitig federnde Ansätze 14, 14' ausgestaltet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine alternative Ausgestaltung der federnden Ansätze 14, 14'. Ferner wirken sich die Bohrungen 28, 28' in Bezug auf das magnetische Streuverhalten und einen magnetischen Kurzschluss in gewünschter Weise vorteilhaft aus.

Ferner weisen die Aussparungen 10B federnde Ansätze 11 auf, während die Aussparungen 10A keine federnden Ansätze 11 und auch keine Leerräume 13, wie es beispielsweise in der Fig. 4 dargestellt ist, aufweisen. Bei einer möglichen, zueinander verdrehten Anordnung der Lamellen 1 innerhalb des Lamellenpakets 2 ergibt sich somit eine relativ große Klemmkraft der federnden Ansätze 11.

Fig. 10 zeigt eine Lamelle 1 eines Lamellenpakets 2 entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind am Umfang 26 der Lamelle 1 Kerben 29 vorgesehen, die den Vorteil haben, dass sie den magnetischen Streufluss und den Magnetkurzschluss reduzieren.

Fig. 11 zeigt eine Abschluss- oder Zwischenlamelle 1'' eines Lamellenpakets 2, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen

Anwendungsfall in einem Lamellenpaket 2 ein- oder mehrfach vorgesehen sein kann. Die Lamelle 1' ' weist Freiräume 25, 25' auf, die an jeder der Aussparungen 10 vorgesehen sind. Ferner weisen die Aussparungen 10 Leerräume 13 auf. Die Lamelle 1'' kann beispielsweise ein- oder mehrfach an der Stirnseite 21 des Lamellenpakets 2 vorgesehen sein, um das Einbringen der Magnete 4 in das Lamellenpaket 2 zu erleichtern. Ferner kann dadurch das Überstehen eines in einer axialen Richtung verbogenen federnden Ansatzes 11, 14, 14' über die Stirnseite 21 verhindert werden. Außerdem eignet sich die Lamelle 1'' auch als Zwischenlamelle 1'', die innerhalb des Lamellenpakets 2 vorgesehen ist, um eine elastische, axiale Verformung eines federnden Ansatzes 11, 14, 14' zu ermöglichen.

Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch ein Lamellenpaket 2, wie es in der Fig. 13 dargestellt ist, entlang der in Fig. 7 mit XII bezeichneten Schnittlinie in einer vereinfachten, auszugsweisen Darstellung. Das Lamellenpaket 2 weist an der Stirnseite 21 zwei entsprechend der in Fig. 11 dargestellten Endlamelle 1'' ausgestaltete Lamellen IA, IB auf. Entsprechend sind auch an einer der Stirnseite 21 gegenüber liegenden Stirnseite 21' zwei entsprechend der in Fig. 11 dargestellten Endlamelle 1'' ausgestaltete Lamellen IC, ID vorgesehen. Ferner sind Lamellen IE, IF vorgesehen, die sowohl einen federnden Ansatz HE, HF als auch bügeiförmig ausgestaltete federnde Ansätze 14E, 14F aufweisen. Außerdem sind Zwischenlamellen IG, IH vorgesehen, die entsprechend der in Fig. 11 dargestellten Lamelle 1' ' ausgestaltet sind. Somit ist in axialer Richtung 30 gesehen hinter der Lamelle IE die Zwischenlamelle IG vorgesehen, so dass eine Einfederung des federnden Ansatzes 11 in axialer Richtung 30 und eine Einfederung des federnden Ansatzes 14E in axialer Richtung 30 möglich ist. Entsprechendes gilt für die Lamelle IF, hinter der die Zwischenlamelle IH vorgesehen ist. Der anhand der Lamellen IE, IG, IF, IH beschriebene Aufbau des Lamellenpakets 2 setzt sich bis zu der Stirnseite 21 hin fort, wobei unmittelbar an der Stirnseite 21 aufeinanderfolgend zwei Lamellen IA, IB vorgesehen sind, die entsprechend der in der Fig. 11 dargestellten Lamelle 1' ' ausgestaltet sind.

Es ist anzumerken, dass anhand der Fig. 1 bis 12 mehrere Ausgestaltungsvarianten beschrieben worden sind, wobei ein Lamellenpaket 2 auf geeignete Weise aus mehreren unterschiedlichen Lamellen 1, 1', 1' ' aufgebaut sein kann. Eine solche Ausgestaltungsvariante ist anhand der Fig. 12 kurz dargestellt. Außerdem kann die Ausgestaltung der Lamellen 1, 1', 1' ' auch durch Kombination mehrerer einzelner Elemente erfolgen. Beispielsweise können die federnden Ansätze 11, 14, 14' auch auf andere Weise über die einzelnen Aussparungen 10 verteilt werden.

Fig. 13 zeigt einen Rotor 3 mit einem Lamellenpaket 2, in das Magnete 4 eingesetzt sind. Die in den Rotor 3 eingesetzten Magneten 4 weisen dabei eine Breite 23 auf.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche

1. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor, mit einem Rotor (3) , wobei der Rotor (3) zumindest ein Lamellenpaket (2), das mehrere Lamellen (1) aufweist, und zumindest einen Magneten (4) aufweist, der zumindest teilweise in einer in dem Lamellenpaket (2) vorgesehenen Aussparung (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Lamelle (1) zumindest ein federnder Ansatz (11, 14) ausgebildet ist, der zur zumindest mittelbaren Befestigung des Magneten (4) in der Aussparung dient.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (14) zur zumindest mittelbaren Befestigung des Magneten (4) in der Aussparung (10) zumindest im wesentlichen in einer tangentialen Richtung vorgespannt ist.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (11) zur zumindest mittelbaren Befestigung des Magneten in der Aussparung zumindest im wesentlichen in einer radialen Richtung vorgespannt ist.

4. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Lamellen (1) des Lamellenpakets (2) federnde Ansätze (11, 14) ausgebildet sind.

5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der federnden Ansätze (11, 14) der Lamellen in einer axialen Richtung (30) zumindest im wesentlichen hintereinanderliegend angeordnet ist.

6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei hintereinanderliegend angeordneten federnden Ansätzen (11, 14) ein Zwischenraum vorgesehen ist.

7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine an einer Stirnseite (21) des

Lamellenpakets (2) angeordnete Lamelle (IA) keinen federnden Ansatz aufweist.

8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein federnder Ansatz (14) bügeiförmig ausgestaltet ist.

9. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein federnder Ansatz (11) nasenförmig ausgestaltet ist.

10. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (4) zumindest mittels eines Klebstoffs mit dem federnden Ansatz (11, 14) verbunden ist.