EP4029120A1 - Elektromotor, rotor und verfahren zur magnetbefestigung in einem rotor - Google Patents

Elektromotor, rotor und verfahren zur magnetbefestigung in einem rotor

Info

Publication number
EP4029120A1
EP4029120A1 EP20767962.2A EP20767962A EP4029120A1 EP 4029120 A1 EP4029120 A1 EP 4029120A1 EP 20767962 A EP20767962 A EP 20767962A EP 4029120 A1 EP4029120 A1 EP 4029120A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
magnet
adhesive
gap
side length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20767962.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexandre Fischer
Thomas Fritz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4029120A1 publication Critical patent/EP4029120A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • 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
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention relates to a rotor according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electric motor with a rotor and a method for fastening magnets in a rotor.
  • An electric motor is known from DE 102018 129877 A1, for example. This describes an electric motor which has a rotor equipped with several magnets. The magnets are connected to the rotor via an adhesive bond. The magnets are wrapped in adhesive tape and placed in recesses in the rotor. The adhesive tape is wetted with an adhesive. In the case of magnets used in the rotor, the composite is heated, whereby the adhesive liquefies and the adhesive bond with the rotor is effected.
  • the magnets used in the laminated rotor core are, as is known, bonded by a viscous adhesive.
  • the increased viscosity of the adhesive prevents unwanted wetting of surfaces other than those intended.
  • a large amount of adhesive is used.
  • the magnet recess that is present in the laminated rotor core and accommodates the magnets is enlarged so that the viscous adhesive can also get into joining surfaces that are remote from the point of introduction.
  • the object of the present invention is to improve the fastening of the magnets in the rotor.
  • the magnets should be fixed in the rotor more reliably, more simply, more cheaply and more quickly.
  • the rotor should can be set up more easily, cost-effectively and efficiently.
  • the method for attaching magnets should be implemented faster, simpler and cheaper.
  • At least one of these objects is achieved by a rotor having the features according to claim 1. This allows the amount of adhesive to be applied to be reduced.
  • the rotor can be constructed more cheaply and efficiently.
  • the magnet recess can be punched from the rotor sheet.
  • the magnet recess can be axially continuous through the rotor lamination.
  • the first side length can be a magnet width, preferably perpendicular to an axial direction running parallel to the axis of rotation.
  • the second side length can be a magnet height, preferably perpendicular to the axial direction and to the magnet width.
  • the first side surface can be spanned by a magnet length, preferably parallel to the axial direction, and the first side length.
  • the second side surface can be spanned by a magnet length, preferably parallel to the axial direction, and the second side length.
  • the adhesive can be introduced into the magnet recess via the distribution opening when the magnets are inserted and can be distributed in the distribution opening and, proceeding therefrom, between the boundary surface and the magnet. Through the distribution opening, the adhesive in the rotor lamination packet can be distributed from one rotor lamination to the rotor lamination arranged axially adjacent.
  • the first and / or second side surface is spaced apart from the boundary surface by means of delimitation means protruding from the rotor lamination in the direction of the magnet, with the formation of a gap.
  • the limiting means can be made in one piece with the rotor lamination.
  • a maximum gap distance of the gap between the boundary surface and the magnet is in a range between 0.01 to 0.2 times the first or second side length.
  • a maximum gap length of the gap is perpendicular to the gap spacing and parallel to the first or second side length in a range between 0.2 to 1.0 times the first or second side length. This enables a stable connection between the rotor lamination and the magnet.
  • the delimitation means have a first delimitation means and a second delimitation means, arranged at a distance therefrom, in each case for contact with the first or second side surface.
  • the first or second side surface of the magnet can rest against the boundary surface exclusively via the first and second delimitation means.
  • the magnet can be aligned in a predetermined manner within the magnet recess.
  • the gap runs between the first and second delimiting means.
  • the magnet has a rectangular cross section and the first side face is perpendicular to the second side face.
  • an electric motor for a drive train of a vehicle for solving at least one of the aforementioned objects, having a stator and a rotor which is rotatable relative to the stator and has at least one of the aforementioned features.
  • the electric motor can be a permanent magnet synchronous motor.
  • the drive train can be a hybrid drive train.
  • the vehicle can be an electric vehicle.
  • the electric motor can provide drive torque for moving the vehicle.
  • a method for magnet fastening of a magnet in a rotor with at least one of the features mentioned above is proposed to solve at least one of the above-mentioned objects, the magnet being fastened in the rotor lamination by heating the rotor lamination stack, then introducing the magnet into the Magnet recess and an alignment of the magnet via the fastening means in the magnet recess, then an introduction of adhesive into the gap and then curing of the adhesive by UV radiation takes place.
  • a heat treatment for hardening can be omitted.
  • the heating can take place at a temperature between 30 ° C and 50 ° C.
  • the viscosity of the adhesive can be reduced and reliable wetting of the joining surfaces can be implemented.
  • the adhesive when the adhesive is introduced, it is a thin-bodied adhesive with a viscosity between 0.05 and 1.2 mPa ⁇ s. This enables a more cost-effective fastening between the magnet and the rotor lamination to be achieved. The amount of adhesive that has to be used is reduced. The adhesive can also be fed into the gap more quickly.
  • the adhesive can be an anaerobically curing adhesive.
  • the specified viscosity can be at room temperature.
  • the specified viscosity can be at a temperature between 30 ° C and 50 ° C.
  • Figure 1 A three-dimensional view of an electric motor in a special
  • Figure 2 A half section of an electric motor in a further special
  • FIG. 3 A side view of a rotor lamination of a rotor in a special one
  • FIG. 4 The detail A from FIG. 3 in an enlarged view.
  • FIG. 5 A flow chart of a method in a special one
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of an electric motor 10 in a special embodiment of the invention.
  • the electric motor 10 is designed as a permanent-magnet synchronous motor and has a stator 12 and a rotor arranged radially inside of the stator 12 so as to be rotatable about an axis of rotation 14.
  • the rotor is non-rotatably connected to a motor shaft 16.
  • the motor shaft 16 has a toothing 18 for connection to a connection component for transmitting the drive torque triggered by the rotor.
  • the stator 12 is supplied with electrical energy via three motor phase lines 20.
  • a plurality of coils made up of wire windings are arranged, via which the electrical energy is converted into an electromagnetic rotating field acting on the rotor.
  • the resulting thermal energy during operation of the electric motor 10 is dissipated via a motor cooling system.
  • FIG. 2 shows a half-section through an electric motor 10 in a further special embodiment of the invention.
  • the rotor 22 has a plurality of rotor laminations 24 arranged axially next to one another and rotatable overall about the axis of rotation 14, which are non-rotatably connected to the motor shaft 14 and form a rotor laminated core 26.
  • the individual rotor laminations 24 can be punched from sheet metal.
  • the stator 12 has a plurality of wire-wound coils 28 which are arranged distributed around the circumference and which can be supplied with electrical energy and, as a function of this, trigger a rotary magnetic field acting on the laminated rotor core 26.
  • Magnets which are designed as permanent magnets, are accommodated in the laminated rotor core 26. The magnets convert the rotating magnetic field into a torque that is transmitted to the motor shaft 16.
  • FIG. 3 shows a plan view of a rotor lamination 24 of a rotor 22 in a special embodiment of the invention.
  • the rotor lamination 24 has a plurality of magnets 30 which are arranged distributed around the circumference and which are received in a respective magnet recess 32 in the rotor lamination 24, preferably punched out of the rotor lamination 24.
  • the magnets 30 are arranged in a position predetermined by a magnet arrangement 31 and are distributed around the circumference in such a way as to keep an unbalance of the rotor lamination 24 as low as possible and a required number of poles in the Rotor lamination 24 to provide.
  • the magnets 30 are glued into the respective magnet recess 32 with an adhesive.
  • the magnet recess 32 extends axially through the rotor lamination 24 and the magnet 30 is arranged axially continuously in the magnet recess 32.
  • the individual magnet 30 has a first side surface A1 spanned by a magnet length that extends perpendicular to the plane of the sheet and a first side surface A1 spanned by a first side length, here a magnet width D, and an angled to the first side surface A1 and aligned by the magnet length and a second side length , here a magnet height H, spanned second side surface A2.
  • the first and second side surfaces A1, A2 are aligned perpendicular to one another.
  • the magnet 30 has a rectangular cross section and the magnet width D is greater than the magnet height H.
  • a corresponding side surface A3 lies opposite the first side surface A1 in the direction of the magnet height Fl.
  • a corresponding side surface A4 lies opposite the second side surface A2 in the direction of the magnet width D.
  • the magnet 30 is connected to an edge surface 34 of the magnet recess 32 by an adhesive.
  • the magnet recess 32 comprises limiting means B protruding from the rotor lamination 24 in the direction of the magnet 30 for contact with the magnet 30.
  • the limiting means B enable the magnet 30 to be aligned and fixed in the magnetic recess 32.
  • the limiting means B have a first limiting means B1 and in the direction of the magnet width D, the second delimitation means B2 arranged at a distance therefrom each come to rest on the first side surface A1.
  • the first side surface A1 is spaced apart from the boundary surface 34 via the first and second delimitation means B1, B2 with the formation of a gap 36.
  • the adhesive for the adhesive connection between the magnet 30 and the boundary surface 34 is preferably thin-bodied with a viscosity between 0.05 and 1.2 mPa-s and can therefore be distributed evenly and completely in the gap 36 and thus the joint surfaces of the boundary surface 34 and the magnet 30 connect firmly.
  • the gap 36 runs parallel to the magnet width D between the first and second delimitation means B1, B2.
  • the first side face A1 of the magnet 30 rests against the boundary face 36 exclusively via the first and second delimitation means B1, B2.
  • a maximum gap distance h of the gap 36 between the boundary surface 34 and the magnet 30 is in a range between 0.01 to 0.2 times the magnet height H and a maximum gap length d of the gap 36 perpendicular to the gap distance h and parallel to the magnet width D lies in a range between 0.2 to 1.0 times the magnet width D.
  • a distribution opening 38 is made in the magnet recess 32, which is located between the second Side surface A2 and the boundary surface 34 extends.
  • the thin or thick adhesive can be introduced into the magnet recess 32 via the distribution opening 38 when the magnets 30 are inserted and can be distributed in the distribution opening 38 and, starting therefrom, between the boundary surface 34 and the magnet 30.
  • the adhesive can be evenly distributed in the rotor lamination packet from one rotor lamination 24 to the rotor lamination arranged axially adjacent.
  • the distribution opening 38 has a maximum extent c which is smaller than the magnet height H. This allows the amount of adhesive to be applied to be reduced.
  • the rotor can be constructed more cheaply and efficiently.
  • FIG. 5 shows a flow chart of a method 100 in a special embodiment of the invention.
  • the magnet is fastened in the rotor lamination by first heating 102 the rotor lamination packet, preferably at a temperature between 30 ° C and 50 ° C, then introducing 104 the magnet into the magnet recess of the Rotor lamination is made.
  • the magnet is aligned 106 via the fastening means in the magnet recess.
  • introduction 108 of adhesive into the gap and curing 110 of the adhesive by means of UV radiation. This enables an inexpensive and quick attachment between the magnet and the rotor sheet implemented.
  • a heat treatment to cure the adhesive can be omitted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (22) für einen Elektromotor (10), aufweisend ein um eine Drehachse (14) drehbares Rotorblechpaket (26) mit mehreren axial nebeneinander angeordneten Rotorblechen (24), wenigstens einen in einer Magnetaussparung (32) in dem Rotorblech (24) aufgenommenen Magneten (30), der eine wenigstens entlang einer ersten Seitenlange (D) aufgespannte erste Seitenfläche (A1) und eine gewinkelt zu der ersten Seitenfläche (A1) ausgerichtete und wenigstens entlang einer zweiten Seitenlänge (H) aufgespannte zweite Seitenfläche (A2) aufweist und der durch einen Klebstoff mit einer Berandungsfläche (34) der Magnetaussparung (32) verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Elektromotor (10) mit einem Rotor (22) und ein Verfahren (100) zur Magnetbefestigung eines Magneten (30) in einem Rotor (22).

Description

Elektromotor, Rotor und Verfahren zur Magnetbefestigung in einem Rotor
Die Erfindung betrifft einen Rotor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Elektromotor mit einem Rotor, sowie ein Verfahren zur Magnetbefestigung in einem Rotor.
Ein Elektromotor ist beispielsweise aus DE 102018 129877 A1 bekannt. Darin wird ein Elektromotor beschrieben, der einen mit mehreren Magneten bestückten Rotor aufweist. Die Magnete sind über eine Klebeverbindung mit dem Rotor verbunden. Dabei sind die Magnete mit einem Klebeband umwickelt und in Aussparungen in dem Rotor aufgenommen. Das Klebeband ist mit einem Klebstoff benetzt. Bei in dem Rotor eingesetzten Magneten wird der Verbund erhitzt, wodurch der Klebstoff verflüssigt und die Klebeverbindung mit dem Rotor bewirkt wird.
Auch ist bekannt, bei in dem Rotor eingesetzten Magneten, Klebstoff auf die Magnete zu geben, der sich zwischen den Magneten und dem Rotor verteilt. Eine anschließende Wärmezufuhr bewirkt ein Aushärten des Klebstoffs und damit eine Klebeverbindung zwischen den Magneten und dem Rotor. Eine große Klebstoffmenge soll zu einer ausreichenden Benetzung der Fügeflächen zwischen den Magneten und dem Rotor führen. Dennoch kann eine unvollständige oder ungleichmäßige Benetzung der Fügeflächen auftreten.
Ist der Rotor aus einem Rotorblechpaket als Rotorgrundkörper aufgebaut, werden die in dem Rotorblechpaket eingesetzten Magnete bekanntermaßen durch einen zähflüssigen Klebstoff verklebt. Durch die erhöhte Viskosität des Klebstoffs wird eine ungewollte Benetzung anderer als der vorgesehenen Fügeflächen verhindert. Um allerdings eine ausreichende Benetzung der Fügeflächen mit dem zähflüssigen Klebstoff zu bewirken, wird eine große Menge an Klebstoff eingesetzt. Außerdem wird die in dem Rotorblechpaket vorhandene und die Magnete aufnehmende Magnetaussparung vergrößert ausgeführt, damit der zähflüssige Klebstoff auch in von der Einbringungsstelle entfernte Fügeflächen gelangen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Befestigung der Magnete in dem Rotor zu verbessern. Die Magnete sollen zuverlässiger, einfacher, kostengünstiger und schneller in dem Rotor befestigt werden. Der Rotor soll einfacher, kostengünstiger und effizienter aufgebaut werden. Das Verfahren zur Magnetbefestigung soll schneller, einfacher und kostengünstiger umgesetzt werden.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen Rotor mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann die Menge an aufzubringendem Klebstoff verringert werden. Der Rotor kann kostengünstiger und effizienter aufgebaut werden.
Die Magnetaussparung kann aus dem Rotorblech gestanzt sein. Die Magnetaussparung kann axial durch das Rotorblech durchgängig sein.
Die erste Seitenlange kann eine Magnetbreite, bevorzugt senkrecht zu einer parallel zu der Drehachse verlaufenden axialen Richtung, sein. Die zweite Seitenlange kann eine Magnethöhe, bevorzugt senkrecht zu der axialen Richtung und zu der Magnetbreite, sein. Die erste Seitenfläche kann durch eine Magnetlänge, bevorzugt parallel zu der axialen Richtung, und der ersten Seitenlänge aufgespannt werden.
Die zweite Seitenfläche kann durch eine Magnetlänge, bevorzugt parallel zu der axialen Richtung, und der zweiten Seitenlänge aufgespannt werden.
Der Klebstoff kann über die Verteilöffnung in die Magnetaussparung bei eingesetzten Magneten eingebracht werden und sich in der Verteilöffnung und davon ausgehend zwischen der Berandungsfläche und dem Magneten verteilen. Durch die Verteilöffnung kann sich der Klebstoff in dem Rotorblechpaket von einem Rotorblech zu dem axial benachbart angeordneten Rotorblech verteilen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die erste und/oder zweite Seitenfläche von der Berandungsfläche über von dem Rotorblech in Richtung zu dem Magnet abstehende Begrenzungsmittel unter Ausbildung eines Spalts beabstandet. Die Begrenzungsmittel können einteilig mit dem Rotorblech ausgeführt sein.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung liegt ein maximaler Spaltabstand des Spalts zwischen der Berandungsfläche und dem Magneten in einem Bereich zwischen der 0,01 bis 0,2 fachen ersten oder zweiten Seitenlänge. Dadurch kann die Menge an den Spalt auffüllenden Klebstoff verringert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt eine maximale Spaltlänge des Spalts senkrecht zu dem Spaltabstand und parallel zu der ersten oder zweiten Seitenlange in einem Bereich zwischen der 0,2 bis 1 ,0 fachen ersten oder zweiten Seitenlange. Dadurch kann eine stabile Verbindung zwischen dem Rotorblech und dem Magneten erfolgen.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung weisen die Begrenzungsmittel ein erstes Begrenzungsmittel und beabstandet dazu angeordnetes zweites Begrenzungsmittel jeweils zur Anlage an der ersten oder zweiten Seitenfläche auf. Der Magnet kann mit der ersten oder zweiten Seitenfläche ausschließlich über das erste und zweite Begrenzungsmittel an der Berandungsfläche anliegen. Dadurch kann eine vorgegebene Ausrichtung des Magneten innerhalb von der Magnetaussparung erfolgen.
In einerweiteren speziellen Ausführung der Erfindung verläuft der Spalt zwischen dem ersten und zweiten Begrenzungsmittel. Dadurch kann der Spalt in dem Rotorblech einfach umgesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Magnet einen rechteckigen Querschnitt auf und die erste Seitenfläche ist senkrecht zu der zweiten Seitenfläche. Dadurch kann der Magnet einfach und kostengünstig ausgeführt werden.
Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor genannten Aufgaben ein Elektromotor für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs vorgeschlagen, aufweisend einen Stator und einen gegenüber dem Stator drehbaren Rotor mit wenigstens einem der zuvor genannten Merkmale.
Der Elektromotor kann ein permanenterregter Synchronmotor sein. Der Antriebsstrang kann ein Hybridantriebsstrang sein. Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug sein. Der Elektromotor kann ein Antriebsdrehmoment zur Bewegung des Fahrzeugs bereitstellen.
Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben ein Verfahren zur Magnetbefestigung eines Magneten in einem Rotor mit wenigstens einem der zuvor genannten Merkmale vorgeschlagen, wobei der Magnet in dem Rotorblech befestigt wird, indem eine Erwärmung des Rotorblechpakets, anschließend eine Einbringung des Magneten in die Magnetaussparung und eine Ausrichtung des Magneten über die Befestigungsmittel in der Magnetaussparung, dann eine Einbringung von Klebstoff in den Spalt und anschließend eine Aushärtung des Klebstoffs durch UV-Bestrahlung erfolgt.
Dadurch kann eine kostengünstige und schnelle Befestigung zwischen Magnet und Rotorblech umgesetzt werden. Eine Wärmebehandlung zur Aushärtung kann ausbleiben. Die Erwärmung kann mit einer Temperatur zwischen 30°C und 50°C erfolgen. Dadurch kann die Viskosität des Klebstoffs verringert werden und eine zuverlässige Benetzung der Fügeflächen umgesetzt werden.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist der Klebstoff bei Einbringung ein dünnflüssiger Klebstoff mit einer Viskosität zwischen 0,05 und 1,2 mPa-s. Dadurch kann eine kostengünstigere Befestigung zwischen Magnet und Rotorblech bewirkt werden. Die Menge an aufzuwendendem Klebstoff wird verringert. Auch kann eine schnellere Zufuhr des Klebstoffs in den Spalt erfolgen.
Der Klebstoff kann ein anaerob härtender Klebstoff sein. Die angegebene Viskosität kann bei Raumtemperatur vorliegen. Die angegebene Viskosität kann bei einer Temperatur zwischen 30°C und 50°C vorliegen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Eine räumliche Ansicht eines Elektromotors in einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2: Einen Halbschnitt eines Elektromotors in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3: Eine Seitenansicht eines Rotorblechs eines Rotors in einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 4: Den Ausschnitt A aus Figur 3 in einer vergrößerten Ansicht.
Figur 5: Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung. Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Elektromotors 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Elektromotor 10 ist als permanenterregter Synchronmotor ausgeführt und weist einen Stator 12 und einen radial innerhalb von dem Stator 12 um eine Drehachse 14 drehbar angeordneten Rotor auf. Der Rotor ist mit einer Motorwelle 16 drehfest verbunden. Die Motorwelle 16 weist eine Verzahnung 18 zur Verbindung mit einem Anschlussbauteil zur Übertragung des von dem Rotor ausgelösten Antriebsdrehmoments auf.
Der Stator 12 wird über drei Motorphasenleitungen 20 mit elektrischer Energie versorgt. In dem Stator 12 sind mehrere durch Drahtwicklung aufgebaute Spulen angeordnet, über die die elektrische Energie in ein auf den Rotor wirkendes elektromagnetisches Drehfeld umgesetzt wird. Die dadurch im Betrieb des Elektromotors 10 entstehende Wärmeenergie wird über eine Motorkühlung abgeführt.
In Figur 2 ist ein Halbschnitt eines Elektromotors 10 in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Rotor 22 weist mehrere axial nebeneinander angeordnete und insgesamt um die Drehachse 14 drehbare Rotorbleche 24 auf, die mit der Motorwelle 14 drehfest verbunden sind und ein Rotorblechpaket 26 bilden. Die einzelnen Rotorbleche 24 können aus Blech gestanzt sein.
Der Stator 12 weist mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete drahtgewickelte Spulen 28 auf, die mit elektrischer Energie versorgt werden können und davon abhängig ein auf das Rotorblechpaket 26 einwirkendes Drehmagnetfeld auslösen. In dem Rotorblechpaket 26 sind Magnete, die als Permanentmagnete ausgeführt sind, aufgenommen. Die Magnete setzen das Drehmagnetfeld in ein Drehmoment um, das auf die Motorwelle 16 übertragen wird.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Rotorblech 24 eines Rotors 22 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Rotorblech 24 weist mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Magnete 30 auf, die in einer jeweiligen, bevorzugt aus dem Rotorblech 24 gestanzten, Magnetaussparung 32 in dem Rotorblech 24 aufgenommen sind. Die Magnete 30 sind in einer durch eine Magnetanordnung 31 vorgegebenen Lage angeordnet und derart umfangsseitig verteilt, um eine Unwucht des Rotorblechs 24 möglichst gering zu halten und eine geforderte Polanzahl in dem Rotorblech 24 bereitzustellen. Die Magnete 30 sind in der jeweiligen Magnetaussparung 32 mit einem Klebstoff eingeklebt. Die Magnetaussparung 32 greift insbesondere axial durch das Rotorblech 24 durch und der Magnet 30 ist in der Magnetaussparung 32 axial durchgängig angeordnet.
In Figur 4 ist der Ausschnitt A aus Figur 3 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt. Der einzelne Magnet 30 weist eine durch eine Magnetlänge, die sich senkrecht zu der Blattebene erstreckt und eine durch eine erste Seitenlänge, hier eine Magnetbreite D, aufgespannte erste Seitenfläche A1 und eine gewinkelt zu der ersten Seitenfläche A1 ausgerichtete und durch die Magnetlänge und eine zweite Seitenlänge, hier eine Magnethöhe H, aufgespannte zweite Seitenfläche A2 auf. Die erste und zweite Seitenfläche A1 , A2 sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Der Magnet 30 weist einen rechteckigen Querschnitt auf und die Magnetbreite D ist größer als die Magnethöhe H. Der ersten Seitenfläche A1 liegt eine entsprechende Seitenfläche A3 in Richtung der Magnethöhe Fl gegenüber. Der zweiten Seitenfläche A2 liegt eine entsprechende Seitenfläche A4 in Richtung der Magnetbreite D gegenüber.
Der Magnet 30 ist durch einen Klebstoff mit einer Berandungsfläche 34 der Magnetaussparung 32 verbunden. Die Magnetaussparung 32 umfasst von dem Rotorblech 24 in Richtung zu dem Magnet 30 abstehende Begrenzungsmittel B zur Anlage an dem Magneten 30. Die Begrenzungsmittel B ermöglichen eine Ausrichtung und Festlegung des Magneten 30 in der Magnetaussparung 32. Die Begrenzungsmittel B weisen ein erstes Begrenzungsmittel B1 und ein in Richtung der Magnetbreite D beabstandet dazu angeordnetes zweites Begrenzungsmittel B2 jeweils zur Anlage an der ersten Seitenfläche A1 auf.
Die erste Seitenfläche A1 ist von der Berandungsfläche 34 über das erste und zweite Begrenzungsmittel B1, B2 unter Ausbildung eines Spalts 36 beabstandet. Der Klebstoff zur Klebeverbindung zwischen Magnet 30 und Berandungsfläche 34 ist bevorzugt dünnflüssig mit einer Viskosität zwischen 0,05 und 1,2 mPa-s und kann sich dadurch gleichmäßig und vollständig in dem Spalt 36 verteilen und damit die Fügeflächen der Berandungsfläche 34 und des Magneten 30 stoffschlüssig verbinden. Der Spalt 36 verläuft parallel zu der Magnetbreite D zwischen dem ersten und zweiten Begrenzungsmittel B1 , B2. Der Magnet 30 liegt mit der ersten Seitenfläche A1 ausschließlich über das erste und zweite Begrenzungsmittel B1 , B2 an der Berandungsfläche 36 an. Ein maximaler Spaltabstand h des Spalts 36 zwischen der Berandungsfläche 34 und dem Magneten 30 liegt in einem Bereich zwischen der 0,01 bis 0,2 fachen Magnethöhe H und eine maximale Spaltlänge d des Spalts 36 senkrecht zu dem Spaltabstand h und parallel zu der Magnetbreite D liegt in einem Bereich zwischen der 0,2 bis 1 ,0 fachen Magnetbreite D.
Kann der Klebstoff nicht dünnflüssig mit der zuvor angegebenen Viskosität ausgeführt werden, sondern ist dickflüssiger mit einer höheren Viskosität, dann ist zusätzlich oder alternativ zu der Ausführung der Fügeflächen innerhalb von dem Spalt 36 eine Verteilöffnung 38 in der Magnetaussparung 32 eingebracht, die sich zwischen der zweiten Seitenfläche A2 und der Berandungsfläche 34 erstreckt. Der dünnflüssige oder dickflüssige Klebstoff kann über die Verteilöffnung 38 in die Magnetaussparung 32 bei eingesetzten Magneten 30 eingebracht werden und sich in der Verteilöffnung 38 und davon ausgehend zwischen der Berandungsfläche 34 und dem Magneten 30 verteilen. Durch die Verteilöffnung 38 kann sich der Klebstoff in dem Rotorblechpaket von einem Rotorblech 24 zu dem axial benachbart angeordneten Rotorblech gleichmäßig verteilen. Die Verteilöffnung 38 weist in Bezug auf die Magnethöhe H eine maximale Ausdehnung c auf, die kleiner als die Magnethöhe H ist. Dadurch kann die Menge an aufzubringendem Klebstoff verringert werden. Der Rotor kann kostengünstiger und effizienter aufgebaut werden.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Durch das Verfahren 100 zur Magnetbefestigung eines Magneten in einem Rotor wird der Magnet in dem Rotorblech befestigt, indem zunächst eine Erwärmung 102 des Rotorblechpakets, bevorzugt mit einer Temperatur zwischen 30°C und 50°C, anschließend eine Einbringung 104 des Magneten in die Magnetaussparung des Rotorblechs vorgenommen wird. Dabei erfolgt eine Ausrichtung 106 des Magneten über die Befestigungsmittel in der Magnetaussparung. Anschließend erfolgt eine Einbringung 108 von Klebstoff in den Spalt und eine Aushärtung 110 des Klebstoffs durch UV-Bestrahlung. Dadurch kann eine kostengünstige und schnelle Befestigung zwischen Magnet und Rotorblech umgesetzt werden. Eine Wärmebehandlung zur Aushärtung des Klebstoffs kann ausbleiben.
Bezugszeichenliste
10 Elektromotor
12 Stator 14 Drehachse
16 Motorwelle
18 Verzahnung
20 Motorphasenleitung
22 Rotor 24 Rotorblech
26 Rotorblechpaket
28 Spule
30 Magnet
31 Magnetanordnung 32 Magnetaussparung
34 Berandungsfläche
36 Spalt
38 Verteilöffnung 100 Verfahren
102 Erwärmung
104 Einbringung
106 Ausrichtung
108 Einbringung 110 Aushärtung
A1 erste Seitenfläche
A2 zweite Seitenfläche B Begrenzungsmittel
B1 erstes Begrenzungsmittel
B2 zweites Begrenzungsmittel c maximale Ausdehnung d Spaltlänge D Magnetbreite h Spaltabstand
H Magnethöhe

Claims

Patentansprüche
1. Rotor (22) für einen Elektromotor (10), aufweisend ein um eine Drehachse (14) drehbares Rotorblechpaket (26) mit mehreren axial nebeneinander angeordneten Rotorblechen (24), wenigstens einen in einer Magnetaussparung (32) in dem Rotorblech (24) aufgenommenen Magneten (30), der eine wenigstens entlang einer ersten Seitenlange (D) aufgespannte erste Seitenfläche (A1) und eine gewinkelt zu der ersten Seitenfläche (A1) ausgerichtete und wenigstens entlang einer zweiten Seitenlänge (H) aufgespannte zweite Seitenfläche (A2) aufweist und der durch einen Klebstoff mit einer Berandungsfläche (34) der Magnetaussparung (32) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetaussparung (32) eine sich zwischen der zweiten Seitenfläche (A2) und der Berandungsfläche (34) erstreckende Verteilöffnung (38) zur Aufnahme und Weiterleitung des Klebstoffs zwischen den Rotorblechen (24) aufweist, die in Bezug auf die zweite Seitenlänge (H) eine maximale Ausdehnung (c) aufweist, die kleiner als die zweite Seitenlänge (H) ist.
2. Rotor (22) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Seitenfläche (A1 , A2) von der Berandungsfläche (34) über von dem Rotorblech (24) in Richtung zu dem Magnet (30) abstehende Begrenzungsmittel (B) unter Ausbildung eines Spalts (36) beabstandet ist.
3. Rotor (22) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Spaltabstand (h) des Spalts (36) zwischen der Berandungsfläche (34) und dem Magneten (30) in einem Bereich zwischen der 0,01 bis 0,2 fachen ersten oder zweiten Seitenlänge (D, H) liegt.
4. Rotor (22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Spaltlänge (d) des Spalts (36) senkrecht zu dem Spaltabstand (h) und parallel zu der ersten oder zweiten Seitenlange (D, H) in einem Bereich zwischen der 0,2 bis 1 ,0 fachen ersten oder zweiten Seitenlange (D, H) liegt
5. Rotor (22) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsmittel (B) ein erstes Begrenzungsmittel (B1) und beabstandet dazu angeordnetes zweites Begrenzungsmittel (B2) jeweils zur Anlage an der ersten oder zweiten Seitenfläche (A1 , A2) aufweisen.
6. Rotor (22) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (36) zwischen dem ersten und zweiten Begrenzungsmittel (B1, B2) verläuft.
7. Rotor (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (30) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die erste Seitenfläche (A1) senkrecht zu der zweiten Seitenfläche (A2) ist.
8. Elektromotor (10) für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, aufweisend einen Stator (12) und einen gegenüber dem Stator (12) drehbaren Rotor (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
9. Verfahren (100) zur Magnetbefestigung eines Magneten (30) in einem Rotor (22) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit den Merkmalen von Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Magnet (30) in dem Rotorblech (24) befestigt wird, indem eine Erwärmung (102) des Rotorblechpakets (26), anschließend eine Einbringung (104) des Magneten (30) in die Magnetaussparung (32) und eine Ausrichtung (106) des Magneten (30) über die Befestigungsmittel (B) in der Magnetaussparung (32), dann eine Einbringung (108) von Klebstoff in den Spalt (36) und anschließend eine Aushärtung (110) des Klebstoffs durch UV-Bestrahlung erfolgt.
10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Klebstoff bei Einbringung (108) ein dünnflüssiger Klebstoff mit einer Viskosität zwischen 0,05 und 1,2 mPa-s ist.
EP20767962.2A 2019-09-10 2020-08-25 Elektromotor, rotor und verfahren zur magnetbefestigung in einem rotor Pending EP4029120A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019124185.5A DE102019124185A1 (de) 2019-09-10 2019-09-10 Elektromotor, Rotor und Verfahren zur Magnetbefestigung in einem Rotor
PCT/DE2020/100745 WO2021047723A1 (de) 2019-09-10 2020-08-25 Elektromotor, rotor und verfahren zur magnetbefestigung in einem rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4029120A1 true EP4029120A1 (de) 2022-07-20

Family

ID=72422041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20767962.2A Pending EP4029120A1 (de) 2019-09-10 2020-08-25 Elektromotor, rotor und verfahren zur magnetbefestigung in einem rotor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220337107A1 (de)
EP (1) EP4029120A1 (de)
CN (1) CN114424433A (de)
DE (1) DE102019124185A1 (de)
WO (1) WO2021047723A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013066345A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Nippon Soken Inc 回転電機
JPWO2017170982A1 (ja) * 2016-03-31 2018-11-01 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機用ロータ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4734957B2 (ja) * 2005-02-24 2011-07-27 トヨタ自動車株式会社 ロータ
JP2007068318A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁石埋込型モータ
JP4815967B2 (ja) * 2005-09-21 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 永久磁石式回転電機
JP2008109777A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Toyota Motor Corp ロータ、回転電動機およびロータの製造方法
JP2009071910A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Hitachi Ltd 回転電機およびそれを搭載した自動車
GB0800225D0 (en) * 2008-01-07 2008-02-13 Evo Electric Ltd A rotor for an electrical machine
JP4477072B2 (ja) * 2008-02-13 2010-06-09 三菱電機株式会社 回転電機
JP2010063277A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Aisin Seiki Co Ltd ロータ
JP5864227B2 (ja) * 2011-11-18 2016-02-17 トヨタ自動車株式会社 電動機のロータ構造
JP2013132178A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Fanuc Ltd 積層鉄心の破損を防止する構造を有する回転電動機の回転子及び回転電動機
JP5486036B2 (ja) * 2012-04-11 2014-05-07 ファナック株式会社 温度変化に伴う歪みによる不具合を防止するロータ構造を有する電動機及びその製造方法
US20130313923A1 (en) * 2012-05-23 2013-11-28 Remy Technologies, Llc Thermally conductive coating for permanent magnets in electric machine
JP6298237B2 (ja) * 2013-02-22 2018-03-20 株式会社荏原製作所 真空ポンプ用モータロータ及びこれを備えるモータ並びに真空ポンプ
DE102014002047A1 (de) * 2014-02-14 2014-08-21 Daimler Ag Elektromotor und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102015207663A1 (de) * 2015-04-27 2016-10-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor eines Elektromotors
DE102015225523A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Em-Motive Gmbh Rotor einer elektrischen Maschine
US11437876B2 (en) * 2017-06-29 2022-09-06 Honda Motor Co., Ltd. Rotating electrical machine
DE102018129877A1 (de) 2018-01-05 2019-07-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Befestigung mindestens eines Magneten an einem Blechpaket eines Rotors für einen Elektromotor, ein Rotor und ein Elektromotor mit dem Rotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013066345A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Nippon Soken Inc 回転電機
JPWO2017170982A1 (ja) * 2016-03-31 2018-11-01 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機用ロータ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2021047723A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114424433A (zh) 2022-04-29
DE102019124185A1 (de) 2021-03-11
US20220337107A1 (en) 2022-10-20
WO2021047723A1 (de) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1756928B1 (de) Synchronmotor
DE102013012605B4 (de) Rotierende elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen von Magnetpolschuhen
DE102016203311B4 (de) Elektrische maschine und verfahren zum betrieb einer solchen elektrischen maschine
EP3735735B1 (de) Verfahren zur befestigung mindestens eines magneten an einem blechpaket eines rotors für einen elektromotor, ein rotor und ein elektromotor mit dem rotor
EP2709238B1 (de) Permanenterregte Synchronmaschine mit Ferritmagneten
DE102019206460B3 (de) Drehende Mehrphasen-Transversalflussmaschine
DE112020000959T5 (de) Drehende elektrische Maschine, deren Stator und Herstellungsverfahren einer drehenden elektrischen Maschine
DE102015121102A1 (de) Rotorvorrichtung für einen Elektromotor und/oder Generator, Rotor und Motor mit einer solchen Rotorvorrichtung sowie Herstellungsverfahren
DE102019133580A1 (de) Elektrisch erregte Synchronmaschine mit Schenkelpolrotor und permanentmagnetischer Streuflussreduzierung
DE102011052131A1 (de) Reluktanzmotor und verfahren zu dessen montage
DE10349442A1 (de) Elektrische Maschine mit Permanentmagnetrotor und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3352337A1 (de) Rotor einer permanenterregten, rotierenden elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines derartigen rotors
DE102021130225A1 (de) Einsätze für den rotorkern von motoren
DE112017003375T5 (de) Rotierender Rotor einer elektrischen Maschine
WO2021047723A1 (de) Elektromotor, rotor und verfahren zur magnetbefestigung in einem rotor
WO2021047719A1 (de) Antriebsstrangvorrichtung, elektromotor und rotor
DE112020005269T5 (de) Stator einer rotierenden elektrischen maschine, isolierelement für eine rotierende elektrische maschine und rotierende elektrische maschine
EP2999089B1 (de) Reluktanzläufer
WO2021047724A1 (de) Rotor, elektromotor und antriebsstrangvorrichtung
EP2871752B1 (de) Läufer einer rotatorischen permanenterregten Synchronmaschine
EP3503351A1 (de) Permanentmagnetrotor und permanentmagnetgenerator und verfahren zur herstellung eines permanentmagnetrotors
DE102016201092A1 (de) Elektrische Maschine
DE102020209933A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Rotors
WO2021047720A1 (de) Antriebsstrangvorrichtung, elektromotor und rotor
DE102023133261B4 (de) Fertigungssystem und Verfahren zur Herstellung eines Stators und/oder eines Rotors einer elektrischen Maschine sowie Computerprogrammprodukt

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220411

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230522

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250730