EP4186143A1 - Electric motor having a rotor - Google Patents

Electric motor having a rotor

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Publication number
EP4186143A1
EP4186143A1 EP21737378.6A EP21737378A EP4186143A1 EP 4186143 A1 EP4186143 A1 EP 4186143A1 EP 21737378 A EP21737378 A EP 21737378A EP 4186143 A1 EP4186143 A1 EP 4186143A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
supporting part
shaft
electric motor
collar
motor according
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
EP21737378.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Abdulvahap ÖZCAN
Alexander PARTHEYMÜLLER
Tobias Rau
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.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4186143A1 publication Critical patent/EP4186143A1/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements

Definitions

  • the screws are directed axially.
  • the advantage here is that the support part can be positively connected to the shaft in the circumferential direction. In contrast to a non-positive connection, a high torque can thus be safely transmitted.
  • the use of screws and nuts, which are screwed onto the respective threaded area of the screws, is disadvantageous, the assembly is easy to carry out.
  • the support part has an annular outer edge area and an inner wall adjoining it, in particular the support part together with the collar, annular outer edge area and inner wall being designed in one piece, in particular in one piece.
  • the advantage here is that the outer edge area extends further in the axial direction than the inner wall.
  • the permanent magnets can be adhesively bonded to the outer edge area, with the permanent magnets in axial direction are extended further than the supporting part and thus a high torque can be generated.
  • the screw head touches the collar area.
  • the screw can thus be inserted from the same direction from which the permanent magnets are also inserted.
  • a tool in particular a screwdriver, can be guided parallel to the insertion direction to the screw head and after positive contact between the tool and the screw head has taken place, the latter can be actuated, i.e. screwed, with the axis of rotation of the tool being aligned parallel to the axis of rotation of the shaft.
  • second permanent magnets are arranged axially next to the first permanent magnets. The advantage here is that a higher torque can be generated and that the second permanent magnets are in contact with the first permanent magnets to limit them axially.
  • the support part has axially continuous recesses.
  • the advantage here is that the supporting part has a low moment of inertia.
  • the shaft 1 is designed as a hollow shaft, which has only a blind hole as a hollow space.
  • the shaft 1 is therefore closed on a first side.
  • a centrally located threaded hole goes axially through this closed area and opens into the cavity of the shaft 1.
  • a thin layer of adhesive is therefore arranged between the radial outside of the annular outer edge region 7 and the permanent magnet 2 .
  • the inner wall 8 has recesses 30 which are radially spaced from the screws 5 and are continuous in the axial direction and regularly spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • these recesses 30 are each cylindrical, ie have a circular cross-section.
  • the collar 21 formed on the support part 3 forms the edge of the annular outer edge area 7 in the axial direction.
  • the permanent magnets 2 are thus arranged in the axial direction on the side of the collar 21 facing the sensor.
  • the support part 3 together with its collar 21, the annular outer edge region 7 and the inner wall 8 is made in one piece, in particular in one piece, in particular as a cast part.
  • the support part 3 is preferably made of a ferromagnetic material, in particular steel.
  • a very short connection area in the axial direction is necessary.
  • the greatest wall thickness of the inner wall is at least five times smaller than the greatest extent of the annular outer edge area 7.
  • the inner wall 7 essentially touches the shaft 1 only at its collar area 4, in particular at a single axial position.
  • the support part 3 can be designed as a one-piece, ie one-piece, spoked wheel. reference list

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The invention relates to an electric motor having a rotor, wherein the rotor has a shaft and a supporting part, first permanent magnets being arranged on the outer periphery of the supporting part, in particular being integrally bonded to the supporting part, the supporting part being fastened by means of screws to the shaft, in particular to a collar region of the shaft which protrudes radially on the shaft, the first permanent magnets being placed against a collar of the supporting part protruding radially outward.

Description

Elektromotor mit einem Rotor Electric motor with a rotor
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotor. The invention relates to an electric motor with a rotor.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen Rotor aufweist, der über Lager drehbar gelagert im Elektromotor angeordnet ist. It is generally known that an electric motor has a rotor which is arranged in the electric motor in a rotatably mounted manner via bearings.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor kompakt weiterzubilden. The invention is therefore based on the object of further developing an electric motor in a compact manner.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. According to the invention, the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit einem Rotor sind, dass der Rotor eine Welle und ein Tragteil aufweist, wobei am Außenumfang des Tragteils erste Dauermagnete angeordnet sind, insbesondere mit dem Tragteil stoffschlüssig verbunden sind, wobei das Tragteil mittels Schrauben an der Welle, insbesondere an einem an der Welle radial hervorragenden Kragenbereich der Welle, befestigt ist, wobei die ersten Dauermagnete gegen einen nach radial außen hervorragenden Kragen des Tragteils angestellt sind. Important features of the invention in the electric motor with a rotor are that the rotor has a shaft and a supporting part, with first permanent magnets being arranged on the outer circumference of the supporting part, in particular being cohesively connected to the supporting part, the supporting part being attached to the shaft by means of screws, in particular on a collar area of the shaft that projects radially on the shaft, the first permanent magnets being set against a collar of the supporting part that projects radially outwards.
Von Vorteil ist dabei, dass als Tragteil ein massives Teil verwendbar ist, also kein Blechpaket. Denn die Befestigung mit einer Schraube ermöglicht eine formschlüssige Verbindung mit hoher Verbindungskraft. Die somit erlaubte hohe Druckkraft des Schraubenkopfes wird in den Kragenbereich eingeleitet und dem Tragteil zugeführt. Außerdem ist somit eine einfache Montage ermöglicht, indem das Tragteil aus der gleichen axialen Richtung herkommend mit Dauermagneten bestückt wird, wie auch die Welle eingeschoben wird in das Tragteil. Der Kragen bildet einen Anschlag für die Dauermagnete. Somit ist eine hochpräzise Fertigung ermöglicht. Außerdem ist für die in axialer Richtung eingeführten Dauermagnete eine Begrenzung durch den Kragen bewirkt. Ebenso ist die Welle mit ihrem Kragenbereich axial begrenzt vom T ragteil und kann nicht weiter eingeführt werden als bis zum Anliegen des Kragenbereichs an dem Tragteil. Auf diese Weise ist eine einfache Fertigung durch Zusammenfügen aus einer einzigen Richtung herkommend ermöglicht. The advantage here is that a solid part can be used as the supporting part, ie no laminated core. Fastening with a screw enables a form-fitting connection with high connecting force. The high compressive force of the screw head that is thus permitted is introduced into the collar area and fed to the supporting part. In addition, a simple assembly is thus made possible in that the supporting part is equipped with permanent magnets coming from the same axial direction as the shaft is also pushed into the supporting part. The collar forms a stop for the permanent magnets. This enables high-precision production. In addition, a limitation is effected by the collar for the permanent magnets inserted in the axial direction. Likewise, the shaft with its collar area is axially delimited by the supporting part and cannot be inserted further than until the collar area rests against the supporting part. In this way, a simple production is made possible by joining coming from a single direction.
Beispielsweise ist das Tragteil mit Dauermagneten aus der Richtung befüllbar und ebenso die Welle aus der gleichen Richtung herkommend befüllbar und die Schrauben ebenso aus der gleichen Richtung herkommend einführbar. Dabei wird die Betätigung der Schrauben durch einen kurzen Schraubendreher oder ein entsprechendes Werkzeug ausführbar. For example, the supporting part can be filled with permanent magnets from the same direction and the shaft can also be filled coming from the same direction and the screws can also be inserted coming from the same direction. The actuation of the screws can be carried out using a short screwdriver or a corresponding tool.
Außerdem ist ein niedriges Trägheitsmoment erreichbar. In addition, a low moment of inertia can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schrauben axial gerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass das Tragteil an der Welle in Umfangsrichtung formschlüssig verbindbar ist. Im Gegensatz zu einer kraftschlüssigen Verbindung ist somit ein hohes Drehmoment sicher übertragbar. Nachteilig ist zwar die Verwendung von Schrauben und Muttern, die auf den jeweiligen Gewindebereich der Schrauben aufgeschraubt werden, aber die Montage ist einfach ausführbar. In an advantageous embodiment, the screws are directed axially. The advantage here is that the support part can be positively connected to the shaft in the circumferential direction. In contrast to a non-positive connection, a high torque can thus be safely transmitted. Although the use of screws and nuts, which are screwed onto the respective threaded area of the screws, is disadvantageous, the assembly is easy to carry out.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Tragteil ein Gussteil und/oder das Tragteil ist aus Stahl gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein stabiles tragfähiges kompaktes Teil verwendbar ist. somit ist ein großes Volumen zwischen den Dauermagneten und der Welle unbefüllt, insbesondere im Vergleich mit einem Blechpaket. Auf diese Weise ist eine verbesserte Kühlung erreichbar. In an advantageous embodiment, the supporting part is a cast part and/or the supporting part is made of steel. The advantage here is that a stable, load-bearing, compact part can be used. thus a large volume between the permanent magnets and the shaft is unfilled, especially in comparison with a laminated core. Improved cooling can be achieved in this way.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Tragteil einen ringförmigen Außenrandbereich und eine daran angrenzende Innenwand auf, insbesondere wobei das Tragteil samt Kragen, ringförmigem Außenrandbereich und Innenwand einstückig, insbesondere einteilig, ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Außenrandbereich in axialer Richtung weiter ausgedehnt ist als die Innenwand. Somit sind die Dauermagnete auf den Außenrandbereich klebeverbindbar, wobei die Dauermagnete in axialer Richtung weiter als das Tragteil ausgedehnt sind und somit ein hohes Drehmoment erzeugbar ist. In an advantageous embodiment, the support part has an annular outer edge area and an inner wall adjoining it, in particular the support part together with the collar, annular outer edge area and inner wall being designed in one piece, in particular in one piece. The advantage here is that the outer edge area extends further in the axial direction than the inner wall. Thus, the permanent magnets can be adhesively bonded to the outer edge area, with the permanent magnets in axial direction are extended further than the supporting part and thus a high torque can be generated.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Tragteil, insbesondere die Innenwand des Tragteils, eine axial durchgehende Ausnehmung auf, durch welche die Welle zumindest teilweise durchgeführt ist, insbesondere wobei der größte Außendurchmesser des Kragenbereichs der Welle größer ist als der lichte Innendurchmesser der Ausnehmung des Tragteils, insbesondere der Innenwand des Tragteils. Von Vorteil ist dabei, dass eine axiale Begrenzung bewirkbar ist. In an advantageous embodiment, the supporting part, in particular the inner wall of the supporting part, has an axially continuous recess, through which the shaft is at least partially guided, in particular with the largest outer diameter of the collar area of the shaft being larger than the clear inner diameter of the recess of the supporting part, in particular the inner wall of the supporting part. The advantage here is that an axial limitation can be effected.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Schrauben jeweils einen Schraubenkopf auf, welcher auf der vom T ragteil, insbesondere auf der von der Innenwand, abgewandten Seite des Kragenbereichs der Welle angeordnet ist, insbesondere wobei der Schraubenkopf der Schraube auf der vom Tragteil, insbesondere auf der von der Innenwand abgewandten Seite des Kragenbereichs der Welle den Kragenbereich der Welle berührt, insbesondere wobei die Schraubenköpfe an derselben axialen Position angeordnet sind, zueinander parallel ausgerichtet sind und in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine Montage aus einer einzigen Richtung her kommen ausführbar ist. Durch eine gleichmäßige Beabstandung in Umfangsrichtung ist eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte bewirkbar. In an advantageous embodiment, the screws each have a screw head, which is arranged on the side of the collar region of the shaft facing away from the support part, in particular on the side of the collar region of the shaft that is remote from the inner wall, in particular the screw head of the screw being on the side of the support part, in particular on the of the side of the collar portion of the shaft facing away from the inner wall touches the collar portion of the shaft, in particular wherein the screw heads are arranged at the same axial position, are aligned parallel to one another and are regularly spaced from one another in the circumferential direction. The advantage here is that assembly can be carried out from a single direction. A uniform distribution of the forces can be brought about by uniform spacing in the circumferential direction.
Der Schraubenkopf berührt den Kragenbereich. Somit ist die Schraube aus derselben Richtung einführbar, aus der auch die Dauermagnete eingeführt sind. Außerdem ist ein Werkzeug, insbesondere Schraubendreher, parallel zur Einführrichtung zum Schraubenkopf hinführbar und nach erfolgtem formschlüssigem Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Schraubenkopf dieser betätigbar, also schraubbar, wobei die Drehachse des Werkzeugs parallel zur Drehachse der Welle ausgerichtet ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind axial neben den ersten Dauermagneten zweite Dauermagnete angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein höheres Drehmoment erzeugbar ist und dass die zweiten Dauermagnete zur ihrer axialen Begrenzung an den ersten Dauermagneten anliegen. The screw head touches the collar area. The screw can thus be inserted from the same direction from which the permanent magnets are also inserted. In addition, a tool, in particular a screwdriver, can be guided parallel to the insertion direction to the screw head and after positive contact between the tool and the screw head has taken place, the latter can be actuated, i.e. screwed, with the axis of rotation of the tool being aligned parallel to the axis of rotation of the shaft. In an advantageous embodiment, second permanent magnets are arranged axially next to the first permanent magnets. The advantage here is that a higher torque can be generated and that the second permanent magnets are in contact with the first permanent magnets to limit them axially.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die axiale Länge desjenigen Bereichs der Welle, welcher auf der vom Schraubenkopf abgewandten Seite des Kragenbereichs ausgebildet ist, größer ist als die axiale Länge desjenigen Bereichs der Welle, welcher auf der dem Schraubenkopf zugewandten Seite des Kragenbereichs ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein kurzer Schraubendreher zur Betätigung der Schraubköpfe einsetzbar ist. In an advantageous embodiment, the axial length of that area of the shaft which is formed on the side of the collar area facing away from the screw head is greater than the axial length of that area of the shaft which is formed on the side of the collar area facing the screw head. The advantage here is that a short screwdriver can be used to actuate the screw heads.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist an derjenigen Stirnseite der Welle, welche den geringsten Abstand zum Schraubenkopf auf, eine durchgehende Gewindebohrung zur Befestigung des drehbaren Teils des Sensors angeordnet ist, insbesondere wobei die Gewindebohrung in den Hohlraum der Welle mündet. Von Vorteil ist dabei, dass der Geber am kürzeren Wellenteil vom Kragenbereich aus gesehen angeordnet ist. Somit sind thermische Ausdehnungen verringerbar, wenn ein Festlager axial zwischen dem Sensor und dem Kragenbereich angeordnet ist. In an advantageous embodiment, a continuous threaded borehole for fastening the rotatable part of the sensor is arranged on that end face of the shaft which has the smallest distance from the screw head, in particular the threaded borehole opening into the hollow space of the shaft. The advantage here is that the encoder is arranged on the shorter part of the shaft as seen from the collar area. Thermal expansion can thus be reduced if a fixed bearing is arranged axially between the sensor and the collar area.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt der Gewindebereich der jeweiligen Schraube auf der vom Schraubenkopf abgewandten Seite des Kragenbereichs axial hervor und eine Mutter ist auf den Gewindebereich aufgeschraubt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und sichere Befestigung ermöglicht ist. In an advantageous embodiment, the threaded area of the respective screw protrudes axially on the side of the collar area facing away from the screw head and a nut is screwed onto the threaded area. The advantage here is that a simple and secure attachment is made possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Welle aus Stahl gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine hochbelastbare Welle bereit stellbar ist. Außerdem ist die Tragfähigkeit durch die Welle verbesserbar. In an advantageous embodiment, the shaft is made of steel. The advantage here is that a heavy-duty shaft can be set ready. In addition, the carrying capacity can be improved by the shaft.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Tragteil als Speichenrad ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein besonders niedriges Trägheitsmoment erreichbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist angrenzend an den umlaufenden Kragen des Tragteils an der radialen Außenseite des ringförmigen Außenrandbereichs des Tragteils eine in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut als Vertiefung ausgebildet, die mit Klebstoff gefüllt ist, insbesondere zur Verdickung der Klebeschicht zwischen den ersten Dauermagneten und dem Tragteil, wobei die ersten Dauermagnete die Ringnut radial umgeben und/oder nach radial außen hin abdecken. Von Vorteil ist dabei, dass die Dauermagnete schwingungsdämpfend befestigt sind am Tragteil und somit mechanisch weniger belastet sind. Dadurch ist die Standzeit erhöht.In an advantageous embodiment, the support part is designed as a spoked wheel. The advantage here is that a particularly low moment of inertia can be achieved. In an advantageous embodiment, adjacent to the peripheral collar of the supporting part on the radial outside of the annular outer edge region of the supporting part, an annular groove running in the circumferential direction is formed as a depression, which is filled with adhesive, in particular to thicken the adhesive layer between the first permanent magnet and the supporting part, wherein the first permanent magnets surround the annular groove radially and/or cover it radially outwards. The advantage here is that the permanent magnets are attached to the supporting part in a vibration-damping manner and are therefore less mechanically stressed. This increases the service life.
Dies gilt insbesondere bei Ausführung der Dauermagnete aus einem spröden Material. This applies in particular when the permanent magnets are made of a brittle material.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Tragteil axial durchgehende Ausnehmungen auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Tragteil ein niedriges Trägheitsmoment aufweist. In an advantageous embodiment, the support part has axially continuous recesses. The advantage here is that the supporting part has a low moment of inertia.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom Tragteil, insbesondere der vom nach radial außen hervorragenden Kragen des Tragteils, überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von den Dauermagneten überdeckten Radialabstandsbereich, insbesondere echt, insbesondere wobei die radial äußere Oberfläche der Dauermagneten unbedeckt ist, insbesondere von Luft umgeben ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Anschlag mit wenig Material, also auch mit wenig Masse und niedrigem Trägheitsmoment erreichbar ist. In an advantageous embodiment, the radial distance area covered by the support part, in particular the radially outwardly projecting collar of the support part, overlaps with the radial distance area covered by the permanent magnets, in particular genuinely, in particular with the radially outer surface of the permanent magnets being uncovered, in particular surrounded by air. The advantage here is that a stop can be achieved with little material, ie with little mass and a low moment of inertia.
Bei einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der vom Tragteil, insbesondere der vom nach radial außen hervorragenden Kragen des Tragteils, überdeckte Radialabstandsbereich den von den Dauermagneten überdeckten Radialabstandsbereich, insbesondere wobei die ersten Dauermagneten in eine insbesondere zur axialen Richtung hin geöffnete Vertiefung des Kragens hineinragen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Sicherung der Dauermagnete gegen Ablösen vom Tragteil erreichbar ist. Außerdem ist eine verbesserte Feldführung im Randbereich des Aktivteils, insbesondere also der Dauermagneten, ermöglicht. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. In a further advantageous embodiment, the radial spacing area covered by the supporting part, in particular the radially outwardly projecting collar of the supporting part, includes the radial spacing area covered by the permanent magnets, in particular with the first permanent magnets protruding into a recess in the collar that is open in particular towards the axial direction. The advantage here is that the permanent magnets can be secured against becoming detached from the supporting part. In addition, improved field guidance in the edge area of the active part, ie in particular the permanent magnets, is made possible. Further advantages result from the dependent claims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful combinations of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures, in particular from the task and/or the task arising from comparison with the prior art.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert: The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:
In der Figur 1 ist ein Längsschnitt durch den Rotor eines erfindungsgemäßen Elektromotors dargestellt. FIG. 1 shows a longitudinal section through the rotor of an electric motor according to the invention.
In der Figur 2 ist ein Ausschnitt der Figur 1 dargestellt. A section of FIG. 1 is shown in FIG.
In der Figur 3 ist eine Draufsicht auf den Rotor dargestellt. FIG. 3 shows a plan view of the rotor.
Wie in den Figuren dargestellt, ist ein an seinem radialen Außenumfang mit Dauermagneten 2 bestücktes Tragteil 3 mittels Schrauben 5 am radial hervorstehenden Kragenbereich 4 einer Welle 1 befestigt. As shown in the figures, a supporting part 3 fitted with permanent magnets 2 on its radial outer circumference is fastened to the radially projecting collar region 4 of a shaft 1 by means of screws 5 .
Die Welle 1 weist Lagersitze auf, an welche eine jeweilige, an der Welle ausgebildete Stufe angrenzt. Somit ist der Innenring eines jeweiligen, auf dem jeweiligen Lagersitz aufgenommenen Lagers gegen die Stufe anstellbar. Beide Lager sind auf die Welle 1 aufgesteckt und in einem jeweiligen Lager aufgenommen. The shaft 1 has bearing seats which are adjoined by a respective step formed on the shaft. Thus, the inner ring of a respective bearing accommodated on the respective bearing seat can be adjusted against the step. Both bearings are slipped onto the shaft 1 and accommodated in a respective bearing.
Die Welle 1 ist als Hohlwelle ausgeführt, welche als Hohlraum nur ein Sackloch aufweist. Die Welle 1 ist also an einer ersten Seite verschlossen. Eine zentrisch angeordnete Gewindebohrung geht axial durch diesen verschlossenen Bereich hindurch und mündet in den Hohlraum der Welle 1. The shaft 1 is designed as a hollow shaft, which has only a blind hole as a hollow space. The shaft 1 is therefore closed on a first side. A centrally located threaded hole goes axially through this closed area and opens into the cavity of the shaft 1.
Mittels einer in die Gewindebohrung eingeschraubten Schraube ist ein in den Figuren nicht dargestellter Winkelsensor, insbesondere also Sensor zur Erfassung der Drehlage der Welle 1 , verbindbar. Der Winkelsensor weist einen mit dem Gehäuse des Elektromotors drehfest verbundenen Teil auf und einen relativ zu diesem Teil drehbaren Teil. Mittels der Schraube ist der drehbare Teil mit der Welle 1 drehtest verbindbar, insbesondere kraftschlüssig drehtest verbindbar. By means of a screw screwed into the threaded hole, there is an angle sensor, not shown in the figures, that is to say in particular a sensor for detecting the rotational position of the shaft 1 , connectable. The angle sensor has a part that is non-rotatably connected to the housing of the electric motor and a part that is rotatable relative to this part. By means of the screw, the rotatable part can be rotationally connected to the shaft 1, in particular non-positively rotationally connected.
Die Welle 1 weist einen radial hervorragenden, in Umfangsrichtung umlaufenden Kragenbereich 4 auf, an welchem das Tragteil 3 mittels axial gerichteter Schrauben 5 befestigt ist. The shaft 1 has a radially projecting collar area 4 running in the circumferential direction, to which the supporting part 3 is fastened by means of axially directed screws 5 .
Hierbei ist der Schraubenkopf der Schrauben 5 jeweils zu dem Sensor hingewandt angeordnet. Here, the screw head of the screw 5 is arranged facing towards the sensor.
Der vom Kragenbereich 4 bis zur dem Sensor zugewandten Stirnseite der Welle 1 vorhandene Bereich der Welle 1 hat eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung als der vom Kragenbereich 4 bis zu der vom Sensor abgewandten Stirnseite der Welle 1. The area of the shaft 1 present from the collar area 4 to the end face of the shaft 1 facing the sensor has a smaller extent in the axial direction than that from the collar area 4 to the end face of the shaft 1 facing away from the sensor.
Somit ist also der Schraubenkopf der jeweiligen Schraube 5 auf der vom Kragenbereich aus gesehen in axialer Richtung kürzeren Seite der Welle 1 angeordnet und der Gewindebereich der jeweiligen Schraube 5 ragt zur längeren Seite, insbesondere also zur vom Kragenbereich 4 aus gesehen in axialer Richtung längeren Seite der Welle 1 heraus. Thus, the screw head of the respective screw 5 is arranged on the shorter side of the shaft 1 viewed from the collar area in the axial direction and the threaded area of the respective screw 5 projects to the longer side, i.e. in particular to the longer side of the shaft 1 viewed from the collar area 4 in the axial direction Wave 1 out.
Somit ist einerseits eine Montage mit einem parallel zur Drehachse der Welle 1 ausgerichteten Schraubendreher von der kürzeren Seite aus ermöglicht. Thus, on the one hand, assembly with a screwdriver aligned parallel to the axis of rotation of the shaft 1 is made possible from the shorter side.
Das Tragteil 3 weist einen ringförmigen Außenrandbereich 7 auf, in welchem eine lochscheibenförmige Innenwand 8 angeordnet ist. In deren lochförmige Ausnehmung ist die Welle 1 derart tief eingesteckt, dass der Kragenbereich 4 der Welle 1 an der Innenwand 8 anliegt. Die Schrauben 5 gehen durch den Kragenbereich 4 sowie die Innenwand 8 hindurch. Auf dem vom Schraubenkopf der jeweiligen Schraube 5 abgewandten Seite ist eine Mutter auf den Gewindebereich der Schraube 5 aufgeschraubt. Somit drückt der Schraubenkopf der jeweiligen Schraube 5 den Kragenbereich 4 auf die Innenwand 8. Auf der radialen Außenseite des ringförmigen Außenrandbereichs 7 sind Dauermagnete 2 aufgeklebt. Dabei sind Dauermagnete 2 gegen einen am Außenrandbereich 7 nach radial außen hervorragenden, in Umfangsrichtung vollständig umlaufenden Kragen 21 angestellt. The support part 3 has an annular outer edge region 7 in which an inner wall 8 in the form of a perforated disk is arranged. The shaft 1 is inserted so deeply into its hole-shaped recess that the collar area 4 of the shaft 1 bears against the inner wall 8 . The screws 5 pass through the collar area 4 and the inner wall 8 . A nut is screwed onto the threaded area of the screw 5 on the side facing away from the screw head of the respective screw 5 . The screw head of the respective screw 5 thus presses the collar area 4 onto the inner wall 8. Permanent magnets 2 are glued to the radial outside of the annular outer edge area 7 . Permanent magnets 2 are positioned against a collar 21 that protrudes radially outwards at the outer edge region 7 and runs completely around in the circumferential direction.
Zwischen der radialen Außenseite des ringförmigen Außenrandbereichs 7 und den Dauermagneten 2 ist also eine dünne Schicht aus Klebstoff angeordnet. A thin layer of adhesive is therefore arranged between the radial outside of the annular outer edge region 7 and the permanent magnet 2 .
Angrenzend an den umlaufenden Kragen 21 ist aber an dieser radialen Außenseite des ringförmigen Außenrandbereichs 7 eine in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut 20 als Vertiefung angeordnet, so dass im Bereich dieser Ringnut 20 die Klebeschicht verdickt ausgeführt ist. Auf diese Weise ist eine verbesserte Abdämpfung von Schwingungen erreichbar. Adjacent to the circumferential collar 21, however, a circumferential annular groove 20 is arranged as a depression on this radial outside of the annular outer edge region 7, so that the adhesive layer is thicker in the region of this annular groove 20. In this way, improved vibration damping can be achieved.
Die axiale Richtung ist parallel zur Drehachse der Welle 1. Die Umfangsrichtung und die radiale Richtung beziehen sich ebenfalls auf die Drehachse der Welle 1. The axial direction is parallel to the axis of rotation of the shaft 1. The circumferential direction and the radial direction also refer to the axis of rotation of the shaft 1.
Die an der gleichen axialen Position angeordneten Dauermagnete 2 sind in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet. The permanent magnets 2 arranged at the same axial position are regularly spaced from each other in the circumferential direction.
Die Innenwand 8 weist von den Schrauben 5 radial beabstandete in axialer Richtung durchgehende, in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete Ausnehmungen 30 auf. Vorzugsweise sind diese Ausnehmungen 30 jeweils zylindrisch, weisen also einen kreisförmigen Querschnitt auf. The inner wall 8 has recesses 30 which are radially spaced from the screws 5 and are continuous in the axial direction and regularly spaced apart from one another in the circumferential direction. Preferably, these recesses 30 are each cylindrical, ie have a circular cross-section.
Diejenigen Bereiche des Tragteils 2, welche in Umfangsrichtung zwischen den Ausnehmungen30 angeordnet sind, sind als Speichenbereiche bezeichenbar, welche einen Innenring des Tragteils mit dem ringförmigen Außenrandbereich 7 verbinden. Those areas of the support part 2 which are arranged in the circumferential direction between the recesses 30 can be designated as spoke areas which connect an inner ring of the support part to the annular outer edge area 7 .
Der am Tragteil 3 ausgeformte Kragen 21 bildet in axialer Richtung den Rand des ringförmigen Außenrandbereichs 7. Somit sind die Dauermagnete 2 in axialer Richtung auf der dem Sensor zugewandten Seite des Kragens 21 angeordnet. The collar 21 formed on the support part 3 forms the edge of the annular outer edge area 7 in the axial direction. The permanent magnets 2 are thus arranged in the axial direction on the side of the collar 21 facing the sensor.
Das Tragteil 3 samt seinem Kragen 21, dem ringförmigen Außenrandbereich 7 und der Innenwand 8 ist einstückig, insbesondere einteilig, ausgeführt, insbesondere als Gussteil. Vorzugsweise ist das Tragteil 3 aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere Stahl, ausgeführt. Somit ist ein in axialer Richtung sehr kurzer Verbindungsbereich notwendig. Insbesondere ist die größte Wandstärke der Innenwand mindestens fünfmal kleiner als die größte Ausdehnung des ringförmigen Außenrandbereichs 7. Im Wesentlichen berührt die Innenwand 7 die Welle 1 nur an deren Kragenbereich 4, insbesondere an einer einzigen axialen Position. The support part 3 together with its collar 21, the annular outer edge region 7 and the inner wall 8 is made in one piece, in particular in one piece, in particular as a cast part. The support part 3 is preferably made of a ferromagnetic material, in particular steel. Thus, a very short connection area in the axial direction is necessary. In particular, the greatest wall thickness of the inner wall is at least five times smaller than the greatest extent of the annular outer edge area 7. The inner wall 7 essentially touches the shaft 1 only at its collar area 4, in particular at a single axial position.
Bei der Herstellung wird der ringförmige Außenrandbereich 7 zunächst mit Klebstoff bestrichen und dann werden die Dauermagnete 2 aufgedrückt, wobei das vom Sensor abgewandte Ende der in axialer Richtung vom Sensor am weitesten entfernten Dauermagnete 2 an den Kragen 21 angedrückt ist. During production, the ring-shaped outer edge area 7 is first coated with adhesive and then the permanent magnets 2 are pressed on, with the end facing away from the sensor of the permanent magnets 2 furthest away from the sensor in the axial direction being pressed against the collar 21 .
Der maximale Durchmesser der Welle 1 weniger als halb so groß wie der maximale Durchmesser des Tragteils 3. The maximum diameter of the shaft 1 is less than half the maximum diameter of the supporting part 3.
Das Gehäuse des Elektromotors umgibt eine Statorwicklung und weist an seiner Außenseite axial gerichtete, in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete Kühlrippen auf. The housing of the electric motor surrounds a stator winding and has, on its outside, axially directed cooling ribs that are regularly spaced apart from one another in the circumferential direction.
Mittels der Ausführung der Welle 1 als Hohlwelle und mittels der Ausnehmungen im Tragteil 3 ist ein geringes Trägheitsmoment des Rotors erreichbar. A low moment of inertia of the rotor can be achieved by designing the shaft 1 as a hollow shaft and by means of the recesses in the support part 3 .
Die Hohlwelle ist mit einem Hohlraum ausgeführt, der axial nicht vollständig durchgeht. Der Hohlraum der Hohlwelle entspricht - topologisch gesprochen - einem Sackloch. The hollow shaft is designed with a cavity that does not go through completely axially. The cavity of the hollow shaft corresponds - topologically speaking - to a blind hole.
Ein Blechpaket ist nicht notwendig. A laminated core is not necessary.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das Tragteil 3 als einstückiges, also einteiliges, Speichenrad ausführbar. Bezugszeichenliste In further exemplary embodiments according to the invention, the support part 3 can be designed as a one-piece, ie one-piece, spoked wheel. reference list
1 Welle, insbesondere Hohlwelle 2 Dauermagnete 1 shaft, in particular hollow shaft 2 permanent magnets
3 Tragteil 3 carrying part
4 Kragenbereich 4 collar area
5 Schraube 5 screw
6 Gewindebohrung 7 ringförmiger Außenrandbereich 6 threaded hole 7 ring-shaped outer edge area
8 lochscheibenförmige Innenwand 8 perforated disk-shaped inner wall
20 Ringnut, insbesondere in Umfangsrichtung vollständig und ununterbrochen umlaufend20 annular groove, in particular in the circumferential direction completely and uninterruptedly encircling
21 am Tragteil 3 ausgeformter Kragen 30 axial durchgehende Ausnehmung 31 Stegbereich 21 on the support part 3 formed collar 30 axially continuous recess 31 web area

Claims

Patentansprüche: Patent Claims:
1. Elektromotor mit einem Rotor, wobei der Rotor eine Welle und ein Tragteil aufweist, wobei am Außenumfang des Tragteils erste Dauermagnete angeordnet sind, insbesondere mit dem Tragteil stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil mittels Schrauben an der Welle, insbesondere an einem an der Welle radial hervorragenden Kragenbereich der Welle, befestigt ist, wobei die ersten Dauermagnete gegen einen nach radial außen hervorragenden Kragen des Tragteils angestellt sind. 1. Electric motor with a rotor, the rotor having a shaft and a supporting part, first permanent magnets being arranged on the outer circumference of the supporting part, in particular being materially connected to the supporting part, characterized in that the supporting part is attached to the shaft by means of screws, in particular to a on the shaft radially projecting collar area of the shaft, wherein the first permanent magnets are employed against a radially outwardly projecting collar of the support part.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben axial gerichtet sind. 2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the screws are directed axially.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil ein Gussteil ist und/oder wobei das Tragteil aus Stahl gefertigt ist. 3. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting part is a cast part and / or wherein the supporting part is made of steel.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil einen ringförmigen Außenrandbereich und eine daran angrenzende Innenwand aufweist, insbesondere wobei das Tragteil samt Kragen, ringförmigem Außenrandbereich und Innenwand einstückig, insbesondere einteilig, ausgeführt ist. 4. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting part has an annular outer edge region and an inner wall adjoining it, in particular wherein the supporting part together with the collar, annular outer edge region and inner wall is designed in one piece, in particular in one piece.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil, insbesondere die Innenwand des Tragteils, eine axial durchgehende Ausnehmung aufweist, durch welche die Welle zumindest teilweise durchgeführt ist, insbesondere wobei der größte Außendurchmesser des Kragenbereichs der Welle größer ist als der lichte Innendurchmesser der Ausnehmung des Tragteils, insbesondere der Innenwand des Tragteils. 5. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting part, in particular the inner wall of the supporting part, has an axially continuous recess through which the shaft is at least partially guided, in particular the largest outer diameter of the collar area of the shaft being larger than that clear inner diameter of the recess of the supporting part, in particular of the inner wall of the supporting part.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben jeweils einen Schraubenkopf aufweisen, welcher auf der vom Tragteil, insbesondere auf der von der Innenwand, abgewandten Seite des Kragenbereichs der Welle angeordnet ist, insbesondere wobei der Schraubenkopf der Schraube auf der vom Tragteil, insbesondere auf der von der Innenwand abgewandten Seite des Kragenbereichs der Welle den Kragenbereich der Welle berührt, insbesondere wobei die Schraubenköpfe an derselben axialen Position angeordnet sind, zueinander parallel ausgerichtet sind und in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet sind. 6. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the screws each have a screw head which is arranged on the side of the collar region of the shaft which is remote from the support part, in particular on the side facing away from the inner wall, in particular the screw head of the screw being on the from the supporting part, in particular on the side of the collar area of the shaft facing away from the inner wall, touches the collar area of the shaft, in particular wherein the screw heads are arranged at the same axial position, are aligned parallel to one another and are regularly spaced from one another in the circumferential direction.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass axial neben den ersten Dauermagneten zweite Dauermagnete angeordnet sind. 7. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that second permanent magnets are arranged axially next to the first permanent magnets.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge desjenigen Bereichs der Welle, welcher auf der vom Schraubenkopf abgewandten Seite des Kragenbereichs ausgebildet ist, größer ist als die axiale Länge desjenigen Bereichs der Welle, welcher auf der dem Schraubenkopf zugewandten Seite des Kragenbereichs ausgebildet ist. 8. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the axial length of that region of the shaft which is formed on the side of the collar region facing away from the screw head is greater than the axial length of that region of the shaft which is on the side facing the screw head Side of the collar area is formed.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an derjenigen Stirnseite der Welle, welche den geringsten Abstand zum Schraubenkopf aufweist, eine durchgehende Gewindebohrung zur Befestigung des drehbaren Teils des Sensors angeordnet ist, insbesondere wobei die Gewindebohrung in den Hohlraum der Welle mündet. 9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a continuous threaded bore for fastening the rotatable part of the sensor is arranged on that end face of the shaft which has the smallest distance from the screw head, in particular the threaded bore opening into the cavity of the shaft .
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebereich der jeweiligen Schraube auf der vom Schraubenkopf abgewandten Seite des Kragenbereichs axial hervorragt und eine Mutter auf den Gewindebereich aufgeschraubt ist. 10. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded portion of the respective screw protrudes axially on the side facing away from the screw head of the collar portion and a nut is screwed onto the threaded portion.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle aus Stahl gefertigt ist, und/oder dass das Tragteil als Speichenrad ausgeführt ist. 11. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft is made of steel and / or that the support part is designed as a spoked wheel.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an den umlaufenden Kragen (21) des Tragteils an der radialen Außenseite des ringförmigen Außenrandbereichs (7) des Tragteils eine in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut (20) als Vertiefung ausgebildet ist, die mit Klebstoff gefüllt ist, insbesondere zur Verdickung der Klebeschicht zwischen den ersten Dauermagneten und dem Tragteil, wobei die ersten Dauermagnete die Ringnut (20) radial umgeben und/oder nach radial außen hin abdecken. 12. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that adjoining the peripheral collar (21) of the supporting part on the radial outside of the annular outer edge region (7) of the supporting part, an annular groove (20) running in the peripheral direction is formed as a depression, which Adhesive is filled, in particular to thicken the adhesive layer between the first permanent magnet and the supporting part, the first permanent magnets surrounding the annular groove (20) radially and/or covering it radially outwards.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil axial durchgehende Ausnehmungen aufweist. 13. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting part has axially continuous recesses.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Tragteil, insbesondere der vom nach radial außen hervorragenden Kragen des Tragteils, überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von den Dauermagneten überdeckten Radialabstandsbereich überlappt, insbesondere echt überlappt, insbesondere wobei die radial äußere Oberfläche der Dauermagneten unbedeckt ist, insbesondere von Luft umgeben ist. 14. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the radial spacing region covered by the supporting part, in particular the radially outwardly projecting collar of the supporting part, overlaps with the radial spacing region covered by the permanent magnets, in particular genuinely overlaps, in particular the radially outer surface of the Permanent magnet is uncovered, in particular surrounded by air.
15. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Tragteil, insbesondere der vom nach radial außen hervorragenden Kragen (21) des Tragteils, überdeckte Radialabstandsbereich den von den Dauermagneten überdeckten Radialabstandsbereich umfasst, insbesondere wobei die ersten Dauermagneten in eine insbesondere zur axialen Richtung hin geöffnete Vertiefung des Kragens (21) hineinragen. 15. Electric motor according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the radial spacing region covered by the supporting part, in particular the radially outwardly projecting collar (21) of the supporting part, comprises the radial spacing region covered by the permanent magnets, in particular the first permanent magnets being divided into a protrude in particular towards the axial direction open recess of the collar (21).
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