FR2542519A1 - Electric machine plastic bonded permanent magnet rotor - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un rotor à liaison en matière plastique présentant une aimantation permanente, en forme de cylindre creux ou de pot pour des machines électriques, notamment de petits moteurs. The present invention relates to a plastic link rotor having permanent magnetization, in the form of a hollow cylinder or pot for electric machines, in particular small motors.
Un tel rotor à liaison- en matière plastique présentant une aimantation permanente est constitué par un mélange de poudre à aimantation permanente et de colle en matière plastique, mélange qui est moulé par pression ou de préférence par injection pour former un rotor en forme de cylindre creux ou en forme de pot. La surface de ces rotors à aimantation permanente est réaimantée par des pôles présentant une polarisation alternative. Such a plastic-bonded rotor having permanent magnetization is constituted by a mixture of powder with permanent magnetization and plastic adhesive, mixture which is molded by pressure or preferably by injection to form a rotor in the shape of a hollow cylinder. or pot-shaped. The surface of these permanently magnetized rotors is re-magnetized by poles with alternating polarization.
Le montage centré de l'arbre à l'intérieur du rotor est problématique pour ces rotors à liaison en matière plastique présentant une aimantation permanente. Centered mounting of the shaft inside the rotor is problematic for these plastic link rotors with permanent magnetization.
Aussi bien une fixation stre et solide du rotor en forme d'anneau ou de pot sur l'arbre qu'une disposition centrée doivent être assurées afin qu'un entrefer régulier et étroit se présente entre le rotor et le stator. Lors de la fabrication de rotors de ce type, il s'est avéré qu'ils ne résistaient ni à un effort de traction ni à une dilatation. De ce fait, la possibilité économique n'était plus donnée de presser ou d'injecter l'arbre directement dans la bague magnétique, étant donné que les corps se fissuraient ou étaient partiellement détruits sous l'effet de la pression radiale.Both solid and solid fixing of the rotor in the form of a ring or pot on the shaft and a centered arrangement must be ensured so that a regular and narrow air gap is present between the rotor and the stator. During the manufacture of rotors of this type, it has been found that they withstood neither a tensile force nor an expansion. As a result, the economic possibility was no longer given to press or inject the shaft directly into the magnetic ring, since the bodies cracked or were partially destroyed under the effect of the radial pressure.
On connaît déjà un dispositif de fixation d'un arbre à l'intérieur d'une bague à aimantation permanente présentant des parois étroites et constituée en matière oxydée, arbre destiné au rotor d'un moteur électrique, dispositif dans lequel l'aimant cylindrique permanent est serré entre deux corps porteurs supportés par l'arbre et présentant des bandes, celles-ci agissant dans le sens axial sur le rotor à aimantation permanente de sorte que celui-ci n'est pas exposé à des charges radiales.Les corps porteurs réalisés en matière plastique sont exécutés ici en tant que douilles glissées axialement l'une sur l'autre, l'arbre étant pressé dans une douille, l'autre douille étant pourvue de nervures Ce dispositif de fixation présente l'inconvénient que le rotor cylindrique creux présentant une aimantation-permanente doit être placé lors du montage dans un dispositif qui fait que la surface extérieure du rotor repose concentriquement par rapport à l'arbre, ce qui entraîne des frais de montage élevés. De plus, ce dispositif est de construction onéreuse, étant donné que deux corps porteurs réalisés en tant que douilles sont nécessaires, corps dont la fabrication doit être assurée de manière exactement centrée (DAS 1 212 625). There is already known a device for fixing a shaft inside a permanent magnet ring having narrow walls and made of oxidized material, shaft intended for the rotor of an electric motor, device in which the permanent cylindrical magnet is clamped between two bearing bodies supported by the shaft and having bands, these acting in the axial direction on the rotor with permanent magnetization so that the latter is not exposed to radial loads. made of plastic are executed here as bushings which slide axially one on the other, the shaft being pressed into a bushing, the other bushing being provided with ribs This fixing device has the drawback that the hollow cylindrical rotor with permanent magnetization must be placed during assembly in a device which makes the outer surface of the rotor rest concentrically with respect to the shaft, which leads to mounting costs el evés. In addition, this device is of expensive construction, since two supporting bodies produced as sockets are necessary, a body whose manufacture must be carried out in an exactly centered manner (DAS 1,212,625).
L'objet de la présente invention consiste à créer un rotor du type ci-dessus à liaison en matière plastique et présentant une aimantation permanente en évitant les. The object of the present invention is to create a rotor of the above type with plastic connection and having permanent magnetization while avoiding them.
inconvénients cités, rotor dans lequel une fixation de l'arbre à l'intérieur du rotor est possible de manière simple avec un centrage automatique et simultané.disadvantages mentioned, rotor in which a fixing of the shaft inside the rotor is possible in a simple way with an automatic and simultaneous centering.
L'objet selon l'invention est obtenu par le fait que le rotor à aitantation permanente présente dans l'espace intérieur un élément de maintien fixé au centre par moulage qui est relié, en étant pressé, à un élément de serrage retenant l'arbre, et constitué en une matière non magnétique, de préférence, une matière plastique pouvant être injectée. The object according to the invention is obtained by the fact that the permanent magnet rotor has in the interior space a holding element fixed to the center by molding which is connected, by being pressed, to a clamping element retaining the shaft , and made of a non-magnetic material, preferably a plastic that can be injected.
L'objet de l'invention permet d'obtenir un rotor bon marché à aimentation permanente pour machines électriques notamment pour des petits moteurs, réalisé par des moyens simples et avec des frais de montage limités, rotor qui assure une fixation sûre de l'arbre et un centrage simultané précis ainsi que, de ce fait, un entrefer régulier. The object of the invention makes it possible to obtain an inexpensive rotor with permanent power supply for electric machines in particular for small motors, produced by simple means and with limited assembly costs, rotor which ensures a secure fixing of the shaft. and precise simultaneous centering as well as, therefore, a regular air gap.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément de maintien fixé au centre par moulage présente une section-transversale annulaire. L'élément de maintien peut également présenter une autre section transversale, par exemple une section transversale en forme de croix dans la mesure ou' la disposition centrée est assurée dans l'espace intérieur du rotor. L'élément de serrage dans lequel s'enfonce l'arbre est réalisé suivant la section transversale de l'élément de maintien de telle manière qu'il entoure les parois de l'élément de maintien sous l'effet de forces de serrage ou de pression. Ainsi, des forces de traction ou de dilatation sont évitées de façon sûre selon l'invention. In a preferred embodiment of the invention, the retaining element fixed to the center by molding has an annular cross section. The holding element may also have another cross section, for example a cross section in the shape of a cross insofar as the centered arrangement is ensured in the interior space of the rotor. The clamping element in which the shaft is inserted is produced along the cross section of the holding element so that it surrounds the walls of the holding element under the effect of clamping or pressure. Thus, tensile or expansion forces are safely avoided according to the invention.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, les pièces des parois de l'élément de serrage s'engageant l'une dans l'autre et/ou de l'élément de maintien peuvent être réalisées de façon conique, afin d'assurer une fixation sûre de l'élément de serrage. De plus,on peut coller les pièces des parois s'engageant l'une dans l'autre, afin de créer une meilleure liaison. In another advantageous embodiment, the parts of the walls of the clamping element engaging one another and / or of the holding element can be made conically, in order to ensure fixing of the clamping element. In addition, we can glue the pieces of the walls engaging one into the other, to create a better connection.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. Embodiments of the object of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawing.
La fig. 1 est une coupe verticale du dispositif de fixation. Fig. 1 is a vertical section of the fixing device.
La fig. 2 est une coupe horizontale suivant la ligne I-I de la fig. 1. Fig. 2 is a horizontal section along the line I-I of FIG. 1.
La fig. 3 est une coupe verticale d'une autre forme de réalisation du dispositif de fixation, et
La fig. 4 est une coupe horizontale de cette forme de réalisation suivant la ligne II-II de la fig. 3.Fig. 3 is a vertical section of another embodiment of the fixing device, and
Fig. 4 is a horizontal section of this embodiment along the line II-II of FIG. 3.
Le rotor 1 représenté en coupe longitudinale à la fig. 1 peut présenter la forme d'un pot ou d'un cylindre creux suivant la ligne en pointillés (voir également fig. 2). Le rotor est constitué par un mélange de poudre à aimantation permanente du type ferrite isotrope ou anisotrope de baryum, de strontium ou de plomb et par une colle en matière plastique. Le mélange est moulé par pression ou par injection jusqu'à former le corps du rotor. The rotor 1 shown in longitudinal section in FIG. 1 can have the shape of a pot or a hollow cylinder along the dotted line (see also fig. 2). The rotor consists of a mixture of permanently magnetized powder of the isotropic or anisotropic ferrite type of barium, strontium or lead and by a plastic adhesive. The mixture is molded by pressure or injection until it forms the body of the rotor.
Dans l'espace intérieur 2, un élément de maintien 3 est moulé centriquement pendant la fabrication, élément qui présente une orientation axiale. L'élément de maintien est réalisé sous forme tubulaire dans l'exemple de réalisation. Ainsi que cela ressort de la fig. 2, l'élément de maintien présente une section transversale annulaire. In the interior space 2, a holding element 3 is molded centrally during manufacture, an element which has an axial orientation. The holding element is produced in tubular form in the exemplary embodiment. As is apparent from FIG. 2, the holding element has an annular cross section.
Un élément de serrage 4 réalisé selon la section transversale de l'élément de maintien 3 est fixé en étant pressé sur l'élément de maintien 3. Afin d'assurer une fixation solide de l'élément de serrage 4 sur l'élément de maintien 3, les pièces s'engageant l'une dans l'autre peuvent être réalisées de façon conique. De plus, elle peuvent être fixées à l'aide de colle.A clamping element 4 produced according to the cross section of the holding element 3 is fixed by being pressed on the holding element 3. In order to ensure a solid fixing of the clamping element 4 on the holding element 3, the parts engaging one into the other can be made conically. In addition, they can be fixed with glue.
L'élément de serrage 4 est constitué par une matière plastique pouvant être injectée, par exemple du polystyrène ou du polyamide. Dans le présent mode de réalisation, l'élément de serrage 4 présente une rainure annulaire dans laquelle s'engage l'élément de maintien tubulaire 3. L'élément de serrage 4 présente un alésage central 8 dans lequel est pressé l'arbre 5 du rotor. The clamping element 4 consists of a plastic which can be injected, for example polystyrene or polyamide. In the present embodiment, the clamping element 4 has an annular groove in which the tubular retaining element 3 engages. The clamping element 4 has a central bore 8 in which the shaft 5 of the rotor.
L'élément de serrage 4 en matière plastique sert, par conséquent, d'élément de liaison entre l'arbre 5 centré et le rotor 1 à aimantation permanente.The clamping element 4 made of plastic therefore serves as a connecting element between the centered shaft 5 and the rotor 1 with permanent magnetization.
Ce dispositif de fixation présente l'avantage que l'élément de serrage 4 pressé entoure les parois 6 de l'élément de maintien 3 sous l'effet de forces radiales de serrage ou de pression. Les forces agissant radialement sont représentées par des flèches aux fig. 1 et 2. This fixing device has the advantage that the clamping element 4 pressed surrounds the walls 6 of the holding element 3 under the effect of radial clamping forces or pressure. The forces acting radially are represented by arrows in FIGS. 1 and 2.
Un corps de liaison en matière plastique et pré sentant une aimantation permanente résiste aux forces de pression. Par contre, Si un arbre est directement enfoncé dans l'aimant permanent en matière plastique et présentant un alésage, des forces apparaissent qui agissent radialement vers l-lexiérieur et font que le corps relativement poreux se fend. Ainsi que cela est repré senté à la fig. 2, l'élément de serrage 4 peut présenter des évidements 12 dans la partie intérieure. A plastic connecting body with permanent magnetization withstands pressure forces. On the other hand, if a tree is directly inserted into the permanent magnet of plastic material and having a bore, forces appear which act radially inwardly and cause the relatively porous body to split. As shown in FIG. 2, the clamping element 4 may have recesses 12 in the interior.
Ainsi que cela ressort de la fig. 2, le rotor est réaimanté par des pôles à polarité alternative. Dans la présent mode de réalisation, il existe douze pôles désignés par les lettres N et S au dessin. Ainsi que cela est représenté en pointillés, les lignes de champ présentent une forme en arc de cercle. As is apparent from FIG. 2, the rotor is re-magnetized by poles with alternating polarity. In the present embodiment, there are twelve poles designated by the letters N and S in the drawing. As shown in dotted lines, the field lines have an arc shape.
Selon la fig. 3, le rotor 1 à aimantation permanente présente une forme de pot. Un élément de maintien 3 est moulé au centre et au fond 7 du pot, élément qui présente une section transversale en forme de croix ainsi que cela est visible à la fig. 4. L'élément de maintien forme une saillie dans le sens axial vers l'intérieur du pot. Un élément de serrage 4 présentant un évidement correspondant en forme de croix est pressé sur l'élément de maintien 3 et relié fixement par un effet de serrage. According to fig. 3, the rotor 1 with permanent magnetization has a pot shape. A retaining element 3 is molded in the center and at the bottom 7 of the pot, an element which has a cross section in the shape of a cross as can be seen in FIG. 4. The holding member projects axially inwardly of the pot. A clamping element 4 having a corresponding cross-shaped recess is pressed on the holding element 3 and fixedly connected by a clamping effect.
Les parties s'engageant l'une dans l'autre, des parois 6 de l'élément de serrage 4 ou de élément de maintien 3 sont réalisées en forme de cône afin d'assurer une liaison solide. De plus, ces parties peuvent être collées.The parts engaging one into the other, of the walls 6 of the clamping element 4 or of the holding element 3 are made in the shape of a cone in order to ensure a solid connection. In addition, these parts can be glued.
L'arbre 5 est pressé par ajustage serré dans l'alésage 8 de l'élément de serrage 4. Celui-ci est constitué en matière plastique pouvant être facilement injectée, par exemple une polyamide ou du polystyrène. The shaft 5 is pressed by clamping in the bore 8 of the clamping element 4. The latter is made of plastic material which can be easily injected, for example a polyamide or polystyrene.
La fixation et le centrage de l'élément de serrage 4 sont réalisés à chaque surface en face de l'élément de maintien 3 en forme de croix, ainsi que cela ressort de la fig. 4. Un espace d'air intermédiaire peut se pré senter entre les surfaces frontales 10 de élément de maintien en forme de croix et des surfaces il de l'élément de serrage. The fixing and centering of the clamping element 4 are carried out at each surface opposite the holding element 3 in the form of a cross, as shown in FIG. 4. An intermediate air space may be present between the front surfaces 10 of the cross-shaped holding member and the surfaces 11 of the clamping member.
Aussi, dans le cas de cette réalisation,seules des forces de serrage ou de pression sont exercées par l'élé- ment de serrage sur l'élément de maintien constitué en matière plastique et présentant une aimantation permanente, forces qui n' entraînent pas une détérioration de la matière à aimantation permanente. Le sens d'application des forces de serrage est représenté à la fig. 4 par des flèches. Also, in the case of this embodiment, only clamping or pressing forces are exerted by the clamping element on the holding element made of plastic material and having permanent magnetization, forces which do not cause a deterioration of the permanently magnetized material. The direction of application of the clamping forces is shown in fig. 4 by arrows.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation représentés ici. L'élément de maintien 3 peut aussi présenter une autre section transversale, dans la mesure où un centrage est assuré pour l'élément de serrage supportant l'arbre. The invention is not limited to the embodiments shown here. The holding element 3 may also have another cross section, insofar as centering is ensured for the clamping element supporting the shaft.
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