WO2003005531A1 - Permanentmagnetischer rotor - Google Patents

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WO2003005531A1
WO2003005531A1 PCT/DE2002/002162 DE0202162W WO03005531A1 WO 2003005531 A1 WO2003005531 A1 WO 2003005531A1 DE 0202162 W DE0202162 W DE 0202162W WO 03005531 A1 WO03005531 A1 WO 03005531A1
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WO
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permanent magnet
rotor
electrical machine
opening
machine according
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Application number
PCT/DE2002/002162
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Reutlinger
Siegbert Wessels
Robert Schenk
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2003005531A1 publication Critical patent/WO2003005531A1/de

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    • 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
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine, in particular a starter generator, according to the preamble of the independent claim.
  • an electrical machine is known which is designed as a multi-pole permanent magnet excited machine.
  • the permanent magnets are fixed in the rotor of this machine.
  • the disadvantage of this electrical machine is that the permanent magnets of the rotor are insufficiently protected against the ingress of moisture, so that there is a risk of corrosion, at least with rare earth magnets.
  • Such an electrical machine has the advantage that the permanent magnets are coated liquid-tight at those points where there is a risk that a dielectric will form with the permanent magnets and the permanent magnets will begin to corrode.
  • the layer that seals the permanent magnet in a liquid-tight manner is selected so that it fixes the permanent magnet in the opening in the rotor, then no further holding means are necessary for fastening the permanent magnet.
  • the rotor core has a cover disk on at least one end face, which closes the opening for the permanent magnet.
  • This cover disk represents a further means of protecting the permanent magnet against the ingress of moisture and / or of securing it in its position.
  • at least one hole is provided in the cover disk within the projection of the cross section for receiving the permanent magnet, so that the preassembled rotor with permanent magnet can be provided with a liquid-tight coating even after it has been closed by the cover disk.
  • the cross section of the opening is closed at least towards the rotor interchangeable element.
  • the projections of the undercut are each connected to one another by a web. This gives the projections greater mechanical strength.
  • Another advantage of the closed opening is that the permanent magnet housed in it is thus better protected against environmental influences. This applies in particular to the effects of substances that cause oxidation, such as water. The penetration of water should be avoided especially with rare earth metal permanent magnets, since these are particularly susceptible to corrosion.
  • a distance or gap is provided between the cross-sectional boundary facing the permanent magnet and the outer contour of the permanent magnet, so that the permanent magnet is at least partially spaced from the cross-sectional boundary.
  • This distance is intended to serve as an initially liquid or approximate one in this gap between the permanent magnet and the cross-sectional boundary instill liquid liquid or let it flow in that permanently wets and adheres the surface of the permanent magnet.
  • This agent preferably an impregnating agent or a lacquer, thereby protects the surface of the permanent magnet from corrosive influences by forming a liquid-tight layer.
  • it is provided to set the distance or the gap size by inserting parts between the permanent magnet and the surface of the opening.
  • the at least one permanent magnet is provided with a groove on a surface area which faces the surface area of the opening, in particular in the axial direction of the rotor, then there is a favorable possibility for an impregnating agent or a means for sealing the surface of the surface area into this groove-like area Instill permanent magnets.
  • FIG. 1 shows an electrical machine with a rotor and a rotor changer
  • FIG. 2 shows a partial view of the rotor
  • Figure 3 shows an inserted in the rotor core
  • Figure 4 shows a permanent magnet with various parameters
  • FIG. 5 shows a partial longitudinal section through the rotor
  • FIG. 6 and FIG. 7 show partial views of two different slats
  • Figure 8 shows a partial longitudinal section through the rotor with the
  • FIG. 9 shows a section of a top view of FIG.
  • FIG. 10 shows a permanent magnet with a groove
  • FIG. 11 shows a basic view of a spiral-shaped rotor core
  • FIG. 12 shows a packaged rotor core, produced according to the principle according to FIG. 11 before calibration
  • FIG. 13 shows a section of a rotor core in front of the
  • FIG. 14 shows a basic illustration of that of two
  • An electrical machine 20 shown in FIG. 1 has, as electrically active parts, on the one hand a rotatably mounted rotor 23 and on the other hand a rotor interchangeable element 26, which is usually arranged as a stator 29.
  • the rotor interchanger 26 is fixed in place in a housing 32 of the electrical machine 20.
  • electrical or electromagnetic forces act either between the rotor 23 or the rotor alternator 26, which either drive (motor) or obstruct (generator).
  • the rotor 23 is rotatably supported in a known manner in the geometric center of the rotor interactor 26.
  • the rotor 23 consists of a rotor core 35 which, in the exemplary embodiment shown, can be excited by means of two permanent magnets 38.
  • FIG. 2 shows a partial end view of the rotor 23 from FIG. 1.
  • An opening 41 is provided in the rotor core 35 and extends generally axially in the direction of the axis of rotation 42 of the rotor 23.
  • the opening 41 has a closed cross-sectional boundary 43.
  • the axis of rotation 42 is perpendicular to the plane of the page.
  • the permanent magnet 38 is arranged within the opening 41.
  • a cross-sectional area 44 of the permanent magnet 38 is projected radially outward - that is, in the direction of the arrow shown, which is denoted by a red, it can be seen that between an outer contour 47 of the rotor 23 and the permanent magnet 38 through a section 80 radially outward acting centrifugal forces or inertial forces of the permanent magnet 38 are absorbed.
  • the permanent magnet 38 is thus held by the undercut area 50.
  • the undercut area 50 is the area between the two dashed lines that indicate projection limits 51 of the permanent magnet 38. So that the permanent magnet 38 can be held by the rotor 23 or by the rotor core 35, it is necessary that, starting from the projection limits 51 in the direction of the center line 52, there are in each case protrusions which can hold the permanent magnet 38.
  • this distance 53 defines an approximately annular space 56 which is filled with an impregnating agent 59.
  • the purpose of this impregnating agent 59 is, on the one hand, to at least partially surround the permanent magnet 38 as a liquid-tight layer 62 and, on the other hand, to fix the position of the permanent magnet 38 in the opening 41.
  • the distance 53 between the permanent magnet 38 and the cross-sectional boundary 43 of the opening 41 can be determined in different ways. According to FIG. 3, it is provided that the distance 53 or its gap dimension is determined by at least one insert 65.
  • the permanent magnet 38 is designed in such a way that its outer contour has at least one projection 68, which is supported with its projection surface 71, which is oriented in the radial direction with respect to the rotor 23, within the opening 41 at its cross-sectional boundary 43.
  • the gap dimension or the distance 53 is set by the projections 68, so that there is between the projections 68 Gaps result, which in turn are filled with impregnating agent 59.
  • the gap dimension or the distance 53 is determined by the rotor core 35.
  • the rotor core 35 here consists of a disk pack 74 which is stacked in the direction of the axis of rotation 42.
  • the plate pack 74 consists of different plates 77 and 78.
  • the plates 77 and 78 differ only in the design of their respective cross-sectional limitation 43 compared to the permanent magnet 38.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment for a lamella 77 with a rectangular cross-sectional boundary.
  • the position of the permanent magnet 38 is sketched in broken lines.
  • the distance 53 provided between the permanent magnet 38 and the cross-sectional boundary 43 can be clearly seen.
  • the projections 68 need not be on all sides of the permanent magnets 38.
  • a lamella 78 is shown in FIG.
  • the projections 68 in which the distance 53 between the permanent magnet 38, likewise outlined, and the cross-sectional boundary 43 is achieved, can be clearly seen here.
  • the permanent magnet 38 has a defined position with respect to the axis of rotation 42 and, on the other hand, a distance 53 and, in this case, an essentially annular space 56 is achieved which is finally or can be filled with impregnating agent 59.
  • the projections 68 can be provided only on the permanent magnet 38 and only on the opening 41. A combination of the two can also be favorable.
  • FIG. 8 and FIG. 9 A further exemplary embodiment is shown in FIG. 8 and FIG. 9, with which it is possible to hold the permanent magnets 38 appropriately.
  • a permanent magnet 38 is in turn inserted into the opening 41 in the plate assembly 74, consisting of individual plates 79 that are at least identical over the axial length of the permanent magnet 38.
  • the slats 77 and 78 the slats 79 form a groove 82 between the permanent magnet 38 and the disk pack 74.
  • An impregnating agent 59 can be pressed into the groove 82, for example under high pressure, which then, starting from the groove 82, is distributed in the fit-related clearance between the permanent magnet 38 and the opening 41.
  • the impregnating agent 59 also has the function here again of acting as a corrosion protection agent and, if appropriate, simultaneously holding the permanent magnet 38 in position in the rotor assembly 74 by means of adhesive.
  • a groove 82 in the disk pack 74 provision is made for a groove 82 to be provided on the permanent magnet 38 in the axial direction or in the direction of the axis of rotation 42. If the permanent magnet 38 from FIG. 10 is used in lamellae 77, as are known from FIG. 6, and only a reduced distance 53 necessary for inserting the permanent magnet into the opening 41 is provided, the groove 82 in the permanent magnet 38 acts as well the groove 82 from FIG. 9 and allows the impregnating agent 59 to flow in or press in, which in turn is then distributed in the gap between the permanent magnet 38 and the opening 41. Here, too, the permanent magnet 38 is in turn protected from corrosion by the impregnating agent 59 and, if necessary, is simultaneously fixed in its position. As a further alternative, a combination can also be possible, wherein a groove 82 is formed both on the permanent magnet 38 and on the opening 41, which oppose each other, for example, so that a common larger groove is formed.
  • FIGS. 5 and 8 Various methods are known for producing rotor cores 35 designed as a disk set 74. Among other things, the method shown in FIGS. 5 and 8, according to which individual slats 77 and 78 are packaged in the direction of the axis of rotation 42.
  • receiving holes 88 are punched out of a single lamella strip. Subsequently, the lamella strip 85 is spirally bent so that its flat sides can be placed on one another. If this lamella strip 85 is packaged with a certain outer diameter, this results in a lamella package 74 with a certain outer diameter and, depending on the number of turns of the lamella strip 85, a certain axial length of the rotor core 35, see also FIG. 11 and FIG. 12.
  • the lamella strip 85 is so to lay one on top of the other that the individual pick-up holes 88 come to lie congruently one above the other. Since, when the lamella strips 85 are bent round, the receiving holes 88 generally deform somewhat - as a rule the radial spacing of the receiving holes is reduced and the cross-sectional limitation 43 is also deformed - each individual receiving hole 88 is again formed by means of a mandrel 94 after the lamella strip 85 has been superimposed expand to the intended size. Following the expansion by means of the mandrel 94, the permanent magnet or magnets 38 can be inserted into the receiving holes 88, each of which represents an opening 41. The method described above from FIG. 11 or FIG.
  • FIG. 12 can also be used to build up a disk pack 74 Embodiments are applied.
  • different receiving holes 88 are then to be provided at certain intervals, as are already known per se from FIG. 6 or FIG. 7.
  • FIG. 13 shows an additional possibility of securing the permanent magnet 38 in the axial direction of the rotor core 35.
  • a cover disk 100 is fastened to an axial end of the rotor core 35 and closes the opening 41 in such a way that a permanent magnet 38 can no longer fall out.
  • the cover disk 100 can be attached to both axial ends 97 of the rotor core 35, see also FIG. 14, for example by gluing or screwing. Should the impregnation of the
  • Permanent magnets 38 only take place after the assembly of the rotor core 35 and the cover disks 100, so impregnation openings 103 are to be provided in the cover disks 100, which allow the impregnation agent 59 to be introduced into the opening 41.
  • the impregnation openings 103 point to the openings 41.
  • the size and arrangement of the impregnation openings 103 are to be arranged such that a sufficient undercut is also formed in the axial direction, which prevents the permanent magnets 38 from falling out of the openings 41 in the axial direction.
  • FIG. 14 shows a rotor core 35 which carries a cover plate 100 at each of the two axial ends 97.
  • the exemplary embodiments are not limited to electrical machines with rotors 23 arranged inside the rotor interactor 26, but can also be applied to electrical machines 20 whose rotors 23 are arranged radially outside the rotor interactor 26 or the stator 29.

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine, insbesondere ein Statorgenerator für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, die einen Rotorwechselwirker (26) und einen Rotor (23) hat. Der Rotor ist durch zumindest einen Permanentmagneten (38) erregbar. Der zumindest eine Permanentmagnet (38) ist zumindest teilweise von einer flüssigkeitsdichten Schicht (62) umgeben.

Description

PERMANENTMAGNETISCHER ROTOR
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Startergenerator, nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs. Aus der US 5 581 140 ist eine elektrische Maschine bekannt, die als mehrpolige permanentmagnetisch erregte Maschine ausgebildet ist. Die Permanentmagnete sind im Rotor dieser Maschine befestigt.
Nachteil dieser elektrischen Maschine ist, dass die Permanentmagnete des Rotors vor eindringener Feuchtigkeit nur unzureichend geschützt sind, so dass zumindest bei Selten-Erd-Magneten Korrosionsgefahr besteht.
Vorteile der Erfindung
Eine solche elektrische Maschine hat den Vorteil, dass die Permanentmagnete an den Stellen flüssigkeitsdicht beschichtet sind, an denen die Gefahr gegeben ist, dass sich mit den Permanentmagneten ein Dielektrikum ausbildet und so die Permanentmagneten zu korrodieren beginnen.
Ist die den Permanentmagneten flüssigkeitsdicht abschließende Schicht so gewählt, dass sie den Permanentmagneten in der Öffnung im Rotor fixiert, so sind keine weiteren Haltemittel zum Befestigen des Permanentmagneten notwendig. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Rotorkern an zumindest einer Stirnseite eine Deckscheibe aufweist, die die Öffnung für den Permanentmagneten verschließt. Diese Deckscheibe stellt ein weiteres Mittel dar, um den Permanentmagneten vor eindringender Feuchtigkeit zu schützen und/oder ihn in seiner Lage zu sichern. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, in die Deckscheibe innerhalb der Projektion des Querschnitts zur Aufnahme des Permanentmagnets zumindest ein Loch vorzusehen, damit der vormontierte Rotor mit Permanentmagnet auch nach dem Verschluss durch die Deckscheibe mit einer flüssigkeitsdichten Beschichtung versehen werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Querschnitt der Öffnung zumindest zum Rotorwechselwirker hin geschlossen ist. Dies führt dazu, dass die Vorsprünge des Hinterschnitts jeweils miteinander durch einen Steg verbunden sind. Die Vorsprünge erhalten dadurch eine größere mechanische Festigkeit. Ein weiterer Vorteil der geschlossenen Öffnung besteht darin, dass der in ihr untergebrachte Permanentmagnet damit vor Umgebungseinflüssen besser geschützt ist. Dies betrifft insbesondere die Einwirkung von Oxidation verursachenden Stoffen wie Wasser. Das Eindringen von Wasser soll besonders bei Selten-Erd-Metall-Permanentmagneten vermieden werden, da diese besonders korrosionsanfällig sind.
Weiterhin ist vorgesehen, dass zwischen der dem Permanentmagneten zugewandten QuerSchnittsbegrenzung und der Außenkontur des Permanentmagneten ein Abstand bzw. Spaltmaß vorgesehen ist, so dass zumindest teilweise der Permanentmagnet von der QuerSchnittsbegrenzung beabstandet ist. Dieser Abstand soll dazu dienen, in diesen Spaltraum zwischen dem Permanentmagneten und der Querschnittsbegrenzung ein zunächst flüssiges oder annähernd flüssiges Mittel einträufeln oder reinfließen zu lassen, das die Oberfläche des Permanentmagneten bleibend und haftend benetzt. Dieses Mittel, vorzugsweise ein Imprägniermittel oder ein Lack, schützt dadurch die Oberfläche des Permanentmagneten vor korrosiven Einflüssen, indem dieses Mittel eine flüssigkeitsdichte Schicht bildet. In einer ersten Variante ist vorgesehen, den Abstand bzw. das Spaltmaß durch Einlegeteile zwischen dem Permanentmagneten und der Oberfläche der Öffnung einzustellen. Dies ist besonders für den Spaltbereich von Vorteil, der der Oberfläche des Rotors zugewandt ist, da dadurch ein konstanter Abstand zwischen dem Permanentmagneten und dem Außendurchmesser des Rotors herstellbar ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Permanentmagneten durch ihr Herstellungsverfahren bedingt eine große Schrumpfung erfahren und dadurch die Maße des Permanentmagneten eher unregelmäßig sind. Eine weitere Möglichkeit, das Spaltmaß bzw. den Abstand zwischen dem Permanentmagneten und der diesem zugewandten Oberfläche der Öffnung einzustellen, ist möglich durch Vorsprünge am Permanentmagneten oder auch durch Vorsprünge am Rotorkern. Diese Maßnahmen würden das Verwenden von Einlegeteilen und den damit verbundenen Aufwand sowie die damit verbundenen Kosten, ersparen.
Ist der zumindest eine Permanentmagnet an einem Oberflächenbereich, der zum Oberflächenbereich der Öffnung zugewandt ist, mit einer Nut versehen, insbesondere in Axialrichtung des Rotors, so ist eine günstige Möglichkeit gegeben, um in diesen nutartigen Bereich ein Imprägniermittel oder ein Mittel zur Versiegelung der Oberfläche des Permanentmagneten einzuträufeln. Zeichnung
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Rotorwechselwirker,
Figur 2 zeigt ausschnittsweise eine Teilansicht des Rotors,
Figur 3 zeigt einen in den Rotorkern eingelegten
Permanentmagneten, der über Einlegeteile in der Öffnung des
Rotors beabstandet ist,
Figur 4 zeigt einen Permanentmagneten mit diversen
Vorsprüngen,
Figur 5 zeigt einen Teillängsschnitt durch den Rotor,
Figur 6 und Figur 7 zeigen Teilansichten zweier verschiedener Lamellen,
Figur 8 zeigt einen Teillängsschnitt durch den Rotor mit der
Anordnung des Permanentmagneten in einer Öffnung,
Fgur 9 zeigt ausschnittsweise eine Draufsicht auf die
Anordnung des Permanentmagneten im Rotor nach Figur 8,
Figur 10 zeigt einen Permanentmagneten mit einer Nut,
Figur 11 zeigt eine Prinzipansicht eines spiralartig aufgebauten Rotorkerns ,
Figur 12 zeigt einen paketierten Rotorkern, hergestellt nach dem Prinzip nach Figur 11 vor dem Kalibrieren,
Figur 13 zeigt ausschnittsweise einen Rotorkern vor der
Montage einer Deckscheibe und vor dem Einsetzen des
Permanentmagneten,
Figur 14 zeigt eine prinzipielle Darstellung des von zwei
Deckscheiben abgeschlossenen Rotors.
Identische bzw. gleichwirkende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine in Figur 1 dargestellte elektrische Maschine 20 hat als elektrisch wirksame Teile einerseits einen drehbar gelagerten Rotor 23 und andererseits einen dem gegenüber angeordneten Rotorwechselwirker 26, der üblicherweise als Stator 29 ausgebildet ist. Der Rotorwechselwirker 26 ist ortsfest in einem Gehäuse 32 der elektrischen Maschine 20 befestigt. Je nach Verwendung der elektrischen Maschine 20, sei es als Motor oder als Generator, werden zwischen dem Rotor 23 bzw. dem Rotorwechselwirker 26 elektrische bzw. elektromagnetische Kräfte wirksam, die entweder antreibend (Motor) oder behindernd (Generator) wirken. Der Rotor 23 ist in bekannter Weise im geometrischen Zentrum des Rotorwechselwirkers 26 drehbar gelagert. Der Rotor 23 besteht aus einem Rotorkern 35, der im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels zweier Permanentmagneten 38 erregbar ist.
In Figur 2 ist ausschnittsweise eine Teilstirnansicht des Rotors 23 aus der Figur 1 dargestellt. Im Rotorkern 35 ist eine Öffnung 41 vorgesehen, die sich allgemein axial in Richtung der Drehachse 42 des Rotors 23 erstreckt. Die Öffnung 41 weist eine geschlossene Querschnittsbegrenzung 43 auf. Bezüglich Figur 2 verläuft die Drehachse 42 senkrecht zur Blattebene. Innerhalb der Öffnung 41 ist der Permanentmagnet 38 angeordnet. Projiziert man eine Querschnittsfläche 44 des Permanentmagneten 38 nach radial außen - d.h., in Richtung des dargestellten Pfeils, der mit arot bezeichnet ist, so erkennt man, dass zwischen einer Außenkontur 47 des Rotors 23 und dem Permanentmagneten 38 durch einen Abschnitt 80 nach radial außen wirkenden Fliehkräfte bzw. Massenkräfte des Permanentmagneten 38 aufgenommen werden. Der Permanentmagnet 38 wird somit durch den Hinterschnittbereich 50 gehalten. Der Hinterschnittbereich 50 ist der Bereich zwischen den beiden unterbrochenen Strichlinien, die Projektionsgrenzen 51 des Permanentmagneten 38 andeuten. Damit der Permanentmagnet 38 durch den Rotor 23 bzw. durch den Rotorkern 35 gehalten werden kann, ist es erforderlich, dass ausgehend von den Projektionsgrenzen 51 in Richtung zur Mittellinie 52 jeweils Überstände vorhanden sind, die den Permanentmagneten 38 halten können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist vorgesehen, dass zwischen dem dem Permanentmagneten 38 bzw. der Querschnittsfläche 44 und der Öffnung 41 bzw. deren QuerSchnittsbegrenzung 43 um den Permanentmagneten 38 herum zumindest teilweise ein Abstand 53 zwischen dem Permanentmagneten 38 und der Querschnittsbegrenzung 43 der Öffnung 41 vorhanden ist. Dieser Abstand 53 bestimmt einen in etwa ringförmigen Raum 56, der mit einem Imprägniermittel 59 aufgefüllt ist. Dieses Imprägniermittel 59 hat die Aufgabe, einerseits den Permanentmagneten 38 zumindest teilweise als flüssigkeitsdichte Schicht 62 zu umgeben und andererseits den Permanentmagneten 38 bezüglich seiner Lage in der Öffnung 41 zu fixieren.
Der Abstand 53 zwischen dem Permanentmagneten 38 und der Querschnittsbegrenzung 43 der Öffnung 41 kann auf unterschiedliche Weise bestimmt sein. Nach Figur 3 ist vorgesehen, den Abstand 53 bzw. dessen Spaltmaß durch zumindest ein Einlegeteil 65 zu bestimmen.
In einer Variante ist nach Figur 4 vorgesehen, den Permanentmagneten 38 so zu gestalten, dass seine Außenkontur zumindest einen Vorsprung 68 aufweist, der sich mit seiner in Bezug zum Rotor 23 in radialer Richtung orientierten Vorsprungsfläche 71 innerhalb der Öffnung 41 an deren Querschnittsbegrenzung 43 abstützt. Durch die Vorsprünge 68 wird wie bei Figur 3 das Spaltmaß bzw. der Abstand 53 eingestellt, so dass zwischen den Vorsprüngen 68 sich Zwischenräume ergeben, die wiederum mit Imprägniermittel 59 ausgefüllt sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Figur 5 ist vorgesehen, das Spaltmaß bzw. den Abstand 53 durch den Rotorkern 35 zu bestimmen. Der Rotorkern 35 besteht hier aus einem Lamellenpaket 74, das in Richtung der Drehachse 42 gestapelt ist. Das Lamellenpaket 74 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus unterschiedlichen Lamellen 77 und 78. Die Lamellen 77 und 78 unterscheiden sich lediglich in der Gestaltung ihrer jeweiligen Querschnittsbegrenzung 43 gegenüber dem Permanentmagneten 38.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Lamelle 77 mit einer rechteckigen Querschnittsbegrenzung. Die Lage des Permanentmagneten 38 ist strichliniert skizziert. Deutlich zu erkennen ist der vorgesehene Abstand 53 zwischen dem Permanentmagnet 38 und der Querschnittsbegrenzung 43.
Die Vorsprünge 68 brauchen bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 4, 5 und 6 nicht auf allen Seiten der Permanentmagnete 38 zu sein.
In Figur 7 ist eine Lamelle 78 dargestellt. Deutlich zu erkennen sind hier die Vorsprünge 68, bei denen der Abstand 53 zwischen dem ebenfalls skizzierten Permanentmagneten 38 und der Querschnittsbegrenzung 43 erzielt wird. Durch das Stapeln der Lamellen 77 und 78, beispielsweise wie in Figur 5 dargestellt, wird erreicht, dass der Permanentmagnet 38 eine definierte Lage zur Drehachse 42 hat und andererseits gleichzeitig einen Abstand 53 sowie ein in diesem Fall im Wesentlichen ringförmiger Raum 56 erzielt wird, der mit Imprägniermittel 59 schließlich aufgefüllt wird bzw. werden kann. Die Vorsprünge 68 können sowohl nur am Permanentmagneten 38 als auch nur an der Öffnung 41 vorgesehen sein. Günstig kann auch eine Kombination aus beidem sein.
In Figur 8 und Figur 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, mit dem es möglich ist, die Permanentmagneten 38 geeignet zu halten. In das Lamellenpaket 74, bestehend aus zumindest über die axiale Länge des Permanentmagneten 38 sich gleichenden einzelnen Lamellen 79, ist in die Öffnung 41 wiederum ein Permanentmagnet 38 eingesetzt. Im Unterschied zu den Lamellen 77 und 78 wird durch die Lamellen 79 eine Nut 82 zwischen dem Permanentmagneten 38 und dem Lamellenpaket 74 gebildet. In die Nut 82 kann beispielsweise unter hohem Druck ein Imprägniermittel 59 eingepresst werden, das dann ausgehend von der Nut 82 sich im passungsbedingten Spielraum zwischen dem Permanentmagneten 38 und der Öffnung 41 verteilt. Das Imprägniermittel 59 hat auch hier wiederum die Funktion, als Korrosionsschutzmittel zu wirken und ggf. gleichzeitig den Permanentmagneten 38 in seiner Lage im Rotorpaket 74 mittels Kleben zu halten.
Alternativ zur Nut 82 im Lamellenpaket 74 ist vorgesehen, am Permanentmagneten 38 eine Nut 82 in axialer Richtung bzw. in Richtung der Drehachse 42 vorzusehen. Wird der Permanentmagnet 38 aus Figur 10 in Lamellen 77, wie sie aus Figur 6 bekannt sind, eingesetzt, und lediglich ein für das Einsetzen des Permanentmagneten in die Öffnung 41 notwendiges Maß reduzierter Abstand 53 vorgesehen, so wirkt die Nut 82 im Permanentmagneten 38 ebenso wie die Nut 82 aus Figur 9 und ermöglicht ein Einfließen bzw. Einpressen des Imprägniermittels 59, das sich dann wiederum im Spalt zwischen dem Permanentmagneten 38 und der Öffnung 41 verteilt. Auch hier wird der Permanentmagnet 38 durch das Imprägniermittel 59 wiederum vor Korrosion geschützt und ggf. gleichzeitig in seiner Lage fixiert. Als weitere Alternative kann auch eine Kombination möglich sein, wobei sowohl am Permanentmagneten 38 als auch am der Öffnung 41 eine Nut 82 ausgebildet ist, die sich zum Beispiel gegenüberstehen, so dass eine gemeinsame größere Nut gebildet ist.
Zur Herstellung von als Lamellenpaket 74 ausgeführten Rotorkernen 35 sind verschiedene Verfahren bekannt. Unter anderem das in den Figuren 5 und 8 dargestellte Verfahren, wonach einzelne Lamellen 77 und 78 in Richtung der Drehachse 42 paketiert werden. In einem weiteren bekannten Verfahren werden aus einem einzelnen Lamellenstreifen 85 Aufnahmelöcher 88 ausgestanzt. Anschließend wird der Lamellenstreifen 85 spiralartig so rundgebogen, dass seine flachen Seiten aufeinander gelegt werden können. Wird dieser Lamellenstreifen 85 mit einem bestimmten Außendurchmesser paketiert, ergibt sich ein Lamellenpaket 74 mit einem bestimmten Außendurchmesser und je nach Anzahl der Windungen des Lamellenstreifens 85 eine bestimmte axiale Länge des Rotorkerns 35, siehe auch Figur 11 und Figur 12. Der Lamellenstreifen 85 ist dabei so übereinander zu legen, dass die einzelnen Aufnähmelöeher 88 dabei deckungsgleich übereinander zu liegen kommen. Da sich beim Rundbiegen der Lamellenstreifen 85 in der Regel die Aufnahmelöcher 88 etwas verformen - in der Regel wird dabei der radiale Abstand der Aufnahmelöcher verringert und auch die Querschnittsbegrenzung 43 verformt - ist nach dem Übereinanderlegen des Lamellenstreifens 85 jedes einzelne Aufnahmeloch 88 mittels eines Dorns 94 wieder in die vorgesehene Größe aufzuweiten. Im Anschluss an das Aufweiten mittels des Dorns 94 kann der oder die Permanentmagnete 38 in die Aufnahmelöcher 88 eingesetzt werden, die jeweils für sich eine Öffnung 41 darstellen. Auch mit dem aus Figur 11 bzw. Figur 12 bekannten Verfahren zum Aufbau eines Lamellenpakets 74 können die vorweg beschriebenen Ausführungsbeispiele angewandt werden. Insbesondere bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 5 bzw. Figur 6 und Figur 7 sind dann in bestimmten Abständen unterschiedliche Aufnahmelöcher 88 vorzusehen, wie sie an sich aus Figur 6 bzw. Figur 7 bereits bekannt sind.
In Figur 13 ist eine zusätzliche Möglichkeit dargestellt, den Permanentmagneten 38 in axialer Richtung des Rotorkerns 35 zu sichern. Dazu ist vorgesehen, dass an ein axiales Ende des Rotorkerns 35 eine Deckscheibe 100 befestigt ist, die die Öffnung 41 so verschließt, dass ein Permanentmagnet 38 nicht mehr herausfallen kann. Die Deckscheibe 100 kann dazu an beiden axialen Enden 97 des Rotorkerns 35 angebracht sein, siehe auch Figur 14, beispielsweise durch Kleben oder Schrauben etc.. Sollte das Imprägnieren der
Permanentmagneten 38 erst nach der Montage des Rotorkerns 35 und der Deckscheiben 100 erfolgen, so sind in den Deckscheiben 100 ImprägnierÖffnungen 103 vorzusehen, die ein Einbringen des Imprägniermittels 59 in die Öffnung 41 erlauben. Die ImprägnierÖffnungen 103 weisen dazu auf die Öffnungen 41. Die ImprägnierÖffnungen 103 sind dazu in ihrer Größe und Anordnung so anzuordnen, dass auch in axialer Richtung ein ausreichender Hinterschnitt gebildet ist, der ein Herausfallen der Permanentmagneten 38 aus den Öffnungen 41 in axialer Richtung verhindert.
In Figur 14 ist ein Rotorkern 35 dargestellt, der an beiden axialen Enden 97 je eine Deckscheibe 100 trägt. Die Ausführungsbeispiele sind nicht auf elektrische Maschinen mit innerhalb des Rotorwechselwirkers 26 angeordneten Rotoren 23 beschränkt, sondern sind auch auf elektrischen Maschinen 20 anwendbar, deren Rotor 23 radial außerhalb des Rotorwechselwirkers 26 bzw. des Stators 29 angeordnet sind.

Claims

Ansprüche
1.) Elektrische Maschine, insbesondere Startergenerator für Kraftfahrzeuge, mit einem Rotorwechselwirker (26) und einem Rotor (23), wobei der Rotor (23) zumindest einen Permanentmagneten (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Permanentmagnet (38) zumindest teilweise von einer flüssigkeitsdichten Schicht (62) umgeben ist.
2.) Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (62) den zumindest einen Permanentmagneten (38) in seiner Lage fixiert.
3. ) Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (23) einen Rotorkern (35) hat, der zumindest eine Öffnung (41) mit einer Querschnittsbegrenzung (43) hat, in der der zumindest eine Permanentmagnet (38) angeordnet und durch Hinterschnittbereiche (50) gehalten ist.
4. ) Elektrische Maschine nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsbegrenzung (43) der Öffnung (41) zumindest zum Rotorwechselwirker (26) hin geschlossen ist.
5.) Elektrische Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zumindest einem Permanentmagneten (38) und der Querschnittsbegrenzung (43) der Öffnung (41) zumindest teilweise ein Abstand (53) vorhanden ist.
6.) Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (56) durch zumindest ein Einlegeteil (65) bestimmt ist.
7.) Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (56) durch zumindest einen Vorsprung (68) bestimmt ist.
8.) Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Vorsprung (68) am Permanentmagneten (38) angeordnet ist.
9.) Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Vorsprung (68) am Rotorkern (35) angeordnet ist.
10.) Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Permanentmagnet (38) eine Nut (82) hat.
11.) Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (41) eine Nut (82) hat.
12.) Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (41) des Rotorkerns (35) an zumindest einem axialen Ende (97) mittels einer Deckscheibe (100) verschlossen ist.
13. ) Elektrische Maschine nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (100) zumindest eine auf die Öffnung (41) weisende ImprägnierÖffnung (103) hat.
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