WO2008049718A1 - Electrical machine having a permanent magnet which is fixed on a rotor - Google Patents

Electrical machine having a permanent magnet which is fixed on a rotor Download PDF

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WO2008049718A1
WO2008049718A1 PCT/EP2007/060596 EP2007060596W WO2008049718A1 WO 2008049718 A1 WO2008049718 A1 WO 2008049718A1 EP 2007060596 W EP2007060596 W EP 2007060596W WO 2008049718 A1 WO2008049718 A1 WO 2008049718A1
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rotor
permanent magnets
electrical machine
adhesive tape
adhesive
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PCT/EP2007/060596
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Hubertus BÄHR
Rainer Eckert
Manfred Gmeiner
Sebastian Räder
Oliver Warmuth
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • 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 having a stator with a winding system which is arranged in grooves and a rotor, on the surface of which permanent magnets are arranged.
  • Permanent-magnet electric machines in particular permanent-magnet synchronous machines, have rotors which are provided with permanent magnets. Especially with rotors on the surface of which permanent magnets are arranged, high demands are placed on the fastening means. In particular, parameters such as thermal resistance to shock loading, expansion compensation, etc. are to be considered for adhesive bonds. In particular, centrifugal force loading plays an extraordinary role in bandages.
  • a positional fixation of the permanent magnets is essential to meet the specified requirements in terms of cogging torques during operation, which can be met only by an exact position of the permanent magnets on the rotor.
  • the object of the invention is to provide fastening means in an electric machine with permanent, wherein in particular with surface magnets an exact positioning and ensuring the fixation of the permanent magnets can be ensured even with overload of the electric machine.
  • the solution of the object is achieved by an electric machine with a stator having a winding system which is arranged in grooves and a rotor, on the surface of which permanent magnets are arranged, wherein the permanent magnets are fixed by at least two different fastening means on the surface of the rotor.
  • the assembly is facilitated because there is a mutual protection of the individual fastening means with respect to the stationary positioning of the permanent magnets. Furthermore, even with overload of the engine, the reliability of the electrical machine can be guaranteed. It thus occur much higher adhesive forces of the permanent magnet on the surface of the rotor.
  • the fastening means such as adhesive tape, epoxy resin adhesive and the bandage are used.
  • a double-sided adhesive tape is provided after supply len of the laminated core of the rotor, but can also consist of sintered material or solid material, as well as a hollow shaft can provide, the surface provided with one side of the adhesive tape.
  • the adhesive tapes are advantageously designed as adhesive strips whose length corresponds approximately to the circumference of the rotor, on which the adhesive strips are positioned.
  • the adhesive strips on the rotor are accordingly to be designed according to the axial length of the active part of the rotor.
  • the active part of the rotor is to be understood as the part which is to interact electromagnetically with the stator.
  • the adhesive strips in combination of the above-mentioned arrangements on the rotor depending on the embodiment of the permanent magnets and only to be selectively arranged.
  • an area on the rotor is to be understood, which is sufficient as a bearing surface for the permanent magnets, in order to sufficiently position them.
  • a positioning of the permanent magnets only on the tape holds the centrifugal forces already required for operation.
  • liquid adhesive is now applied between the surfaces of the rotor not covered by the adhesive tape, onto which now the magnetic leaves or Cup magnets are placed.
  • the thickness of the adhesive tape is now crucial for the thickness of the liquid adhesive between the magnetic plate and the rotor surface. That by specifying a certain adhesive tape of a certain thickness, the thickness of the liquid adhesive is predetermined.
  • the overall arrangement can now be further reinforced by a bandage.
  • the fastening means are provided with comparatively good heat-conducting components.
  • metal particles of one or more types of metal are added to the liquid adhesive without impairing the fixation of the liquid adhesive.
  • the adhesive tape and / or the bandage are vapor-deposited with such a component, in particular with a metal. This evaporation can be done in the production of these fasteners or immediately before installation.
  • the permanent magnets are better cooled, so that a demagnetization of the permanent magnets is avoided. This increases the torque and the efficiency of the electric machine.
  • the heat dissipation thus takes place via the bandage to the air gap or via the adhesive tape and / or the liquid adhesive to the rotor core and ultimately the shaft of the electric machine.
  • FIG. 1 shows a rotor 1 which has been illustrated as a solid material with a shaft 2 for reasons of drawing.
  • the rotor 1 itself can of course be constructed as a hollow shaft or laminated or made of sintered material.
  • On the axial length of the rotor 1 are arranged in the circumferential direction of adhesive tapes 3, which are arranged at a predeterminable distance 10 to each other.
  • beads 4 of liquid adhesive are then at least partially applied in the circumferential direction of the rotor 1 in the spaces between the adhesive tapes 3.
  • permanent magnets 5 are positioned on the rotor 1, wherein the adhesive tape is also an extremely efficient assembly aid, since the adhesive tape 3 develops its adhesive force immediately, while the liquid adhesive provides this property only after its curing.
  • the bead 4 of the liquid adhesive is distributed under the permanent magnet 5 and excess material of the liquid adhesive is squeezed out on the sides.
  • FIG. 3 shows a representation in which the individual strips of the adhesive tape 3 are arranged in the axial direction of the rotor.
  • the caterpillars 4 of the liquid adhesive thus also run in the axial direction, beyond which these caterpillars 4 can also be applied slightly curved in order to obtain a better distribution.
  • the spacing of the individual strips is measured by the width of the permanent magnets 5.
  • the adhesive tapes 3 can be helically around the
  • the caterpillars 4 of the liquid adhesive are, if necessary provided in the above arrangements in the respective "free spaces" of the rotor.
  • FIG 2 now shows a finished rotor 1, with cured adhesive.
  • the electric machine 11 is also shown with a winding system 8 arranged in a stator 9.
  • the permanent magnets 5 have an angular offset over their axial length of the rotor 1 in order to suppress the cogging torques during operation of the electric machine 11.
  • the manufacturing steps for producing a permanent magnet 5 having rotor 1, in particular according to FIG 1 are therefore the following:
  • an adhesive tape 3 is applied in the circumferential direction on the rotor 1, in particular directly on the laminated core.
  • one side of the double-sided adhesive tape 3 is fixed on the surface of the rotor 1.
  • the protective layer on the adhesive tape 3 is removed so as to obtain the adhesive effect for the permanent magnets 5.
  • an adhesive tape 3 is also applied.
  • Each permanent magnet 5 has so at the beginning and at the end at least half the width of the tape strip 3 as an effective adhesive surface to the permanent magnet 5 thus provide the immediate and necessary adhesion during joining. This is necessary in order to ensure the positional orientation of the permanent magnets 5 at least until the liquid adhesive, in particular an epoxy resin adhesive, cures.
  • the bead 4 of liquid adhesive respectively located between the adhesive tape strips 3 is pressed wide by positioning the permanent magnet 5 and, due to the bearing surface of a permanent magnet 5 at its beginning and its end, a defined thickness of the liquid adhesive between the surface of the rotor 1 and underside of the liquid adhesive Permanent magnet 5 a.
  • the manufacturing steps can be easily transferred to the embodiments of FIG 3.4.
  • metal particles of one or more types of metal are added to the liquid adhesive without impairing the fixing properties of the liquid adhesive.
  • the adhesive tape 3 and / or the bandage are vapor-deposited with such a component, in particular with a metal or metal alloy. This vapor deposition, which occurs in the micrometer range, can take place during the production of these fastening agents or directly before assembly.
  • the permanent magnets 5 are better cooled, so that a demagnetization of the permanent magnets 5 is avoided. This increases the torque and the efficiency of the electric machine 11.
  • the heat dissipation thus takes place via the bandage to the air gap or via the adhesive tape and / or the liquid adhesive to the rotor core and ultimately the shaft of the electric machine.
  • Such electrical machines are used in particular in machine tools or other applications, which in particular have reversing operations.

Abstract

The invention relates to an electrical machine (11) having a stator (9) with a winding system (8) which is arranged in slots, and having a rotor (1) on whose surface permanent magnets (5) are arranged, with the permanent magnets (5) being fixed and positioned on the surface of the rotor (1) by means of at least two different attachment means.

Description

Beschreibungdescription
Elektrische Maschine mit einem auf einem Rotor fixierten PermanentmagnetenElectric machine with a permanent magnet fixed on a rotor
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator mit einem Wicklungssystem, das in Nuten angeordnet ist und einem Rotor, an dessen Oberfläche Permanentmagnete angeordnet sind.The invention relates to an electrical machine having a stator with a winding system which is arranged in grooves and a rotor, on the surface of which permanent magnets are arranged.
Permanenterregte elektrische Maschinen, insbesondere permanenterregte Synchronmaschinen weisen Rotoren auf, die mit Permanentmagneten versehen sind. Insbesondere bei Rotoren an deren Oberfläche Permanentmagnete angeordnet sind, werden ho- he Ansprüche an die Befestigungsmittel gestellt. Dabei sind bei Klebeverbindungen insbesondere die Parameter zu beachten, wie thermische Beständigkeit gegenüber Schockbelastung, Dehnungsausgleich etc. Bei Bandagen spielt insbesondere die Fliehkraftbeanspruchung eine außerordentliche Rolle.Permanent-magnet electric machines, in particular permanent-magnet synchronous machines, have rotors which are provided with permanent magnets. Especially with rotors on the surface of which permanent magnets are arranged, high demands are placed on the fastening means. In particular, parameters such as thermal resistance to shock loading, expansion compensation, etc. are to be considered for adhesive bonds. In particular, centrifugal force loading plays an extraordinary role in bandages.
Vor allem bei hochdynamisch beanspruchten elektrischen Maschinen, beispielsweise bei Reversierbetrieb werden an derartige Befestigungsmittel außerordentlich hohe Ansprüche gestellt.Especially in highly dynamically stressed electrical machines, for example, in Reversierbetrieb extremely high demands are made on such fasteners.
Des Weiteren ist bei der Montage derartiger Rotoren eine Lagefixierung der Permanentmagnete unerlässlich, um im Betrieb die vorgegebenen Anforderungen hinsichtlich Rastmomente zu erfüllen, die sich nur durch eine exakte Lage der Permanent- magnete auf dem Rotor erfüllen lassen.Furthermore, in the assembly of such rotors a positional fixation of the permanent magnets is essential to meet the specified requirements in terms of cogging torques during operation, which can be met only by an exact position of the permanent magnets on the rotor.
Derartige Befestigungsmittel sind bereits bei der Montage relativ schwierig zu handhaben, da geringste Verschiebungen während der Montage, d.h. während der Aushärtezeit des KIe- bers, die an ihn gestellten Anforderungen nicht erfüllt werden können. Des Weiteren ist bei geringer Überlast der Motorspezifikation, d.h. im Grenzbereich einer Klebeverbindung die Betriebssicherheit dieser elektrischen Maschine nicht mehr gewährleistet .Such fastening means are already relatively difficult to handle during installation, since the slightest displacements during assembly, ie during the curing time of the liner, can not fulfill the requirements placed on it. Furthermore, at low overload of the engine specification, ie in the border region of an adhesive bond the Operational safety of this electrical machine is no longer guaranteed.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Be- festigungsmittel bei einer elektrischen Maschine mit Permanenten vorzusehen, wobei insbesondere bei Oberflächenmagneten eine exakte Positionierung und eine Gewährleistung der Fixierung der Permanentmagnete auch bei Überlast der elektrischen Maschine gewährleistet werden kann.Proceeding from this, the object of the invention is to provide fastening means in an electric machine with permanent, wherein in particular with surface magnets an exact positioning and ensuring the fixation of the permanent magnets can be ensured even with overload of the electric machine.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine elektrische Maschine mit einem Stator mit einem Wicklungssystem, das in Nuten angeordnet ist und einem Rotor, an dessen Oberfläche Permanentmagnete angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete durch mindestens zwei unterschiedliche Befestigungsmittel an der Oberfläche des Rotors fixiert sind.The solution of the object is achieved by an electric machine with a stator having a winding system which is arranged in grooves and a rotor, on the surface of which permanent magnets are arranged, wherein the permanent magnets are fixed by at least two different fastening means on the surface of the rotor.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Maschine mit folgenden Schritten:The solution of the object is also achieved by a method for producing such an electrical machine with the following steps:
- Bereitstellen eines Rotors,Providing a rotor,
- Bekleben des Rotors mit doppelseitigem Klebeband an vorgebbaren axialen Abschnitten des Rotors,Adhering the rotor with double-sided adhesive tape to predeterminable axial sections of the rotor,
- Positionieren der Permanentmagnete auf dem Klebeband.- Positioning the permanent magnets on the tape.
Durch eine Kombination von mehreren Befestigungsmitteln ist insbesondere die Montage erleichtert, da eine gegenseitige Absicherung der einzelnen Befestigungsmitteln bezüglich der ortsfesten Positionierung der Permanentmagnete vorliegt. Des Weiteren kann auch bei Überlast des Motors die Funktionssicherheit der elektrischen Maschine damit gewährleistet werden. Es treten damit wesentlich höhere Haftkräfte des Permanentmagnets an der Oberfläche des Rotors auf. Vorteilhafterweise werden dabei insbesondere die Befestigungsmittel wie Klebeband, Epoxidharzklebstoff und die Bandage verwendet.By a combination of a plurality of fastening means in particular the assembly is facilitated because there is a mutual protection of the individual fastening means with respect to the stationary positioning of the permanent magnets. Furthermore, even with overload of the engine, the reliability of the electrical machine can be guaranteed. It thus occur much higher adhesive forces of the permanent magnet on the surface of the rotor. Advantageously, in particular the fastening means such as adhesive tape, epoxy resin adhesive and the bandage are used.
Insbesondere durch Verwendung des Klebebandes vorteilhafterweise eines doppelseitigen Klebebandes wird nach Bereitstel- len des Blechpaket des Rotors, der aber auch aus gesintertem Werkstoff oder aus Vollmaterial bestehen kann, ebenso wie eine Hohlwelle darstellen kann, die Oberfläche mit einer Seite des Klebebandes versehen.In particular, by using the adhesive tape advantageously a double-sided adhesive tape is provided after supply len of the laminated core of the rotor, but can also consist of sintered material or solid material, as well as a hollow shaft can provide, the surface provided with one side of the adhesive tape.
Das doppelseitige Klebeband weist vor der Montage auf seinen beiden Seiten Abdeckungen auf, die unmittelbar vor Verwendung der jeweiligen Seite abgenommen werden. Damit wird eine Austrocknung der jeweiligen Seite und unwillkürliches Kleben an anderen Gegenständen vermieden.The double-sided adhesive tape has covers on both sides before assembly, which are removed immediately prior to use of each side. This prevents dehydration of the respective side and involuntary sticking to other objects.
Ausschlaggebend für die Orte des Auftragens des Klebebandes sind insbesondere die axialen Ausdehnungen von Magnetblätt- chen und Magnetschalen, so dass zumindest eine Seite eines Magnets sich auf einem Klebeband befindet. Durch die nunmehr exakte Positionierung der Magnetblättchen oder Magnetschalen auf der Oberfläche des Rotors mit Hilfe des Klebebandes, das vor Montage der Permanentmagnete selbstverständlich von der Abdeckung des zweiten Klebebandes befreit wird.Decisive for the locations of the application of the adhesive tape are in particular the axial expansions of magnetic sheets and magnetic shells, so that at least one side of a magnet is located on an adhesive tape. By the now exact positioning of the magnetic leaflets or magnetic shells on the surface of the rotor by means of the adhesive tape, which is freed before assembly of the permanent magnets of course from the cover of the second adhesive tape.
Die Klebebänder sind vorteilhafterweise als Klebestreifen ausgeführt, deren Länge in etwa dem Umfang des Rotors, auf den die Klebestreifen positioniert werden entspricht.The adhesive tapes are advantageously designed as adhesive strips whose length corresponds approximately to the circumference of the rotor, on which the adhesive strips are positioned.
Bei einer Längsanordnung der Klebestreifen auf dem Rotor sind diese dementsprechend nach der axialen Länge des aktiven Teils des Rotors auszuführen. Wobei unter aktivem Teil des Rotors der Teil zu verstehen ist, der mit dem Stator in e- lektromagnetische Wechselwirkung treten soll.In the case of a longitudinal arrangement of the adhesive strips on the rotor, these are accordingly to be designed according to the axial length of the active part of the rotor. Wherein the active part of the rotor is to be understood as the part which is to interact electromagnetically with the stator.
Natürlich sind die Klebestreifen in Kombination der oben genannten Anordnungen auf dem Rotor je nach Ausführungsform der Permanentmagnete auch nur punktuell anzuordnen. Unter punktu- ell, ist dabei eine Fläche auf dem Rotor zu verstehen, die als Auflagefläche für die Permanentmagnete ausreicht, um diese ausreichend zu positionieren. Idealerweise hält eine Positionierung der Permanentmagnete lediglich auf den Klebestreifen die bereits für den Betrieb erforderlichen Fliehkräfte aus. Um aber auch für Überlast der elektrischen Maschine, also z.B. Drehzahlen über der Nenn- drehzahl ausreichende Befestigungsmöglichkeiten vorzusehen, wird nunmehr bevor die Permanentmagnete aufgesetzt werden, zwischen die von den Klebeband nicht belegten Flächen des Rotors Flüssigklebstoff aufgetragen, auf die nunmehr die Mag- netblättchen oder Schalenmagnete aufgesetzt werden.Of course, the adhesive strips in combination of the above-mentioned arrangements on the rotor depending on the embodiment of the permanent magnets and only to be selectively arranged. By punctual, an area on the rotor is to be understood, which is sufficient as a bearing surface for the permanent magnets, in order to sufficiently position them. Ideally, a positioning of the permanent magnets only on the tape holds the centrifugal forces already required for operation. However, in order to provide sufficient fastening possibilities even for overloading of the electric machine, that is, for example speeds above the rated speed, liquid adhesive is now applied between the surfaces of the rotor not covered by the adhesive tape, onto which now the magnetic leaves or Cup magnets are placed.
D.h. die Fixierung und Positionierung der Magnetblättchen und Schalenmagneten erfolgt in erster Linie durch das Klebeband, da der Flüssigklebstoff um seine endgültige Haftkraft zu entfalten zuerst ausgehärtet werden muss. Somit entfaltet der Klebstoff des Klebebandes zu Beginn der Montage der Permanentmagnete auf dem Rotor zuerst seine Haftkraft, die aber dann, je länger der Aushärteprozess andauert, immer mehr von dem ausgehärteten Flüssigklebstoff übernommen wird, bzw. übernommen werden kann.That the fixing and positioning of the magnetic leaflets and shell magnets is primarily by the adhesive tape, since the liquid adhesive to develop its final adhesive force must first be cured. Thus, the adhesive of the adhesive tape at the beginning of assembly of the permanent magnets on the rotor first unfolds its adhesive force, but then, the longer the curing process continues, more and more of the cured liquid adhesive is taken over, or can be taken over.
Um aber eine ordentliche und ausreichende Schichtdicke aufzubringen, ist die Dicke des Klebebandes nunmehr ausschlaggebend für die Dicke des Flüssigklebers zwischen Magnetblättchen und Rotoroberfläche. D.h. durch Vorgabe eines bestimmten Klebebandes mit bestimmter Dicke, wird die Dicke des Flüssigklebers vorbestimmt.But in order to apply a proper and sufficient layer thickness, the thickness of the adhesive tape is now crucial for the thickness of the liquid adhesive between the magnetic plate and the rotor surface. That by specifying a certain adhesive tape of a certain thickness, the thickness of the liquid adhesive is predetermined.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Gesamtanordnung nun durch eine Bandage zusätzlich verstärkt werden.In a further advantageous embodiment, the overall arrangement can now be further reinforced by a bandage.
Durch die ausreichende Fixierung der Permanentmagnete durch das Klebeband können vorab exakte Positionierungen der Permanentmagnete, als auch Staffelungen der Permanentmagnete über ihre axiale Länge des Rotors exakt eingestellt werden. Durch die Erhöhung der Positionsgenauigkeit der Permanentmagnete bezogen auf die Staffel oder Polwinkel ist nunmehr ein direk- ter positiver Einfluss der Stromwelligkeit auf die elektrische Maschine festzustellen.Due to the sufficient fixation of the permanent magnets through the adhesive tape, exact positioning of the permanent magnets as well as graduations of the permanent magnets over their axial length of the rotor can be set exactly. By increasing the positional accuracy of the permanent magnets relative to the scale or pole angle, a direct to determine the positive influence of the current ripple on the electric machine.
Aufgrund der im Betrieb der elektrischen Maschine auch in den Permanentmagneten auftretenden Wirbelströme erwärmen sich diese. Um nun trotz der unterschiedlichen Befestigungsmitteln der Permanentmagnete am Rotor eine ausreichende Wärmeabfuhr aus den Permanentmagneten zu erhalten, sind die Befestigungsmitteln mit vergleichsweise gut wärmeleitende Komponenten versehen.Due to the eddy currents also occurring in the permanent magnets during operation of the electric machine, they heat up. In order to obtain sufficient heat dissipation from the permanent magnets despite the different attachment means of the permanent magnets on the rotor, the fastening means are provided with comparatively good heat-conducting components.
Dem Flüssigklebstoff sind insbesondere Metallpartikel einer oder mehrere Metallsorten beigemischt, ohne die Fixierung des Flüssigklebstoffs zu beeinträchtigen.In particular, metal particles of one or more types of metal are added to the liquid adhesive without impairing the fixation of the liquid adhesive.
Das Klebeband und/oder die Bandage sind mit einer derartigen Komponente, insbesondere mit einem Metall bedampft. Diese Bedampfung kann dabei bei der Herstellung dieser Befestigungsmittel oder unmittelbar vor der Montage erfolgen.The adhesive tape and / or the bandage are vapor-deposited with such a component, in particular with a metal. This evaporation can be done in the production of these fasteners or immediately before installation.
Damit werden die Permanentmagnete besser entwärmt, so dass eine Abmagnetisierung der Permanentmagnete vermieden wird. Damit steigen das Drehmoment und der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine.Thus, the permanent magnets are better cooled, so that a demagnetization of the permanent magnets is avoided. This increases the torque and the efficiency of the electric machine.
Die Wärmeabfuhr erfolgt somit über die Bandage an den Luftspalt oder über das Klebeband und/oder den Flüssigklebstoff auf das Rotorblechpaket und letztlich die Welle der elektrischen Maschine.The heat dissipation thus takes place via the bandage to the air gap or via the adhesive tape and / or the liquid adhesive to the rotor core and ultimately the shaft of the electric machine.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen werden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen:The invention and further advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a schematically illustrated embodiment. Show:
FIG 1,3,4 prinzipielle Darstellungen des Rotors, FIG 2 fertiger Rotor. FIG 1 zeigt einen Rotor 1, der aus zeichnerischen Gründen als Vollmaterial dargestellt wurde mit einer Welle 2. Der Rotor 1 selbst kann selbstverständlich als Hohlwelle oder geblecht oder aus gesintertem Material aufgebaut sein. Auf der axialen Länge des Rotors 1 befinden sich in Umfangsrichtung angeordnete Klebebänder 3, die in einem vorgebbaren Abstand 10 zueinander angeordnet sind.FIG. 1, 3, 4 basic representations of the rotor, FIG. 2 finished rotor. FIG. 1 shows a rotor 1 which has been illustrated as a solid material with a shaft 2 for reasons of drawing. The rotor 1 itself can of course be constructed as a hollow shaft or laminated or made of sintered material. On the axial length of the rotor 1 are arranged in the circumferential direction of adhesive tapes 3, which are arranged at a predeterminable distance 10 to each other.
Vorteilhafterweise wird danach in den Räumen zwischen den Klebebändern 3 Raupen 4 aus Flüssigklebstoff zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung des Rotors 1 aufgetragen. Danach werden Permanentmagnete 5 auf dem Rotor 1 positioniert wobei das Klebeband auch eine äußerst effiziente Montagehilfe ist, da das Klebeband 3 seine Haftkraft sofort entwickelt, während der Flüssigklebstoff diese Eigenschaft erst nach seinem Aushärten bereitstellt. Des Weiteren wird durch Positionieren der Permanentmagnete 5 auf dem Klebeband 3 die Raupe 4 des Flüssigklebstoffs unter dem Permanentmagneten 5 verteilt und überschüssiges Material des Flüssigklebstoffs an den Sei- ten ausgedrückt. Somit ergibt sich aus der Dicke des Klebebandes 3 eine exakte Vorgabe zur Dicke des Flüssigklebers.Advantageously, beads 4 of liquid adhesive are then at least partially applied in the circumferential direction of the rotor 1 in the spaces between the adhesive tapes 3. Thereafter, permanent magnets 5 are positioned on the rotor 1, wherein the adhesive tape is also an extremely efficient assembly aid, since the adhesive tape 3 develops its adhesive force immediately, while the liquid adhesive provides this property only after its curing. Furthermore, by positioning the permanent magnets 5 on the adhesive tape 3, the bead 4 of the liquid adhesive is distributed under the permanent magnet 5 and excess material of the liquid adhesive is squeezed out on the sides. Thus, it follows from the thickness of the adhesive tape 3 an exact specification of the thickness of the liquid adhesive.
FIG 3 zeigt eine Darstellung, in der die einzelnen Streifen des Klebebandes 3 in axialer Richtung des Rotors angeordnet sind. Damit verlaufen die Raupen 4 des Flüssigklebstoffs e- benfalls in axialer Richtung, vorbei diese Raupen 4 dabei auch leicht geschwungen aufgebracht werden können, um eine bessere Verteilung zu erhalten. Der Abstand der einzelnen Streifen bemisst sich durch die Breite der Permanentmagnete 5.3 shows a representation in which the individual strips of the adhesive tape 3 are arranged in the axial direction of the rotor. The caterpillars 4 of the liquid adhesive thus also run in the axial direction, beyond which these caterpillars 4 can also be applied slightly curved in order to obtain a better distribution. The spacing of the individual strips is measured by the width of the permanent magnets 5.
Bei zusätzlicher Fixierung der Permanentmagnete auf dem Rotor sind bezogen auf die Breite der Permanentmagnete 5 weitere Streifen vorzusehen.With additional fixation of the permanent magnets on the rotor 5 more strips are provided based on the width of the permanent magnets.
Mit diesen zusätzlichen Streifen lässt sich auch eine Staffelung von Permanentmagneten über die axiale Länge des Rotors herstellen . FIG 4 zeigt punktuell angeordnete Klebebänder 3, die ebenfalls der Fixierung der Permanentmagnete 5 auf dem Rotor dienen .These additional strips can also be a staggering of permanent magnets over the axial length of the rotor produce. 4 shows selectively arranged adhesive tapes 3, which also serve to fix the permanent magnets 5 on the rotor.
Selbstverständlich sind auch Mischformen von axialer Anordnung, Anordnung in Umfangsrichtung und punktueller Anordnung der Klebebänder 3 auf dem Rotor je nach Anwendungsfall möglich.Of course, mixed forms of axial arrangement, arrangement in the circumferential direction and punctual arrangement of the adhesive tapes 3 on the rotor depending on the application are possible.
Ebenso lassen sich die Klebebänder 3 schraubenförmig um denLikewise, the adhesive tapes 3 can be helically around the
Rotor wickeln, wobei dabei eine „Ganghöhe" dieser Umbandelung (wie bei den Schrauben) vorzugeben ist.Wind rotor, whereby a "pitch" of this Umbandelung (as with the screws) is to be specified.
Die Raupen 4 des Flüssigklebstoffs sind, sofern notwendig bei den oben genannten Anordnungen in den jeweiligen „Freiräumen" des Rotors vorgesehen.The caterpillars 4 of the liquid adhesive are, if necessary provided in the above arrangements in the respective "free spaces" of the rotor.
FIG 2 zeigt nunmehr einen fertigen Rotor 1, mit ausgehärtetem Klebstoff. Prinzipiell ist dabei auch die elektrische Maschi- ne 11 mit einem in einem Stator 9 angeordneten Wicklungssystem 8 dargestellt. Die Permanentmagnete 5 weisen über ihre axiale Länge des Rotors 1 einen Winkelversatz auf, um die Rastmomente im Betrieb der elektrischen Maschine 11 zu unterdrücken .FIG 2 now shows a finished rotor 1, with cured adhesive. In principle, the electric machine 11 is also shown with a winding system 8 arranged in a stator 9. The permanent magnets 5 have an angular offset over their axial length of the rotor 1 in order to suppress the cogging torques during operation of the electric machine 11.
Die Fertigungsschritte zur Herstellung eines Permanentmagneten 5 aufweisenden Rotors 1, insbesondere nach FIG 1 sind also folgende:The manufacturing steps for producing a permanent magnet 5 having rotor 1, in particular according to FIG 1 are therefore the following:
Am Anfang des ersten Permanentmagneten 5 wird ein Klebeband 3 in Umfangsrichtung am Rotor 1, insbesondere direkt auf das Blechpaket aufgebracht. Somit wird zuerst die eine Seite des doppelseitigen Klebebandes 3 auf der Oberfläche des Rotors 1 befestigt. Vor Montage der Permanentmagnete 5 wird die Schutzschicht auf dem Klebeband 3 entfernt, um somit die Klebewirkung für die Permanentmagnete 5 zu erhalten. Am Ende des ersten und gleichzeitig Anfang des zweiten Permanentmagneten 5 wird ebenfalls ein Klebeband 3 aufgebracht. Diese Vorgänge wiederholen sich je nach Anzahl der Permanentmagnete bzw. der Anzahl der Reihen. Am Ende des letzten Permanentmagneten 5 wird wie am Anfang des ersten Magneten ein Klebeband 3 aufgebracht .At the beginning of the first permanent magnet 5, an adhesive tape 3 is applied in the circumferential direction on the rotor 1, in particular directly on the laminated core. Thus, first, one side of the double-sided adhesive tape 3 is fixed on the surface of the rotor 1. Before mounting the permanent magnets 5, the protective layer on the adhesive tape 3 is removed so as to obtain the adhesive effect for the permanent magnets 5. At the end of the first and at the same time beginning of the second permanent magnet 5, an adhesive tape 3 is also applied. These processes Repeat depending on the number of permanent magnets or the number of rows. At the end of the last permanent magnet 5, an adhesive tape 3 is applied as at the beginning of the first magnet.
Jeder Permanentmagnet 5 hat so am Anfang und am Ende zumindest jeweils die halbe Breite des Klebebandstreifens 3 als wirksame Klebefläche um den Permanentmagneten 5 somit die sofortige und notwendige Haftung beim Fügen bereitzustellen. Dies ist notwendig, um die Lageorientierung der Permanentmagnete 5 zumindest bis zur Aushärtung des Flüssigklebers insbesondere eines Epoxidharzklebstoffs zu gewährleisten. Die zwischen den Klebebandstreifen 3 jeweils befindliche Raupe 4 aus Flüssigklebstoff wird durch Positionierung der Permanentmag- nete 5 breit gedrückt und es stellt sich aufgrund der Auflagefläche eines Permanentmagnets 5 an seinem Anfang und seinem Ende eine definierte Dicke des Flüssigklebers zwischen Oberfläche des Rotors 1 und Unterseite des Permanentmagneten 5 ein .Each permanent magnet 5 has so at the beginning and at the end at least half the width of the tape strip 3 as an effective adhesive surface to the permanent magnet 5 thus provide the immediate and necessary adhesion during joining. This is necessary in order to ensure the positional orientation of the permanent magnets 5 at least until the liquid adhesive, in particular an epoxy resin adhesive, cures. The bead 4 of liquid adhesive respectively located between the adhesive tape strips 3 is pressed wide by positioning the permanent magnet 5 and, due to the bearing surface of a permanent magnet 5 at its beginning and its end, a defined thickness of the liquid adhesive between the surface of the rotor 1 and underside of the liquid adhesive Permanent magnet 5 a.
Die Fertigungsschritte lassen sich in einfacher Art und Weise auf die Ausführungsformen der FIG 3,4 übertragen.The manufacturing steps can be easily transferred to the embodiments of FIG 3.4.
Aufgrund der im Betrieb der elektrischen Maschine, insbeson- dere eines Servoantriebs auch in den Permanentmagneten auftretenden Wirbelströme erwärmen sich diese. Um nun trotz der unterschiedlichen Befestigungsmitteln der Permanentmagnete 5 am Rotor 1, also Klebeband 3 und/oder Flüssigklebstoff und/oder Bandage eine ausreichende Wärmeabfuhr aus den Perma- nentmagneten 5 zu erhalten, sind die oben genannten Befestigungsmitteln mit vergleichsweise gut wärmeleitende Komponenten versehen.Due to the eddy currents which occur during operation of the electric machine, in particular a servo drive, also in the permanent magnets, these heat up. In order to obtain a sufficient heat dissipation from the permanent magnets 5 despite the different attachment means of the permanent magnets 5 on the rotor 1, ie adhesive tape 3 and / or liquid adhesive and / or bandage, the abovementioned fastening means are provided with comparatively good heat-conducting components.
Dem Flüssigklebstoff sind insbesondere Metallpartikel einer oder mehrere Metallsorten beigemischt, ohne die Fixierungseigenschaften des Flüssigklebstoffs zu beeinträchtigen. Das Klebeband 3 und/oder die Bandage sind mit einer derartigen Komponente, insbesondere mit einem Metall oder Metalllegierung bedampft. Diese Bedampfung, die sich im Mikrometerbereich einstellt, kann dabei bei der Herstellung dieser Befes- tigungsmittel oder unmittelbar vor der Montage erfolgen.In particular, metal particles of one or more types of metal are added to the liquid adhesive without impairing the fixing properties of the liquid adhesive. The adhesive tape 3 and / or the bandage are vapor-deposited with such a component, in particular with a metal or metal alloy. This vapor deposition, which occurs in the micrometer range, can take place during the production of these fastening agents or directly before assembly.
Dabei darf die Bedampfung die Klebewirkung des Klebebandes 3 aber nicht beeinträchtigen.However, the vapor deposition must not adversely affect the adhesive effect of the adhesive tape 3.
Damit werden die Permanentmagnete 5 besser entwärmt, so dass eine Abmagnetisierung der Permanentmagnete 5 vermieden wird. Damit steigen das Drehmoment und der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine 11.Thus, the permanent magnets 5 are better cooled, so that a demagnetization of the permanent magnets 5 is avoided. This increases the torque and the efficiency of the electric machine 11.
Die Wärmeabfuhr erfolgt somit über die Bandage an den Luftspalt oder über das Klebeband und/oder den Flüssigklebstoff auf das Rotorblechpaket und letztlich die Welle der elektrischen Maschine.The heat dissipation thus takes place via the bandage to the air gap or via the adhesive tape and / or the liquid adhesive to the rotor core and ultimately the shaft of the electric machine.
Derartige elektrische Maschinen werden insbesondere bei Werkzeugmaschinen oder anderen Anwendungen eingesetzt, die insbesondere Reversiervorgänge aufweisen. Such electrical machines are used in particular in machine tools or other applications, which in particular have reversing operations.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrische Maschine (11) mit einem Stator (9) mit einem Wicklungssystem (8), das in Nuten angeordnet ist und einem Rotor (1), an dessen Oberfläche Permanentmagnete (5) angeord¬ net sind, wobei die Permanentmagnete (5) durch mindestens zwei unterschiedliche Befestigungsmittel an der Oberfläche des Rotors (1) fixiert und positioniert sind.1. Electrical machine (11) with a stator (9) with a winding system (8) which is arranged in grooves and a rotor (1), on the surface of which permanent magnets (5) are angeord ¬ net, wherein the permanent magnets (5) are fixed and positioned by at least two different fastening means on the surface of the rotor (1).
2. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittel als Kombina¬ tion von zumindest zwei der folgenden Befestigungsmöglichkei¬ ten ausgebildet sind, doppelseitiges Klebeband (3) , Flüssig¬ klebstoff und Bandage, insbesondere eine Harz-Glsfaser- Bandage.2. Electrical machine (11) according to claim 1, characterized in that the means as Kombina ¬ tion of at least two of the following Befestigungsmöglichkei ¬ th are formed, double-sided adhesive tape (3), liquid ¬ adhesive and bandage, in particular a resin Glsfaser- bandage ,
3. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest einem Mittel eine vergleichsweise gut wärmeleitende Komponente beigemischt und/oder aufgetragen ist, um den Wärmeübergang von den Permanentmagneten (5) auf die Mittel zu verbessern.3. Electrical machine (11) according to claim 2, characterized in that at least one agent is admixed and / or applied with a comparatively good heat-conducting component in order to improve the heat transfer from the permanent magnets (5) to the means.
4. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das doppelte Klebeband (3) und/oder die Bandage insbesondere mit Metall bedampft ist .4. Electrical machine (11) according to claim 3, characterized in that the double adhesive tape (3) and / or the bandage is vapor-deposited in particular with metal.
5. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Flüssigklebstoff Me- tallpartikel beigemischt sind.5. The electrical machine (11) according to claim 3, wherein a metal particle is admixed with the liquid adhesive.
6. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 2, 3 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kle¬ beband (3) doppelseitig klebt und ausgeführt ist.6. Electrical machine (11) according to claim 2, 3 or 5, characterized in that the Kle ¬ band (3) sticks on both sides and is executed.
7. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 2, 3, 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Höhe des Klebebandes (3) die Dicke des Belags des Flüssigkleb¬ stoffs vorgibt.7. Electrical machine (11) according to claim 2, 3, 5 or 6, characterized in that the height the adhesive tape (3) defines the thickness of the lining of the Flüssigkleb ¬ material.
8. Elektrische Maschine (11) nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die axiale Länge des Rotors (1) meh¬ rere axial hintereinander angeordnete und/oder in Umfangs- richtung des Rotors (1) angeordnete oder versetzt angeordnete Permanentmagnete (5) aufweist.8. Electrical machine (11) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the axial length of the rotor (1) meh ¬ rere axially arranged behind one another and / or in the circumferential direction of the rotor (1) arranged or staggered permanent magnets ( 5).
9. Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Anfang und Ende zumin¬ dest einiger Permanentmagnete (5) auf dem Klebeband (3) posi¬ tioniert sind.9. Electrical machine (11) according to claim 8, characterized in that the beginning and end of at least ¬ some permanent magnets (5) on the tape (3) posi ¬ tioned.
10. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine (11) nach einem oder mehrere der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Schritte : - Bereitstellen eines Rotors (1),10. A method for producing an electrical machine (11) according to one or more of the preceding claims 1 to 9, by means of the following steps: - providing a rotor (1),
- Bekleben des Rotors mit doppelseitigem Klebeband (3) an vorgebbaren axialen Abschnitten des Rotors (1),Adhering the rotor with double-sided adhesive tape (3) to predeterminable axial sections of the rotor (1),
- Positionieren der Permanentmagnete (5) auf dem Klebeband (3) .- Positioning the permanent magnets (5) on the adhesive tape (3).
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , dass ein Flüssigkleber in die Abschnitte des Rotors (1) gegeben wird, der nicht von einem Klebeband11. Method according to claim 10, wherein a liquid adhesive is added to the sections of the rotor (1) which are not covered by an adhesive tape
(3) bedeckt ist.(3) is covered.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach Positionieren und Verkleben der Permanentmagnete (5) mit Flüssigkleber zusätzlich eine Bandage um die Permanentmagnete (5) gegeben wird. 12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that after positioning and bonding of the permanent magnets (5) with liquid adhesive in addition a bandage around the permanent magnets (5) is given.
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