WO2019174790A1 - Rotor einer elektrischen maschine - Google Patents

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WO2019174790A1
WO2019174790A1 PCT/EP2019/050219 EP2019050219W WO2019174790A1 WO 2019174790 A1 WO2019174790 A1 WO 2019174790A1 EP 2019050219 W EP2019050219 W EP 2019050219W WO 2019174790 A1 WO2019174790 A1 WO 2019174790A1
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laminations
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laminated core
pockets
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Fabian Lange
Andreas Stahl
Sven Pieper
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
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    • 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]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K2201/09—Magnetic cores comprising laminations characterised by being fastened by caulking
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    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention is based on a rotor of an electrical machine according to the preamble of the main claim.
  • Permanent magnet and a filling material in particular a plastic, is arranged for fastening the at least one permanent magnet in the respective magnetic pocket.
  • the filler material can outgas in the laminated core on column, which in by means of
  • Main claim has the advantage that the outgassing of the filling material is also possible with laminated cores whose laminations are connected by gluing. This is inventively achieved by adjacent laminations of the filling material
  • Sheet metal packets are each connected together by an adhesive and that the adhesive in the respective joint gap between the adjacent lamination such is applied over the area that the filling material of the magnetic pockets can outgas over at least one hollow gap space formed in the joint gap.
  • the hollow gap in the respective joint gap extends to an outer or inner periphery of the laminated core and is fluidly connected to one of the magnetic pockets. That way, one becomes
  • the adhesive is applied in the respective joint gap according to a first embodiment in a plurality of separate adhesive regions, between which one or more hollow gaps are formed.
  • the filling material per magnetic pocket and joint gap can outgas in full or teilumfhacklich over several channel-shaped gap spaces.
  • the air displaced by the filling material from the magnetic pockets can escape before or during the injection process.
  • the adhesive areas are strip-shaped, with channel-shaped gaps being formed in each case between two adjacent adhesive areas.
  • the application of the adhesive can be done in a continuous process by means of rollers.
  • the adhesive can be applied by means of nozzles.
  • the adhesive in the respective joint gap is applied in at least one adhesive area, which expands the magnetic pockets in such a manner that it can be outgassed over the entire circumference of the magnet pocket.
  • the laminations have a sheet thickness in the range between 0.01 mm and 0.35 mm, as due to the larger number of laminations more joining gaps than for larger sheet thicknesses can be provided for venting, so that overall better outgassing and Venting of the respective laminated core is achieved.
  • a baked enamel as the adhesive.
  • Fig.l shows a view of a rotor of an electric machine
  • FIG. 2 shows an adhesive application on one of the laminations of the rotor according to Fig.l according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows an adhesive application on one of the laminations of the rotor according to Fig.l according to a second embodiment
  • FIG. 4 shows an adhesive application on one of the laminations of the rotor according to Fig.l according to a third embodiment.
  • Fig.l shows an electric machine with a rotor, in which the invention
  • the rotor 1 of an electric machine comprises at least one laminated core 2, which has a multiplicity of laminations 3 fixedly connected to one another.
  • Sheet metal fins 3 are recesses 4 provided in the laminated core. 2
  • Permanent magnets 5 are fixed in the magnetic pockets 4 by a filling material 6 cast into the magnetic pockets 4, in particular a plastic.
  • the filler material 6 is poured or injected liquid directly or indirectly into the magnetic pockets 4 and hardens in the magnetic pockets 4, whereby the permanent magnets 5 are fixed in the filler material 6 in a material and / or form-fitting manner.
  • Adjacent laminations 3 of the laminated core 2 are each connected by an adhesive 9 firmly together.
  • the adhesive 9 is for example a baked enamel, but can also be expressly another suitable adhesive.
  • the adhesive 9 is applied to the laminations 3 of the laminated core 2 in such a manner that the filler material 6 of the
  • Magnet pockets 4 via at least one formed in the joint gap 10 between two adjacent laminations 3 hollow gap space 11 can outgas.
  • the hollow gap 11 extends in the respective joint gap 10 to an outer or inner periphery of the laminated core 2 and is connected to the outgassing with one of the magnetic pockets 4 fluidly connected.
  • Fügespalten 10 of the laminated core 2 hollow gaps 11 for degassing one or more, in particular all magnetic pockets 4 of the respective joint gap 10, provided to achieve a uniform as possible outgassing over the axial length with respect to a rotor axis 1.1 of the rotor 1.
  • the laminations 3 have, for example, a sheet thickness in the range between 0.01 mm and 0.35 mm.
  • FIG. 2 shows an adhesive application on one of the laminations of the rotor according to Fig.l according to a first embodiment.
  • the magnetic pockets 4 are shown in Figure 2, for example, in V-shaped arrangements consisting of two magnetic pockets 4 seen in the circumferential direction distributed over the circumference of the laminated core 2 and arranged near the outer periphery.
  • the adhesive 9 is applied in the respective joining gap 10 in a plurality of mutually separate adhesive regions 12 on at least one of the two laminations 3. Between the adhesive areas 12, one or more hollow gaps 11 are formed.
  • the adhesive areas 12 are strip-shaped or rectangular, wherein between two adjacent adhesive areas 12 each channel-shaped gap spaces 11 are formed, which are fluidly connected to the magnetic pockets 4 and lead, for example, to the inner and outer periphery of the laminated core 2. The in the circumferential direction of
  • Sheet metal 3 measured width b of the channel-shaped gap space 11 is smaller than that Width B of the magnet pocket 4.
  • the adhesive 9 can be applied to the sheet metal of the laminations 3 by means of rollers.
  • FIG. 3 shows an adhesive application on one of the laminations of the rotor according to Fig.l according to a second embodiment.
  • the adhesive 9 is applied according to the second embodiment in the respective joint gap 10 in a continuous adhesive region 12 which is formed radially inside the magnetic pockets 4, for example annularly and from this
  • Ring section 12.1 starting with a plurality of radially outwardly extending
  • Sections 12.2 the magnetic pockets 4 so flat expelled that can be outgassed in each case over the entire circumference of the respective magnet pocket 4.
  • the adhesive portion 12 saves the magnetic pockets 4 in pairs and circular ring section.
  • FIG. 4 shows an adhesive application on one of the laminations of the rotor according to Fig.l according to a third embodiment.
  • the adhesive 9 is applied in the respective joining gap 10 in a plurality of mutually separate adhesive regions 12, which the
  • Magnetic pockets 4 are arranged in the circumferential direction of the lamination 3 between the magnetic pockets 4 and may alternatively have an arbitrary shape to the circular shape.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Es ist schon ein Rotor einer elektrischen Maschine bekannt, der zumindest ein Blechpaket umfasst, das eine Vielzahl von miteinander verbundenen Blechlamellen aufweist, in denen Ausnehmungen zur Bildung von Magnettaschen vorgesehen sind, wobei in den Magnettaschen jeweils zumindest ein Permanentmagnet und ein Füllmaterial, insbesondere ein Kunststoff, zur Befestigung des zumindest einen Permanentmagneten in der jeweiligen Magnettasche angeordnet ist. Das Füllmaterial kann im Blechpaket über Spalte ausgasen, die bei mittels Stanzpaketieren hergestellten Blechpaketen zwischen den Blechlamellen vorhanden sind. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor ist das Ausgasen des Füllmaterials auch bei Blechpaketen möglich, deren Blechlamellen durch Kleben verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass benachbarte Blechlamellen (3) des Blechpakets (2) jeweils durch einen Klebstoff (9) miteinander verbunden sind und dass der Klebstoff (9) auf die Blechlamellen (3) derart teilflächig aufgebracht ist, dass das Füllmaterial (6) der Magnettaschen (4) über zumindest einen im Fügespalt (10) zwischen zwei benachbarten Blechlamellen (3) gebildeten hohlen Spaltraum (11) ausgasen kann.

Description

Beschreibung Titel
Rotor einer elektrischen Maschine
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Rotor einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Rotor einer elektrischen Maschine aus der EP1921734 Bl bekannt, der zumindest ein Blechpaket umfasst, das eine Vielzahl von miteinander verbundenen Blechlamellen aufweist, in denen Ausnehmungen zur Bildung von Magnettaschen vorgesehen sind, wobei in den Magnettaschen jeweils zumindest ein
Permanentmagnet und ein Füllmaterial, insbesondere ein Kunststoff, zur Befestigung des zumindest einen Permanentmagneten in der jeweiligen Magnettasche angeordnet ist. Das Füllmaterial kann im Blechpaket über Spalte ausgasen, die bei mittels
Stanzpaketieren hergestellten Blechpaketen zwischen den Blechlamellen vorhanden sind.
Weiterhin ist aus der WO 2011/076321 Al bekannt, Blechlamellen eines Blechpaketes einer elektrischen Maschine mittels eines Klebstoffes zu fügen. Wenn bei einem solchen geklebten Blechpaket die Magnete durch ein Füllmaterial in den
Magnettaschen befestigt werden sollen, ist ein Ausgasen des Füllmaterials nicht möglich.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Rotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das Ausgasen des Füllmaterials auch bei Blechpaketen möglich ist, deren Blechlamellen durch Kleben verbunden sind. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem benachbarte Blechlamellen des
Blechpakets jeweils durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind und dass der Klebstoff im jeweiligen Fügespalt zwischen den benachbarten Blechlamellen derart teilflächig aufgebracht ist, dass das Füllmaterial der Magnettaschen über zumindest einen im Fügespalt gebildeten hohlen Spaltraum ausgasen kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Rotors möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der hohle Spaltraum im jeweiligen Fügespalt bis an einen äußeren oder inneren Umfang des Blechpakets verläuft und mit einer der Magnettaschen strömungsverbunden ist. Auf diese Weise wird eine
Strömungsverbindung aus der jeweiligen Magnettasche zur Atmosphäre geschaffen, so dass das Füllmaterial ausgasen kann.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn in mehreren, insbesondere allen Fügespalten des Blechpakets hohle Spalträume zur Entgasung einer oder mehrerer, insbesondere aller Magnettaschen des jeweiligen Fügespaltes gebildet sind. Auf diese Weise können die Magnettaschen gleichmäßig über ihre axiale Länge ausgasen.
Sehr vorteilhaft ist, wenn der Klebstoff im jeweiligen Fügespalt nach einer ersten Ausführung in mehreren, voneinander getrennten Klebebereichen aufgebracht ist, zwischen denen ein oder mehrere hohle Spalträume gebildet sind. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Füllmaterial pro Magnettasche und Fügespalt vollumfänglich oder teilumfänglich über mehrere kanalförmige Spalträume ausgasen kann. Weiterhin kann auf diese Weise die durch das Füllmaterial aus den Magnettaschen verdrängte Luft vor oder während des Einspritzvorgangs entweichen.
Nach einem Ausführungsbeispiel sind die Klebebereiche streifenförmig, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Klebebereichen kanalförmige Spalträume gebildet sind. Auf diese Weise kann der Auftrag des Klebstoffes in einem kontinuierlichen Verfahren mittels von Walzen erfolgen. Alternativ kann der Kleber mittels von Düsen aufgetragen werden.
Auch vorteilhaft ist es, wenn der Klebstoff im jeweiligen Fügespalt in zumindest einem Klebebereich aufgebracht ist, der die Magnettaschen derart flächig ausspart, dass über den gesamten Umfang der Magnettasche ausgegast werden kann. Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Blechlamellen eine Blechdicke im Bereich zwischen 0,01 mm und 0,35 mm aufweisen, da aufgrund der größeren Anzahl an Blechlamellen mehr Fügespalte als bei größeren Blechdicken zur Entlüftung bereitgestellt werden können, so dass insgesamt eine bessere Ausgasung und Entlüftung des jeweiligen Blechpakets erreicht wird.
Nach einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, als Klebstoff ein Backlack zu verwenden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.l zeigt eine Ansicht eines Rotors einer elektrischen Maschine,
Fig.2 einen Kleberauftrag auf einer der Blechlamellen des Rotors nach Fig.l nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig.3 einen Kleberauftrag auf einer der Blechlamellen des Rotors nach Fig.l nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig.4 einen Kleberauftrag auf einer der Blechlamellen des Rotors nach Fig.l nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig.l zeigt eine elektrische Maschine mit einem Rotor, bei dem die Erfindung
Anwendung finden kann.
Der Rotor 1 einer elektrischen Maschine umfasst zumindest ein Blechpaket 2, das eine Vielzahl von fest miteinander verbundenen Blechlamellen 3 aufweist. In den
Blechlamellen 3 sind Ausnehmungen 4 vorgesehen, um in dem Blechpaket 2
Magnettaschen 4 zur Aufnahme von Permanentmagneten 5 zu bilden. Die
Permanentmagnete 5 sind in den Magnettaschen 4 durch ein in die Magnettaschen 4 gegossenes Füllmaterial 6, insbesondere ein Kunststoff, befestigt. Das Füllmaterial 6 ist mittelbar oder unmittelbar in die Magnettaschen 4 flüssig eingegossen oder eingespritzt und härtet in den Magnettaschen 4 aus, wodurch die Permanentmagnete 5 Stoff- und/oder formschlüssig in dem Füllmaterial 6 befestigt werden. Benachbarte Blechlamellen 3 des Blechpaketes 2 sind jeweils durch einen Klebstoff 9 fest miteinander verbunden. Der Klebstoff 9 ist beispielsweise ein Backlack, kann aber ausdrücklich auch ein anderer geeigneter Klebstoff sein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Klebstoff 9 auf die Blechlamellen 3 des Blechpakets 2 derart teilflächig aufgebracht ist, dass das Füllmaterial 6 der
Magnettaschen 4 über zumindest einen im Fügespalt 10 zwischen zwei benachbarten Blechlamellen 3 gebildeten hohlen Spaltraum 11 (Fig.2 bis Fig.4) ausgasen kann. Der hohle Spaltraum 11 verläuft im jeweiligen Fügespalt 10 bis an einen äußeren oder inneren Umfang des Blechpakets 2 und ist zum Ausgasen mit einer der Magnettaschen 4 strömungsverbunden. Beispielsweise sind in mehreren, insbesondere allen
Fügespalten 10 des Blechpakets 2, hohle Spalträume 11 zur Entgasung einer oder mehrerer, insbesondere aller Magnettaschen 4 des jeweiligen Fügespaltes 10, vorgesehen, um eine möglichst gleichmäßige Ausgasung über die axiale Länge bezüglich einer Rotorachse 1.1 des Rotors 1 zu erreichen.
Die Blechlamellen 3 haben beispielsweise eine Blechdicke im Bereich zwischen 0,01 mm und 0,35 mm.
Fig.2 zeigt einen Kleberauftrag auf einer der Blechlamellen des Rotors nach Fig.l nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Magnettaschen 4 sind nach Fig.2 beispielsweise in V-förmigen Anordnungen bestehend aus jeweils zwei Magnettaschen 4 in Umfangsrichtung gesehen über den Umfang des Blechpakets 2 verteilt und nahe dem Außenumfang angeordnet.
Nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Klebstoff 9 im jeweiligen Fügespalt 10 in mehreren, voneinander getrennten Klebebereichen 12 auf zumindest eine der beiden Blechlamellen 3 aufgebracht. Zwischen den Klebebereichen 12 sind ein oder mehrere hohle Spalträume 11 gebildet. Nach dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig.2 sind die Klebebereiche 12 streifenförmig oder rechteckförmig ausgeführt, wobei zwischen zwei benachbarten Klebebereichen 12 jeweils kanalförmige Spalträume 11 gebildet sind, die mit den Magnettaschen 4 strömungsverbunden sind und beispielsweise an den inneren und äußeren Umfang des Blechpakets 2 führen. Die in Umfangsrichtung der
Blechlamelle 3 gemessene Breite b des kanalförmigen Spaltraums 11 ist kleiner als die Breite B der Magnettasche 4. Bei der Ausführung nach Fig.2 kann der Klebstoff 9 mittels von Walzen auf das Blech der Blechlamellen 3 aufgebracht werden.
Fig.3 zeigt einen Kleberauftrag auf einer der Blechlamellen des Rotors nach Fig.l nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Der Klebstoff 9 ist nach dem zweiten Ausführungsbeispiel im jeweiligen Fügespalt 10 in einem zusammenhängenden Klebebereich 12 aufgebracht, der radial innerhalb der Magnettaschen 4 beispielsweise ringförmig ausgebildet ist und von diesem
Ringabschnitt 12.1 ausgehend mit mehreren nach radial außen verlaufenden
Abschnitten 12.2 die Magnettaschen 4 derart flächig ausspart, dass jeweils über den gesamten Umfang der jeweiligen Magnettasche 4 ausgegast werden kann. Nach dem Ausführungsbeispiel spart der Klebebereich 12 die Magnettaschen 4 paarweise und kreisringabschnittsförmig aus.
Fig.4 zeigt einen Kleberauftrag auf einer der Blechlamellen des Rotors nach Fig.l nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
Nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Klebstoff 9 im jeweiligen Fügespalt 10 in mehreren, voneinander getrennten Klebebereichen 12 aufgebracht, die die
Magnettaschen 4 derart flächig aussparen, dass jeweils über den gesamten Umfang der jeweiligen Magnettasche 4 ausgegast werden kann. Nach Fig.4 sind radial innerhalb der Magnettaschen 4 beispielsweise zwei ringförmige Klebebereiche 12.1 und im radialen Bereich der Magnettaschen 4 beispielsweise kreis- oder punktförmige Klebebereiche 12.2 vorgesehen. Die Klebebereiche 12 im radialen Bereich der
Magnettaschen 4 sind in Umfangsrichtung der Blechlamelle 3 gesehen zwischen den Magnettaschen 4 angeordnet und können alternativ zur Kreisform eine beliebige Form haben.

Claims

Ansprüche
1. Rotor einer elektrischen Maschine umfassend zumindest ein Blechpaket (2), das eine Vielzahl von miteinander verbundenen Blechlamellen (3) aufweist, in denen
Ausnehmungen (4) zur Bildung von Magnettaschen (4) vorgesehen sind, wobei in den Magnettaschen (4) jeweils zumindest ein Permanentmagnet (5) und ein Füllmaterial (6), insbesondere ein Kunststoff, zur Befestigung des zumindest einen Permanentmagneten (5) in der jeweiligen Magnettasche (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Blechlamellen (3) des Blechpakets (2) jeweils durch einen Klebstoff (9) miteinander verbunden sind und dass der Klebstoff (9) auf die Blechlamellen (3) derart teilflächig aufgebracht ist, dass das Füllmaterial (6) der Magnettaschen (4) über zumindest einen im Fügespalt (10) zwischen zwei benachbarten Blechlamellen (3) gebildeten hohlen Spaltraum (11) ausgasen kann.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Spaltraum (11) im jeweiligen Fügespalt (10) bis an einen äußeren oder inneren Umfang des Blechpakets (2) verläuft und mit einer der Magnettaschen (4) strömungsverbunden ist.
3. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren, insbesondere allen Fügespalten (10) des Blechpakets (2) hohle Spalträume (11) zur Entgasung einer oder mehrerer, insbesondere aller
Magnettaschen (4) des jeweiligen Fügespaltes (10) gebildet sind.
4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (9) im jeweiligen Fügespalt (10) in mehreren, voneinander getrennten Klebebereichen (12) aufgebracht ist, zwischen denen ein oder mehrere hohle Spalträume (11) gebildet sind.
5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebebereiche (12) streifenförmig sind, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Klebebereichen (12) kanalförmige Spalträume (11) gebildet sind.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (9) im jeweiligen Fügespalt (10) in zumindest einem Klebebereich (12) aufgebracht ist, der die Magnettaschen (4) derart flächig ausspart, dass über den gesamten Umfang der jeweiligen Magnettasche (4) ausgegast werden kann.
7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (3) eine Blechdicke im Bereich zwischen 0,01 mm und 0,3 mm aufweisen.
8. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (9) ein Backlack ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Rotors nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (9) mittels von Walzen oder durch Sprühen auf das Blech der Blechlamellen (3) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial unmittelbar oder mittelbar in die Magnettaschen (4) eingespritzt oder eingegossen wird.
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