WO2020043229A1 - Method and device for producing a spoke rotor for an electrical machine - Google Patents

Method and device for producing a spoke rotor for an electrical machine Download PDF

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WO2020043229A1
WO2020043229A1 PCT/DE2019/100670 DE2019100670W WO2020043229A1 WO 2020043229 A1 WO2020043229 A1 WO 2020043229A1 DE 2019100670 W DE2019100670 W DE 2019100670W WO 2020043229 A1 WO2020043229 A1 WO 2020043229A1
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permanent magnets
core
hollow cylindrical
cylindrical core
recesses
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Thilo Stopfer
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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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
    • H02K1/2773—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a spoke rotor for an electrical machine, that is to say a rotor with magnets arranged in the form of a spoke.
  • Spoke rotors for electrical machines usually have a core and a plurality of permanent magnets which are arranged in the core in the manner of spokes.
  • the permanent magnets are typically polarized alternately in opposite directions in the tangential direction, so that a magnetic north pole always alternates with a magnetic south pole in the circumferential direction of the spoke rotor.
  • the core collects the magnetic flux tangentially between the permanent magnets and leads it radially outwards to the outer surface of the core, which is usually designed as a laminated core. In order to guide the maximum proportion of the magnetic flux into the air gap of the electrical machine, magnetic stray flux should be minimized via connecting bridges of the individual poles.
  • the permanent magnets are mounted on the core in a magnetized state. It is disadvantageous that the permanent magnets have to be moved relative to the core. Since the permanent magnets and the core attract each other, significant friction forces arise. In particular, if the core is formed from stacked, punched metal sheets, its surface is particularly rough.
  • DE 10 2011 115 454 A1 proposes a method for producing a spoke rotor in which an unmagnetized, hard magnetic material is connected to a segment of the core and is magnetized only after the connection. This can damage the corrosion protection to the Permanent magnets and stray flux can be prevented. However, the subsequent precise joining of the strongly magnetic and tolerant individual segments into a rotor is associated with great effort.
  • the task is to enable the manufacture of a spoke rotor with a long service life, minimal leakage flux and with the simplest possible production technology.
  • the object is achieved by a method for producing a spoke rotor for an electrical machine, in which a hollow cylindrical core is provided which is arranged around an axis of rotation and which has an inner circumferential surface on which several recesses for accommodating a permanent magnet are arranged, and wherein a plurality of permanent magnets are individually introduced into a recess in the hollow cylindrical core by movement along a radial direction arranged perpendicular to the axis of rotation.
  • the permanent magnets are moved in the radial direction and are thereby introduced into the recesses on the inner circumferential surface of the core.
  • the core and the permanent magnets can attract each other during insertion, so that friction occurs between the surface of the permanent magnets and the core.
  • the path of the permanent magnet during which friction occurs corresponds to the expansion of the permanent magnet in the radial direction and the direction of movement runs parallel to the usually layered individual sheets.
  • the hollow cylindrical core is preferably designed as a laminated core.
  • the laminated core can have a plurality of stacked laminations.
  • the sheets of the sheet stack can have an essentially ring-shaped cross section, ie the material of the sheet enables complete circulation in the circumferential direction of the hollow cylindrical core.
  • Such plates offer high mechanical strength, but enable the magnetic flux in the sheet material to be closed, which then does not can contribute to the generation of torque by the electrical machine.
  • the sheets can be segmented, the sheets preferably being designed as ring segments. Such sheets prevent an undesired circuit of the magnetic flux in the sheet, but the core can be mechanically warped quite easily.
  • the hollow cylindrical core is designed as a laminated core, which has both laminations with an essentially annular cross section and laminations designed as ring segments.
  • a mixture of different metal sheets of this type can provide a hollow cylindrical core with high mechanical strength and sufficient efficiency.
  • the permanent magnets are formed before the permanent magnets are introduced into the recesses, in particular cuboid hard magnetic blocks being provided to form the permanent magnets, which are magnetized.
  • the magnetization of the hard magnetic blocks in their unconnected state can be carried out with greater precision than would be the case in a state connected to the core.
  • the permanent magnets are formed one after the other, two successive permanent magnets each having opposite magnetizations.
  • the permanent magnets formed in this way can then be successively introduced into adjacent recesses in the core via an insertion device, so that an arrangement of the permanent magnets in the core is obtained in which the adjacent permanent magnets are magnetized in the tangential direction and the Alternate magnetizations of adjacent permanent magnets in the tangential direction.
  • a magnetic south pole alternates with a magnetic north pole in the circumferential direction of the core.
  • the permanent magnets have a fleas and a length and the ratio of the height to the length is less than or equal to 0.1, preferably less than or equal to 0.07. is particularly preferably less than or equal to 0.05.
  • the height of the permanent magnets is here the extent of the permanent magnets along their magnetization direction, that is to say the direction which is arranged in the tangential direction or circumferential direction in a state introduced into the core.
  • the permanent magnets are designed as cuboid magnets in which the direction of magnetization is perpendicular to the largest surfaces opposite. Or to put it another way: the poles lie on the largest areas.
  • the length of the permanent magnet is understood to mean the expansion of the permanent magnets, which, when introduced into the core, extends in the axial direction of the hollow cylindrical core.
  • the permanent magnets are guided by a guide in the radial direction when they are introduced into the recess and are pressed into the recess by a stamp.
  • the guide can mechanically stabilize the permanent magnets and counteract undesired breakdown due to magnetic attraction forces.
  • the respective permanent magnet can be pressed into the respective recess by the stamp.
  • the guide is preferably aligned with the recess, for example in such a way that a guide surface of the guide is aligned with one or more inner walls of the recess.
  • the guide can have, for example, two press jaws, which hold the permanent magnet in alignment with the respective recess, while the plunger presses the permanent magnet into the recess.
  • a pressing pressure which the pressing jaws bring about on the permanent magnet is particularly preferably adjustable.
  • the permanent magnet to be introduced into the recesses by means of an insertion device and, after the introduction of a first permanent magnet into a first recess, the core is rotated relative to the insertion device or the insertion device is rotated relative to the core before an insertion second permanent magnet is introduced into a second recess. Due to the relative rotation of the insertion device and core, several recesses in the core can be efficiently equipped with permanent magnets one after the other.
  • the core is preferably held by a holding device, which can be relatively rotatable with respect to the insertion device.
  • An embodiment is preferred in which permanent magnets are first introduced into all the recesses in the hollow cylindrical core and then the magnetic field is scanned directly on the inner lateral surface by means of a sensor, in particular by means of a Hall sensor, in order to detect defective permanent magnets or pole positions detect.
  • the sensor can be inserted into the hollow cylindrical core for scanning.
  • the core can be rotated relative to the sensor or the sensor can be rotated relative to the core.
  • a rotor carrier is connected to the hollow cylindrical core in such a way that an outer lateral surface of the rotor carrier comes into contact with the inner lateral surface of the hollow cylindrical core.
  • the core is preferably connected to the rotor carrier after the permanent magnets have been introduced into the recesses in the core.
  • the recesses on the inner circumferential surface of the core can be closed by the connection to the rotor carrier, so that the permanent magnets accommodated in the recesses are secured against undesired slipping out of the recesses.
  • an adhesive is applied to the outer circumferential surface of the rotor carrier, which glue enters the recesses in the hollow cylindrical core when the rotor carrier is connected to the hollow cylindrical core - penetrates and fixes the permanent magnets.
  • the adhesive can reduce the risk of the permanent magnets slipping within the recesses.
  • a device for producing a spoke rotor for an electrical machine comprising a holding device for holding a hollow cylindrical core which is arranged about an axis of rotation and has an inner lateral surface on which a plurality of recesses are provided Recording each a permanent magnet are arranged, and an insertion device for inserting the permanent magnets by means of a movement along a radial direction perpendicular to the axis of rotation into the recesses in the hollow cylindrical core.
  • the device can achieve the same advantages as have already been described in connection with the method according to the invention.
  • the holding device preferably has a plurality of segment shells, in particular two half shells.
  • the segment shells can have a contact surface which is adapted to the outer lateral surface of the hollow cylindrical core and which bears against the core when it is held.
  • the holding device is preferably made of a non-ferromagnetic material, for example a plastic, in particular hard plastic, so that there is no fear of a magnetic interaction with the core or the permanent magnets.
  • the device has a magnetizing device for forming the permanent magnets, which is set up to magnetize, in particular, cuboid hard magnetic blocks.
  • the magnetizing device can have a magnetic feed via which the hard magnetic blocks of a portioning device can be fed to the magnetizer device.
  • the blocks can be brought individually into a magnetizing tool of the magnetizing device via the portioning device.
  • the magnetizing tool preferably comprises an electromagnet, the magnetic field of which is adjustable.
  • the insertion device can convey the permanent magnets from the magnetizing device into the respective recess in the core.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a spoke rotor in a partially sectioned perspective view.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through the core of the spoke rotor according to FIG. 1 along a first sectional plane;
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view through the core of the spoke rotor according to FIG. 1 along a second sectional plane;
  • FIG. 4 shows a device for locating a spoke rotor in a schematic illustration
  • FIG. 5 shows a first exemplary embodiment of a folding device for folding a core when a spoke rotor is set in perspective in a sectional view
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of a folding device for folding a core when fixing a spoke rotor in a perspective sectional view
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a magnetizing device in a schematic representation
  • FIG. 8 shows an embodiment of an insertion device in a sectional view
  • FIG. 9 shows the insertion device according to FIG. 8 in a perspective illustration
  • FIG. 10 shows a variant of the introduction device according to FIG. 8 in a sectional view
  • FIG. 13 is a perspective sectional view of a combination device for combining the core with a rotor carrier; 1 schematically shows an embodiment of a spoke rotor 1 which was produced by means of the method according to the invention.
  • the spoke rotor 1 can be used in an electrical machine, for example a generator or an electric motor, as a permanently excited rotor.
  • the spoke rotor 1 comprises a hollow cylindrical core 2, which is arranged around an axis of rotation A.
  • the core is designed as a laminated core.
  • the core 3 has an essentially annular cross section.
  • a plurality of recesses 6 are provided on the inner lateral surface 4 of the core, in each of which a permanent magnet 3 is arranged.
  • the permanent magnets 3 are cuboidal and have a length L which essentially corresponds to the height of the hollow cylindrical core.
  • the permanent magnets also have a height H.
  • the ratio of the height H to the length L is less than or equal to 0.1, preferably less than or equal to 0.07, particularly preferably less than or equal to 0.05.
  • the height H corresponds to the expansion of the permanent magnets 3 in the direction in which the permanent magnets are magnetized, i.e. the direction of their magnetization axis.
  • the permanent magnets 3 are arranged in the core 2 such that their magnetization is oriented in the tangential direction.
  • the permanent magnets 3 are arranged such that they are alternately polarized in opposite directions, so that a magnetic north pole always alternates with a magnetic south pole in the circumferential direction of the spoke rotor.
  • the core 2 collects the magnetic flux tangentially between the permanent magnets 3 and leads it radially outward to the outer lateral surface 5 of the core 3.
  • the rotor carrier 7 comprises a stop 8 with an annular cross section, against which the core 2 rests.
  • the core 2 and the rotor carrier 7 are connected to one another, in particular by means of an adhesive connection.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through the core 2 of FIG. 1 along a first cutting plane.
  • the core 2 has sheets formed as ring segments 9.
  • An air gap 10 is arranged between the individual ring segments 9, which on the one hand forms a recess for receiving a permanent magnet 3 and on the other hand prevents undesired closure of the magnetic flux within the core 2 in the sectional plane shown.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration through the core 2 along a second sectional plane.
  • annular sheets 12 are provided which have an essentially annular cross section with recesses 6.
  • the recesses 6 are each delimited by a web 11, which enables the magnetic flux within the material of the sheet in the circumferential direction of the hollow cylindrical core 2 to circulate completely.
  • the individual sheets of the core 2 are electrically insulated from one another in the axial direction. Holes 13 are also provided in the metal sheets of the core 2 and are not filled. These serve to reduce weight and can be used in the course of production to hold tools.
  • the core is manufactured in a hybrid design in order to combine the advantages of a segmented structure (FIG. 2) with those of a full cut (FIG. 3). Full cuts are present in the core at regular intervals and the magnetic short-circuit path is accepted, cf. Fig. 1.
  • a method can be used to manufacture the spoke rotor 1, which will be explained in more detail below.
  • 4 shows the schematic sequence of such a method for producing a spoke rotor 1 for an electrical machine.
  • a hollow cylindrical core 2 is provided which is arranged around an axis of rotation A and has an inner circumferential surface 4, on which a plurality of recesses 6 are arranged for receiving a permanent magnet 3 each.
  • the permanent magnets 3 are each introduced individually into a recess 6 in the hollow cylindrical core 2 by movement along a radial direction R arranged perpendicular to the axis of rotation A, cf. 1.
  • the inner lateral surface 4 of the core 2 can be scanned by means of a sensor, in particular by means of a Hall sensor, in order to detect defective permanent magnets 3 or polarities.
  • a connection step 104 the rotor carrier 7 is then connected to the hollow cylindrical core 2 such that an outer lateral surface of the rotor carrier 7 comes into contact with the inner lateral surface 4 of the hollow cylindrical core 3.
  • a corresponding device for producing such a spoke rotor 1 for an electrical machine has a holding device 20 for holding the hollow cylindrical core 2 arranged around a rotation axis.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of such a holding device 20 for holding the hollow cylindrical core 2 in a perspective sectional view.
  • the holding device 20 adjusts the ring, stabilizes it and is preferably rotatable. Furthermore, the core 2 can remain in the holding device 20 while it is being conveyed to different stations of the device for producing the spoke rotor 1.
  • the holding device 20 is preferably formed from a non-ferromagnetic material, for example a hard plastic.
  • This holding device 20 comprises two segment shells 21 designed as half shells, of which only one is shown in FIG. 5.
  • segment shells receive the core 2 at its outer diameter with a precise shape and hold it radially.
  • a stop 22 On the underside of the segment switches there is a stop 22 with a contact surface on which the core 2 comes to rest axially.
  • the segment shells 21 In order to receive the core 2, the segment shells 21 are moved towards one another so that the core 2 is firmly enclosed.
  • the core can be subjected to a force F1 in the axial direction via press blocks 23. In this way it is possible to compress the individual sheets of the core in the axial direction, so that the core 2 is held stable and is clamped on from all sides except from the inner lateral surface 4. The recesses 6 remain accessible, a height tolerance of the laminated core is compensated.
  • the permanent magnets 3 are formed before being introduced into the recesses 6 by providing cuboid, hard magnetic blocks 3 'which are magnetized by means of a magnetizing device 30 shown in FIG. 7.
  • the magnetizing device 30 has a magnetic feed 31, which is designed in the manner of a feed hose.
  • the portioning device 32 enables the blocks 3 'to be introduced individually into a magnetizing tool 33 of the magnetizing device 30.
  • the permanent magnets 3 are formed one after the other, two successive permanent magnets 3 each having opposite magnetizations.
  • the magnetized permanent magnet 3 is dropped out of the magnetizing tool 33 and picked up and clamped by two non-magnetic holding jaws 41 of an insertion device 40.
  • the insertion device 40 is designed to introduce the permanent magnets 3 into the recesses 6 in the hollow cylindrical core 2 by means of a movement along a radial direction R arranged perpendicular to the axis of rotation A.
  • the holding jaws 41 are part of a guide for the insertion device 40, which mechanically stabilizes the permanent magnets 3 when they are introduced into the recesses 6 and counteracts undesired breakup due to magnetic attraction forces, cf. Fig. 8-12.
  • the holding jaws 41 are slightly relaxed and the permanent magnet 3 is guided with a punch 42 through the holding jaws 41 into the recess 6, cf. 11 and 12.
  • the punch 41 can be movable via a rotatably mounted lever 43, on which a force F2 is exerted.
  • the holding device 20 with the core 2 is brought to a further station of the device, in which the connection to the rotor carrier 7 is established.
  • a probe with a Hall sensor can be guided into the inner diameter and the holding device 20 with the loaded core 2 can be rotated.
  • the signal is compared with a target signal in order to identify faulty polarities or incorrectly magnetized permanent magnets 3 at an early stage and, if necessary, to exchange them.
  • FIG. 13 shows a mandrel 50 on which a rotor carrier 7 is received.
  • the rotor carrier 7 is connected to the hollow cylindrical core 2 in such a way that an outer lateral surface of the rotor carrier 7 comes into contact with the inner lateral surface 4 of the hollow cylindrical core 2.
  • the rotor carrier 7 received on the mandrel 50 is provided with adhesive 14 in a peripheral area.
  • the holding device 20 with the loaded core 2 comes to a stop precisely under the rotor carrier 7.
  • the rotor carrier is inserted or pressed into the interior of the core 2 from above.
  • the adhesive 14 spreads and is displaced into all gaps. It also adheres to the permanent magnet 3 and secures it against further displacement.
  • the rotor carrier 7 thus significantly ensures the later roundness of the structure.
  • the mandrel 50 pulls the finished spoke rotor 1 upwards and leads it to an output. Depending on the curing time of the adhesive, a balancing process can still take place on this mandrel 50.
  • the device described above for producing a spoke rotor 1 for an electrical machine comprises a holding device 20 for holding a hollow cylindrical core 2 which is arranged about an axis of rotation A and has an inner lateral surface 4 on which a plurality of recesses 6 each hold one Permanent magnets 3 are arranged, and an insertion device 40 for inserting the permanent magnets 3 by means of a movement along a radial direction R arranged perpendicular to the axis of rotation A into the recesses in the hollow cylindrical core 2.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a spoke rotor for an electrical machine, wherein a hollow cylindrical core arranged around an axis of rotation is provided, which core has an inner lateral surface, on which a plurality of cut-outs each for holding a permanent magnet is arranged, and a plurality of permanent magnets is inserted into respective cut-outs in the hollow cylindrical core individually by means of a movement along a radial direction perpendicular to the axis of rotation. The invention further relates to a device for producing a spoke rotor for an electrical machine, comprising: a retaining apparatus for retaining a hollow cylindrical core arranged around an axis of rotation, which core has an inner lateral surface, on which a plurality of cut-outs each for holding a permanent magnet is arranged; and an insertion apparatus for inserting the permanent magnets into the cut-outs in the hollow cylindrical core by means of a movement along a radial direction perpendicular to the axis of rotation.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen  Manufacturing method and apparatus
eines Speichenrotors für eine elektrische Maschine  of a spoke rotor for an electrical machine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Speichenrotors für eine elektrische Maschine, also eines Rotors mit speichenförmig angeordneten Magneten. The invention relates to a method for producing a spoke rotor for an electrical machine, that is to say a rotor with magnets arranged in the form of a spoke.
Speichenrotoren für elektrische Maschinen weisen üblicherweise einen Kern und mehrere Permanentmagnete auf, die speichenartig in dem Kern angeordnet sind. Die Permanentmagnete sind typischerweise in tangentialer Richtung abwechselnd entge- gengesetzt polarisiert, so dass sich in Umfangsrichtung des Speichenrotors immer ein magnetischer Nordpol mit einem magnetischen Südpol abwechselt. Tangential zwi- schen den Permanentmagneten sammelt der Kern den Magnetfluss und führt ihn ra- dial nach außen zur äußeren Mantelfläche des Kerns, welcher üblicherweise als Blechpaket ausgebildet ist. Um den maximalen Anteil des magnetischen Flusses in den Luftspalt der elektrischen Maschine zu führen, soll magnetischer Streufluss über Verbindungsbrücken der einzelnen Pole minimiert werden. Spoke rotors for electrical machines usually have a core and a plurality of permanent magnets which are arranged in the core in the manner of spokes. The permanent magnets are typically polarized alternately in opposite directions in the tangential direction, so that a magnetic north pole always alternates with a magnetic south pole in the circumferential direction of the spoke rotor. The core collects the magnetic flux tangentially between the permanent magnets and leads it radially outwards to the outer surface of the core, which is usually designed as a laminated core. In order to guide the maximum proportion of the magnetic flux into the air gap of the electrical machine, magnetic stray flux should be minimized via connecting bridges of the individual poles.
Bei der Herstellung solcher Speichenrotoren werden die Permanentmagnete in mag- netisiertem Zustand an dem Kern montiert. Dabei ist es nachteilig, dass die Perma- nentmagnete relativ zu dem Kern bewegt werden müssen. Da sich die Permanent- magnete und der Kern anziehen, entstehen nennenswerte Reibkräfte. Insbesondere, wenn der Kern aus gestapelten, gestanzten Blechen gebildet ist, ist dessen Oberflä- che besonders rau ausgebildet. Die Permanentmagnete benötigen, insbesondere wenn es sich um gesinterte Permanentmagnete handelt, meist eine Korrosions- schutzbeschichtung, welche durch die Reibkräfte beschädigt werden kann. Solche Permanentmagnete mit beschädigter Korrosionsschutzschicht weisen eine reduzierte Lebensdauer auf. In the manufacture of such spoke rotors, the permanent magnets are mounted on the core in a magnetized state. It is disadvantageous that the permanent magnets have to be moved relative to the core. Since the permanent magnets and the core attract each other, significant friction forces arise. In particular, if the core is formed from stacked, punched metal sheets, its surface is particularly rough. The permanent magnets, especially if they are sintered permanent magnets, usually require a corrosion protection coating, which can be damaged by the frictional forces. Such permanent magnets with a damaged corrosion protection layer have a reduced service life.
In der DE 10 2011 115 454 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Speichenro- tors vorgeschlagen, bei welchem ein unmagnetisiertes, hartmagnetisches Material mit einem Segment des Kerns verbunden und erst nach dem Verbinden magnetisiert wird. Zwar kann auf diese Weise eine Beschädigung des Korrosionsschutzes an den Permanentmagneten und Streufluss verhindert werden. Allerdings ist das darauffol- gende präzise Zusammenfügen der stark magnetischen und toleranzbehafteten Ein- zelsegmente zu einem Rotor mit hohem Aufwand verbunden. DE 10 2011 115 454 A1 proposes a method for producing a spoke rotor in which an unmagnetized, hard magnetic material is connected to a segment of the core and is magnetized only after the connection. This can damage the corrosion protection to the Permanent magnets and stray flux can be prevented. However, the subsequent precise joining of the strongly magnetic and tolerant individual segments into a rotor is associated with great effort.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, die Herstellung eines Speichenrotors mit hoher Lebensdauer, minimalem Streufluss und bei möglichst einfacher Produkti- onstechnologie zu ermöglichen. Against this background, the task is to enable the manufacture of a spoke rotor with a long service life, minimal leakage flux and with the simplest possible production technology.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Speichenrotors für eine elektrische Maschine, wobei ein um eine Rotationsachse angeordneter hohlzy- lindrischer Kern bereitgestellt wird, der eine innere Mantelfläche aufweist, an der meh- rere Ausnehmungen zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagnets angeordnet sind, und wobei mehrere Permanentmagnete jeweils einzeln durch eine Bewegung entlang einer senkrecht zu der Rotationsachse angeordneten, radialen Richtung in eine Aus- nehmung in dem hohlzylindrischen Kern eingebracht werden. The object is achieved by a method for producing a spoke rotor for an electrical machine, in which a hollow cylindrical core is provided which is arranged around an axis of rotation and which has an inner circumferential surface on which several recesses for accommodating a permanent magnet are arranged, and wherein a plurality of permanent magnets are individually introduced into a recess in the hollow cylindrical core by movement along a radial direction arranged perpendicular to the axis of rotation.
Erfindungsgemäß werden die Permanentmagnete in radialer Richtung bewegt und dabei in die Ausnehmungen an der inneren Mantelfläche des Kerns eingebracht. Zwar können sich der Kern und die Permanentmagnete beim Einbringen anziehen, so dass Reibung zwischen der Oberfläche der Permanentmagnete und dem Kern auftritt. Je- doch entspricht der Weg des Permanentmagneten, während dem Reibung auftritt, der Ausdehnung des Permanentmagneten in radialer Richtung und die Bewegungsrich- tung verläuft parallel zu den üblicherweise geschichteten Einzelblechen. Hierdurch tritt Reibung nur während des vergleichsweise kurzen Einbringens der Permanentmagne- te in radialer Richtung auf, wodurch Beschädigungen der Schutzschicht der Perma- nentmagneten reduziert und deren Lebensdauer erhöht wird. According to the invention, the permanent magnets are moved in the radial direction and are thereby introduced into the recesses on the inner circumferential surface of the core. The core and the permanent magnets can attract each other during insertion, so that friction occurs between the surface of the permanent magnets and the core. However, the path of the permanent magnet during which friction occurs corresponds to the expansion of the permanent magnet in the radial direction and the direction of movement runs parallel to the usually layered individual sheets. As a result, friction only occurs during the comparatively short introduction of the permanent magnet in the radial direction, as a result of which damage to the protective layer of the permanent magnets is reduced and their service life is increased.
Bevorzugt ist der hohlzylindrische Kern als Blechpaket ausgebildet. Das Blechpaket kann eine Mehrzahl gestapelter Bleche aufweisen. Die Bleche des Blechpakets kön- nen einen in Wesentlichen ringförmigen Querschnitt haben, d.h. dass das Material des Blechs in Umfangsrichtung des hohlzylindrischen Kerns einen vollständigen Umlauf ermöglicht. Derartige Belche bieten eine hohe mechanische Festigkeit, ermöglichen aber einen Kreisschluss des magnetischen Flusses im Blechmaterial, der dann nicht zur Drehmomentbildung durch die elektrische Maschine beitragen kann. Alternativ können die Bleche segmentiert sein, wobei die Bleche bevorzugt als Ringsegmente ausgebildet sind. Durch derartige Bleche wird ein unerwünschter Kreisschluss des magnetischen Flusses im Blech verhindert, der Kern kann sich jedoch recht leicht me chanisch verziehen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der hohlzy- lindrische Kern als Blechpaket ausgebildet ist, welches sowohl Bleche mit im Wesent- lichen ringförmigen Querschnitt und als Ringsegmente ausgestaltete Bleche aufweist. Durch eine derartige Mischung unterschiedlicher Bleche kann ein hohlzylindrischer Kern mit hoher mechanischer Festigkeit und ausreichender Effizienz bereitgestellt werden. The hollow cylindrical core is preferably designed as a laminated core. The laminated core can have a plurality of stacked laminations. The sheets of the sheet stack can have an essentially ring-shaped cross section, ie the material of the sheet enables complete circulation in the circumferential direction of the hollow cylindrical core. Such plates offer high mechanical strength, but enable the magnetic flux in the sheet material to be closed, which then does not can contribute to the generation of torque by the electrical machine. Alternatively, the sheets can be segmented, the sheets preferably being designed as ring segments. Such sheets prevent an undesired circuit of the magnetic flux in the sheet, but the core can be mechanically warped quite easily. It has proven to be particularly advantageous if the hollow cylindrical core is designed as a laminated core, which has both laminations with an essentially annular cross section and laminations designed as ring segments. A mixture of different metal sheets of this type can provide a hollow cylindrical core with high mechanical strength and sufficient efficiency.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Permanentmagnete vor dem Einbringen der Permanentmagnete in die Aus- nehmungen gebildet werden, wobei zur Bildung der Permanentmagnete, insbesonde- re quaderförmige, hartmagnetische Blöcke bereitgestellt werden, die magnetisiert werden. Das Magnetisieren der hartmagnetischen Blöcke kann in ihrem unverbunde- nen Zustand mit einer höheren Präzision erfolgen als dies in einem mit dem Kern ver- bundenen Zustand der Fall wäre. According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the permanent magnets are formed before the permanent magnets are introduced into the recesses, in particular cuboid hard magnetic blocks being provided to form the permanent magnets, which are magnetized. The magnetization of the hard magnetic blocks in their unconnected state can be carried out with greater precision than would be the case in a state connected to the core.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Bilden der Permanentmagnete einzeln nacheinander erfolgt, wobei zwei aufeinanderfolgende Permanentmagnete je- weils entgegengesetzte Magnetisierungen aufweisen. Die derart gebildeten Perma- nentmagnete können dann über eine Einbringeinrichtung nacheinander in benachbar- te Ausnehmungen in den Kern eingebracht werden, so dass eine Anordnung der Permanentmagnete in dem Kern erhalten wird, bei welcher die benachbarte Perma- nentmagnete in tangentialer Richtung magnetisiert sind und sich die Magnetisierun- gen benachbarter Permanentmagnete in tangentialer Richtung abwechseln. Bei einer solchen Anordnung wechselt sich in Umfangsrichtung des Kerns ein magnetischer Südpol mit einem magnetischen Nordpol ab. In this context, it is advantageous if the permanent magnets are formed one after the other, two successive permanent magnets each having opposite magnetizations. The permanent magnets formed in this way can then be successively introduced into adjacent recesses in the core via an insertion device, so that an arrangement of the permanent magnets in the core is obtained in which the adjacent permanent magnets are magnetized in the tangential direction and the Alternate magnetizations of adjacent permanent magnets in the tangential direction. With such an arrangement, a magnetic south pole alternates with a magnetic north pole in the circumferential direction of the core.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Permanentmagnete eine Flöhe und eine Länge aufweisen und das Verhältnis der Höhe zu der Länge kleiner oder gleich 0, 1 , bevorzugt kleiner oder gleich 0,07, be- sonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05, ist. Als Höhe der Permanentmagnete wird hierbei die Ausdehnung der Permanentmagnete entlang ihrer Magnetisierungsrich- tung bezeichnet, also der Richtung die in einem in den Kern eingebrachten Zustand in tangentialer Richtung bzw. Umfangsrichtung angeordnet ist. Insofern sind die Perma- nentmagnete als Quadermagnete ausgebildet bei denen die Magnetisierungsrichtung senkrecht zu den gegenüberliegenden größten Flächen verläuft. Oder anders ausge- drückt: die Pole liegen auf den größten Flächen. Unter der Länge der Permanentmag- nete wird die Ausdehnung der Permanentmagnete verstanden, die in einem in den Kern eingebrachten Zustand in axialer Richtung des hohlzylindrischen Kerns verläuft. According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the permanent magnets have a fleas and a length and the ratio of the height to the length is less than or equal to 0.1, preferably less than or equal to 0.07. is particularly preferably less than or equal to 0.05. The height of the permanent magnets is here the extent of the permanent magnets along their magnetization direction, that is to say the direction which is arranged in the tangential direction or circumferential direction in a state introduced into the core. In this respect, the permanent magnets are designed as cuboid magnets in which the direction of magnetization is perpendicular to the largest surfaces opposite. Or to put it another way: the poles lie on the largest areas. The length of the permanent magnet is understood to mean the expansion of the permanent magnets, which, when introduced into the core, extends in the axial direction of the hollow cylindrical core.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Permanentmagnete beim Einbrin- gen in die Ausnehmung durch eine Führung in der radialen Richtung geführt und durch einen Stempel in die Ausnehmung gedrückt werden. Die Führung kann die Permanentmagnete mechanisch stabilisieren und einem unerwünschten Auseinan- derbrechen aufgrund magnetischer Anziehungskräfte entgegenwirken. Dabei kann der jeweilige Permanentmagnet durch den Stempel in die jeweilige Ausnehmung gedrückt werden. Die Führung ist bevorzugt auf die Ausnehmung ausgerichtet, beispielsweise derart, dass eine Führungsflächen der Führung fluchtend mit einer oder mehreren In- nenwandungen der Ausnehmung angeordnet sind. Die Führung kann beispielsweise zwei Pressbacken aufweisen, welche den Permanentmagnet fluchtend zu der jeweili- gen Ausnehmung halten, während der Stempel den Permanentmagnet in die Aus- nehmung drückt. Besonders bevorzugt ist ein Pressdruck, den die Pressbacken auf den Permanentmagneten bewirken, einstellbar. An advantageous embodiment provides that the permanent magnets are guided by a guide in the radial direction when they are introduced into the recess and are pressed into the recess by a stamp. The guide can mechanically stabilize the permanent magnets and counteract undesired breakdown due to magnetic attraction forces. The respective permanent magnet can be pressed into the respective recess by the stamp. The guide is preferably aligned with the recess, for example in such a way that a guide surface of the guide is aligned with one or more inner walls of the recess. The guide can have, for example, two press jaws, which hold the permanent magnet in alignment with the respective recess, while the plunger presses the permanent magnet into the recess. A pressing pressure which the pressing jaws bring about on the permanent magnet is particularly preferably adjustable.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Permanentmagne- te mittels einer Einbringeinrichtung in die Ausnehmungen eingebracht werden und nach dem Einbringen eines ersten Permanentmagnets in eine erste Ausnehmung der Kern gegenüber der Einbringeinrichtung gedreht wird oder die Einbringeinrichtung ge- genüber dem Kern gedreht wird bevor ein zweiter Permanentmagnet in eine zweite Ausnehmung eingebracht wird. Durch das relative Verdrehen von Einbringeinrichtung und Kern können mehrere Ausnehmungen des Kerns effizient nacheinander mit Per- manentmagneten bestückt werden. Der Kern wird bevorzugt durch eine Halteeinrich- tung gehalten, die gegenüber der Einbringeinrichtung relativ drehbar sein kann. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei welcher zunächst in sämtliche Ausnehmungen des hohlzylindrischen Kerns Permanentmagneten eingebracht werden und dann mit- tels eines Sensors, insbesondere mittels eines Hall-Sensors, das Magnetfeld unmit- telbar an der inneren Mantelfläche abgetastet wird, um fehlerhafte Permanentmagnete oder Pollagen zu detektieren. Zum Abtasten kann der Sensor in den hohlzylindrischen Kern eingeführt werden. Der Kern kann gegenüber dem Sensor gedreht werden oder der Sensor kann gegenüber dem Kern gedreht werden. According to a preferred embodiment, provision is made for the permanent magnet to be introduced into the recesses by means of an insertion device and, after the introduction of a first permanent magnet into a first recess, the core is rotated relative to the insertion device or the insertion device is rotated relative to the core before an insertion second permanent magnet is introduced into a second recess. Due to the relative rotation of the insertion device and core, several recesses in the core can be efficiently equipped with permanent magnets one after the other. The core is preferably held by a holding device, which can be relatively rotatable with respect to the insertion device. An embodiment is preferred in which permanent magnets are first introduced into all the recesses in the hollow cylindrical core and then the magnetic field is scanned directly on the inner lateral surface by means of a sensor, in particular by means of a Hall sensor, in order to detect defective permanent magnets or pole positions detect. The sensor can be inserted into the hollow cylindrical core for scanning. The core can be rotated relative to the sensor or the sensor can be rotated relative to the core.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Rotorträger mit dem hohlzylindrischen Kern derart verbunden wird, dass eine äußere Mantelfläche des Rotorträgers in Anlage mit der inneren Mantelfläche des hohlzylindrischen Kerns kommt. Das Verbinden des Kerns mit dem Rotorträger erfolgt bevorzugt nachdem die Permanentmagnete in die Ausnehmungen in dem Kern eingebracht worden sind. Durch die Verbindung mit dem Rotorträger können die Ausnehmungen an der inneren Mantelfläche des Kerns geschlossen werden, so dass die in den Ausnehmungen auf- genommenen Permanentmagnete gegen unerwünschtes Herausrutschen aus den Ausnehmungen gesichert sind. According to a preferred embodiment it is provided that a rotor carrier is connected to the hollow cylindrical core in such a way that an outer lateral surface of the rotor carrier comes into contact with the inner lateral surface of the hollow cylindrical core. The core is preferably connected to the rotor carrier after the permanent magnets have been introduced into the recesses in the core. The recesses on the inner circumferential surface of the core can be closed by the connection to the rotor carrier, so that the permanent magnets accommodated in the recesses are secured against undesired slipping out of the recesses.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn vor dem Verbin- den des Rotorträgers mit dem hohlzylindrischen Kern auf die äußere Mantelfläche des Rotorträgers ein Klebstoff aufgebracht wird, der beim Verbinden des Rotorträgers mit dem hohlzylindrischen Kern in die Ausnehmungen in dem hohlzylindrischen Kern ein- dringt und die Permanentmagnete fixiert. Durch den Klebstoff kann die Gefahr eines Verrutschens der Permanentmagnete innerhalb der Ausnehmungen verringert wer- den. In this context, it has proven to be advantageous if, before connecting the rotor carrier to the hollow cylindrical core, an adhesive is applied to the outer circumferential surface of the rotor carrier, which glue enters the recesses in the hollow cylindrical core when the rotor carrier is connected to the hollow cylindrical core - penetrates and fixes the permanent magnets. The adhesive can reduce the risk of the permanent magnets slipping within the recesses.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner eine Vorrichtung zum Her- steilen eines Speichenrotors für eine elektrische Maschine vorgeschlagen, umfassend eine Halteeinrichtung zum Halten eines um eine Rotationsachse angeordneten hohl- zylindrischen Kerns, der eine innere Mantelfläche aufweist, an der mehrere Ausneh- mungen zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagnets angeordnet sind, und eine Einbringeinrichtung zum Einbringen der Permanentmagnete mittels einer Bewegung entlang einer senkrecht zu der Rotationsachse angeordneten, radialen Richtung in die Ausnehmungen in dem hohlzylindrischen Kern. To achieve the object mentioned at the outset, a device for producing a spoke rotor for an electrical machine is also proposed, comprising a holding device for holding a hollow cylindrical core which is arranged about an axis of rotation and has an inner lateral surface on which a plurality of recesses are provided Recording each a permanent magnet are arranged, and an insertion device for inserting the permanent magnets by means of a movement along a radial direction perpendicular to the axis of rotation into the recesses in the hollow cylindrical core.
Durch die Vorrichtung können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind. The device can achieve the same advantages as have already been described in connection with the method according to the invention.
Die Halteeinrichtung weist bevorzugt mehrere Segmentschalen, insbesondere zwei Halbschalen, auf. Die Segmentschalen können eine Anlagefläche aufweisen, die an die äußere Mantelfläche des hohlzylindrischen Kerns angepasst ist und beim Halten des Kerns an dieser anliegt. Die Halteeinrichtung ist bevorzugt aus einem nicht ferro- magnetischen Material, beispielsweise einem Kunststoff, insbesondere Hartkunststoff, ausgebildet, so dass eine magnetische Wechselwirkung mit dem Kern bzw. den Per- manentmagneten nicht zu befürchten ist. The holding device preferably has a plurality of segment shells, in particular two half shells. The segment shells can have a contact surface which is adapted to the outer lateral surface of the hollow cylindrical core and which bears against the core when it is held. The holding device is preferably made of a non-ferromagnetic material, for example a plastic, in particular hard plastic, so that there is no fear of a magnetic interaction with the core or the permanent magnets.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrich- tung eine Magnetisiereinrichtung zur Bildung der Permanentmagnete aufweist, die eingerichtet ist, insbesondere quaderförmige, hartmagnetische Blöcke zu magnetisie- ren. Die Magnetisiereinrichtung kann eine Magnetzuführung aufweisen, über welche die hartmagnetischen Blöcke einer Portioniervorrichtung der Magnetisereinrichtung zuführbar sind. Über die Portioniervorrichtung können die Blöcke einzeln in ein Mag- netisierwerkzeug der Magnetisiereinrichtung verbracht werden. Das Magnetisierwerk- zeug umfasst bevorzugt einen Elektromagneten, dessen Magnetfeld einstellbar ist. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the device has a magnetizing device for forming the permanent magnets, which is set up to magnetize, in particular, cuboid hard magnetic blocks. The magnetizing device can have a magnetic feed via which the hard magnetic blocks of a portioning device can be fed to the magnetizer device. The blocks can be brought individually into a magnetizing tool of the magnetizing device via the portioning device. The magnetizing tool preferably comprises an electromagnet, the magnetic field of which is adjustable.
Die Einbringeinrichtung kann die Permanentmagnete von der Magnetisiereinrichtung in die jeweilige Ausnehmung in dem Kern fördern. The insertion device can convey the permanent magnets from the magnetizing device into the respective recess in the core.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt: Further details and advantages of the invention will be explained below with reference to the embodiment shown in the drawings. Herein shows:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Speichenrotors in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung; Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch den Kern des Speichenrotors nach Fig. 1 entlang einer ersten Schnittebene; Figure 1 shows an embodiment of a spoke rotor in a partially sectioned perspective view. FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through the core of the spoke rotor according to FIG. 1 along a first sectional plane;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung durch den Kern des Speichenrotors nach Fig. 1 entlang einer zweiten Schnittebene; 3 shows a schematic sectional view through the core of the spoke rotor according to FIG. 1 along a second sectional plane;
Fig. 4 eine Vorrichtung zum Fierstellen eines Speichenrotors in einer schematischen Darstellung; 4 shows a device for locating a spoke rotor in a schematic illustration;
Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Flalteeinrichtung zum Flalten eines Kerns beim Fierstellen eines Speichenrotors in einer perspektivischen Schnittdarstel- lung; 5 shows a first exemplary embodiment of a folding device for folding a core when a spoke rotor is set in perspective in a sectional view;
Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Flalteeinrichtung zum Flalten eines Kerns beim Fierstellen eines Speichenrotors in einer perspektivischen Schnittdarstel- lung; 6 shows a second exemplary embodiment of a folding device for folding a core when fixing a spoke rotor in a perspective sectional view;
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Magnetisiereinrichtung in einer schematischen Darstellung; 7 shows an exemplary embodiment of a magnetizing device in a schematic representation;
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer Einbringeinrichtung in einer Schnittdarstellung; 8 shows an embodiment of an insertion device in a sectional view;
Fig. 9 die Einbringeinrichtung nach Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung; FIG. 9 shows the insertion device according to FIG. 8 in a perspective illustration;
Fig. 10 eine Variante der Einbringeinrichtung nach Fig. 8 in einer Schnittdarstel- lung; 10 shows a variant of the introduction device according to FIG. 8 in a sectional view;
Fig. 1 1 und 12 Darstellungen einer Einbringeinrichtung mit einem Permanent- magnet zur Veranschaulichung der Vorgänge beim Einbringen des Permanentmagnets in eine Ausnehmung; 1 1 and 12 representations of an insertion device with a permanent magnet to illustrate the processes when inserting the permanent magnet into a recess;
Fig. 13 eine Vereinigungsvorrichtung zur Vereinigung des Kerns mit einem Ro- torträger in einer perspektivischen Schnittdarstellung; In der Fig. 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Speichenrotors 1 gezeigt, der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde. Der Speichenrotor 1 kann in einer elektrischen Maschine, beispielsweise einem Generator oder einem Elektromotor, als permanenterregter Rotor eingesetzt werden. 13 is a perspective sectional view of a combination device for combining the core with a rotor carrier; 1 schematically shows an embodiment of a spoke rotor 1 which was produced by means of the method according to the invention. The spoke rotor 1 can be used in an electrical machine, for example a generator or an electric motor, as a permanently excited rotor.
Der Speichenrotor 1 umfasst einen hohlzylindrischen Kern 2, der um eine Rotations- achse A angeordnet ist. Der Kern ist als Blechpaket ausgebildet. Der Kern 3 weist ei- nen im Wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. An der inneren Mantelfläche 4 des Kerns sind mehrere Ausnehmungen 6 vorgesehen, in welchen jeweils ein Perma- nentmagnet 3 angeordnet ist. Die Permanentmagnete 3 sind quaderförmig ausgebil- det und weisen eine Länge L auf, die im Wesentlichen der Höhe des hohlzylindrischen Kerns entspricht. Die Permanentmagnete weisen ferner eine Höhe H auf. Das Ver- hältnis der Höhe H zu der Länge L ist kleiner oder gleich 0,1 , bevorzugt kleiner oder gleich 0,07, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05. Die Höhe H entspricht da- bei der Ausdehnung der Permanentmagnete 3 in der Richtung, in welcher die Perma- nentmagnete magnetisiert sind, d.h. der Richtung ihrer Magnetisierungsachse. In dem Kern 2 sind die Permanentmagnete 3 derart angeordnet, dass ihre Magnetisierung in tangentialer Richtung ausgerichtet ist. Zudem sind die Permanentmagnete 3 derart angeordnet, dass die abwechselnd entgegengesetzt polarisiert sind, so dass sich in Umfangsrichtung des Speichenrotors immer ein magnetischer Nordpol mit einem magnetischen Südpol abwechselt. Tangential zwischen den Permanentmagneten 3 sammelt der Kern 2 den Magnetfluss und führt ihn radial nach außen zur äußeren Mantelfläche 5 des Kerns 3. The spoke rotor 1 comprises a hollow cylindrical core 2, which is arranged around an axis of rotation A. The core is designed as a laminated core. The core 3 has an essentially annular cross section. A plurality of recesses 6 are provided on the inner lateral surface 4 of the core, in each of which a permanent magnet 3 is arranged. The permanent magnets 3 are cuboidal and have a length L which essentially corresponds to the height of the hollow cylindrical core. The permanent magnets also have a height H. The ratio of the height H to the length L is less than or equal to 0.1, preferably less than or equal to 0.07, particularly preferably less than or equal to 0.05. The height H corresponds to the expansion of the permanent magnets 3 in the direction in which the permanent magnets are magnetized, i.e. the direction of their magnetization axis. The permanent magnets 3 are arranged in the core 2 such that their magnetization is oriented in the tangential direction. In addition, the permanent magnets 3 are arranged such that they are alternately polarized in opposite directions, so that a magnetic north pole always alternates with a magnetic south pole in the circumferential direction of the spoke rotor. The core 2 collects the magnetic flux tangentially between the permanent magnets 3 and leads it radially outward to the outer lateral surface 5 of the core 3.
An der inneren Mantelfläche 4 des Kerns 2 liegt ein Rotorträger 7 an, welcher den Kern 2 und die Permanentmagnete 3 trägt. Der Rotorträger 7 umfasst einen Anschlag 8 mit ringförmigem Querschnitt, an welchem der Kern 2 anliegt. Der Kern 2 und der Rotorträger 7 sind miteinander verbunden, insbesondere mittels einer Klebeverbin- dung. A rotor carrier 7, which carries the core 2 and the permanent magnets 3, bears against the inner lateral surface 4 of the core 2. The rotor carrier 7 comprises a stop 8 with an annular cross section, against which the core 2 rests. The core 2 and the rotor carrier 7 are connected to one another, in particular by means of an adhesive connection.
Der Aufbau des Kerns 2 soll nachfolgend anhand der Darstellungen in Fig. 2 und 3 erläutert werden. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch den Kern 2 nach Fig. 1 entlang einer ersten Schnittebene. In dieser Schnittebe- ne weist der Kern 2 als Ringsegmente 9 ausgebildete Bleche auf. Zwischen den ein- zelnen Ringsegmenten 9 ist jeweils ein Luftspalt 10 angeordnet, der zum einen eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Permanentmagnets 3 bildet und zum anderen ei- nen unerwünschten Schluss des magnetischen Flusses innerhalb des Kerns 2 in der gezeigten Schnittebene verhindert. Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch den Kern 2 entlang einer zweiten Schnittebene. In der zweiten Schnittebenen sind ringförmige Bleche 12 vorgesehen, die einen im Wesentlichen ringförmigen Querschnitt mit Ausnehmungen 6 aufweisen. Die Ausnehmungen 6 sind jeweils durch einen Steg 11 begrenzt, der dem magnetischen Fluss innerhalb des Materials des Blechs in Umfangsrichtung des hohlzylindrischen Kerns 2 einen vollständigen Umlauf ermöglicht. Die einzelnen Bleche des Kerns 2 sind in axialer Richtung elektrisch ge- geneinander isoliert. In den Blechen des Kerns 2 sind ferner Löcher 13 vorgesehen, die nicht ausgefüllt werden. Diese dienen der Gewichtsreduktion und können im Rah- men der Fertigung zur Aufnahme von Werkzeugen genutzt werden. Der Kern wird in hybrider Bauweise gefertigt, um die Vorteile eines segmentierten Aufbaus (Fig. 2) mit denen eines Vollschnitts (Fig. 3) zu vereinen. Dabei sind in regelmäßigen Abständen Vollschnitte in dem Kern vorhanden und der magnetische Kurzschlusspfad wird in Kauf genommen, vgl. Fig. 1. The structure of the core 2 will be explained below with reference to the representations in FIGS. 2 and 3. The illustration in FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through the core 2 of FIG. 1 along a first cutting plane. In this sectional plane, the core 2 has sheets formed as ring segments 9. An air gap 10 is arranged between the individual ring segments 9, which on the one hand forms a recess for receiving a permanent magnet 3 and on the other hand prevents undesired closure of the magnetic flux within the core 2 in the sectional plane shown. FIG. 3 shows a schematic sectional illustration through the core 2 along a second sectional plane. In the second sectional plane, annular sheets 12 are provided which have an essentially annular cross section with recesses 6. The recesses 6 are each delimited by a web 11, which enables the magnetic flux within the material of the sheet in the circumferential direction of the hollow cylindrical core 2 to circulate completely. The individual sheets of the core 2 are electrically insulated from one another in the axial direction. Holes 13 are also provided in the metal sheets of the core 2 and are not filled. These serve to reduce weight and can be used in the course of production to hold tools. The core is manufactured in a hybrid design in order to combine the advantages of a segmented structure (FIG. 2) with those of a full cut (FIG. 3). Full cuts are present in the core at regular intervals and the magnetic short-circuit path is accepted, cf. Fig. 1.
Zur Herstellung des Speichenrotors 1 kann ein Verfahren verwendet werden, dass im Folgenden näher erläutert werden soll. Die Fig, 4 zeigt den schematischen Ablauf ei- nes solchen Verfahrens zum Herstellen eines Speichenrotors 1 für eine elektrische Maschine. Bei diesem Verfahren wird in einem Bereitstellungsschritt 101 ein um eine Rotationsachse A angeordneter hohlzylindrischer Kern 2 bereitgestellt, der eine innere Mantelfläche 4 aufweist, an der mehrere Ausnehmungen 6 zur Aufnahme jeweils ei- nes Permanentmagnets 3 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 3 werden in ei- nem Einbringungsschritt 102 jeweils einzeln durch eine Bewegung entlang einer senk- recht zu der Rotationsachse A angeordneten, radialen Richtung R in eine Ausneh- mung 6 in dem hohlzylindrischen Kern 2 eingebracht, vgl. Fig. 1. Optional kann in ei- nem Prüfungsschritt 103 mittels eines Sensors, insbesondere mittels eines Hall- Sensors, die innere Mantelfläche 4 des Kerns 2 abgetastet werden, um fehlerhafte Permanentmagnete 3 oder Polungen zu detektieren. In einem Verbindungsschritt 104 wird dann der Rotorträger 7 mit dem hohlzylindrischen Kern 2 derart verbunden, dass eine äußere Mantelfläche des Rotorträgers 7 in Anlage mit der inneren Mantelfläche 4 des hohlzylindrischen Kerns 3 kommt. A method can be used to manufacture the spoke rotor 1, which will be explained in more detail below. 4 shows the schematic sequence of such a method for producing a spoke rotor 1 for an electrical machine. In this method, in a preparation step 101, a hollow cylindrical core 2 is provided which is arranged around an axis of rotation A and has an inner circumferential surface 4, on which a plurality of recesses 6 are arranged for receiving a permanent magnet 3 each. In an insertion step 102, the permanent magnets 3 are each introduced individually into a recess 6 in the hollow cylindrical core 2 by movement along a radial direction R arranged perpendicular to the axis of rotation A, cf. 1. Optionally, in a test step 103, the inner lateral surface 4 of the core 2 can be scanned by means of a sensor, in particular by means of a Hall sensor, in order to detect defective permanent magnets 3 or polarities. In a connection step 104 the rotor carrier 7 is then connected to the hollow cylindrical core 2 such that an outer lateral surface of the rotor carrier 7 comes into contact with the inner lateral surface 4 of the hollow cylindrical core 3.
Eine entsprechende Vorrichtung zum Herstellen eines solchen Speichenrotors 1 für eine elektrische Maschine weist eine Halteeinrichtung 20 zum Halten des um eine Ro- tationsachse angeordneten hohlzylindrischen Kerns 2 auf. Die Fig. 5 zeigt ein Ausfüh- rungsbeispiel einer solchen Halteeinrichtung 20 zum Halten des hohlzylindrischen Kerns 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Die Halteeinrichtung 20 justiert den Ring, stabilisiert ihn und ist bevorzugt drehbar. Ferner kann der Kern 2 in der Hal- teeinrichtung 20 verbleiben, während er zu verschiedenen Stationen der Vorrichtung zum Herstellen des Speichenrotors 1 gefördert wird. Die Haltevorrichtung 20 ist be- vorzugt aus einem nicht-ferromagnetischen Werkstoff gebildet, beispielsweise einem Hartkunststoff. Diese Halteeinrichtung 20 umfasst zwei als Halbschalen ausgebildete Segmentschalen 21 , von denen in Fig, 5 nur eine dargestellt ist. Diese Segmentscha- len nehmen den Kern 2 an seinem Außendurchmesser formgenau auf und halten ihn radial. An der Unterseite der Segmentschalten befindet sich ein Anschlag 22 mit einer Anlagefläche, auf dem der Kern 2 axial zum Ruhen kommt. Um den Kern 2 aufzu- nehmen, werden die Segmentschalen 21 aufeinander zu bewegt, so dass der Kern 2 fest umschlossen ist. A corresponding device for producing such a spoke rotor 1 for an electrical machine has a holding device 20 for holding the hollow cylindrical core 2 arranged around a rotation axis. FIG. 5 shows an exemplary embodiment of such a holding device 20 for holding the hollow cylindrical core 2 in a perspective sectional view. The holding device 20 adjusts the ring, stabilizes it and is preferably rotatable. Furthermore, the core 2 can remain in the holding device 20 while it is being conveyed to different stations of the device for producing the spoke rotor 1. The holding device 20 is preferably formed from a non-ferromagnetic material, for example a hard plastic. This holding device 20 comprises two segment shells 21 designed as half shells, of which only one is shown in FIG. 5. These segment shells receive the core 2 at its outer diameter with a precise shape and hold it radially. On the underside of the segment switches there is a stop 22 with a contact surface on which the core 2 comes to rest axially. In order to receive the core 2, the segment shells 21 are moved towards one another so that the core 2 is firmly enclosed.
Wie in Fig. 6 gezeigt, kann der Kern über Pressblöcke 23 in axialer Richtung mit einer Kraft F1 beaufschlagt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die einzelnen Bleche des Kerns in axialer Richtung zusammenzupressen, so dass der Kern 2 stabil gehal- ten und von allen Seiten außer von der inneren Mantelfläche 4 aus festgeklemmt ist. Die Ausnehmungen 6 bleiben zugänglich, eine Höhentoleranz des Blechpakets wird ausgeglichen. As shown in FIG. 6, the core can be subjected to a force F1 in the axial direction via press blocks 23. In this way it is possible to compress the individual sheets of the core in the axial direction, so that the core 2 is held stable and is clamped on from all sides except from the inner lateral surface 4. The recesses 6 remain accessible, a height tolerance of the laminated core is compensated.
Die Permanentmagnete 3 werden vor dem Einbringen in die Ausnehmungen 6 gebil- det, indem quaderförmige, hartmagnetische Blöcke 3‘ bereitgestellt werden, die mittels einer in Fig. 7 gezeigten Magnetisiereinrichtung 30 magnetisiert werden. Die Magneti- siereinrichtung 30 weist eine Magnetzuführung 31 auf, die nach Art eines Zuführ- schlauchs ausgebildet ist. Über die Magnetzuführung 31 werden die hartmagneti- sehen Blöcke 3‘ einer Portioniervorrichtung 32 zugeführt. Die Portioniervorrichtung 32 ermöglicht ein vereinzeltes Einbringen der Blöcke 3‘ in ein Magnetisierwerkzeug 33 der Magnetisiereinrichtung 30. In dem Magnetisierwerkzeug 33 erfolgt das Bilden der Permanentmagnete 3 einzeln nacheinander, wobei zwei aufeinanderfolgende Perma- nentmagnete 3 jeweils entgegengesetzte Magnetisierungen aufweisen. Der magneti- sierte Permanentmagnete 3 wird aus dem Magnetisierwerkzeug 33 fallen gelassen und von zwei nicht-magnetischen Haltebacken 41 einer Einbringeinrichtung 40 aufge- nommen und festgespannt. The permanent magnets 3 are formed before being introduced into the recesses 6 by providing cuboid, hard magnetic blocks 3 'which are magnetized by means of a magnetizing device 30 shown in FIG. 7. The magnetizing device 30 has a magnetic feed 31, which is designed in the manner of a feed hose. The magnetically hard see blocks 3 'fed to a portioning device 32. The portioning device 32 enables the blocks 3 'to be introduced individually into a magnetizing tool 33 of the magnetizing device 30. In the magnetizing tool 33, the permanent magnets 3 are formed one after the other, two successive permanent magnets 3 each having opposite magnetizations. The magnetized permanent magnet 3 is dropped out of the magnetizing tool 33 and picked up and clamped by two non-magnetic holding jaws 41 of an insertion device 40.
Die Einbringeinrichtung 40 ist dazu ausgestaltet, die Permanentmagnete 3 mittels ei- ner Bewegung entlang einer senkrecht zu der Rotationsachse A angeordneten, radia- len Richtung R in die Ausnehmungen 6 in dem hohlzylindrischen Kern 2 einzubringen. Die Haltebacken 41 sind Teil einer Führung der Einbringeinrichtung 40, welche die Permanentmagnete 3 beim Einbringen in die Ausnehmungen 6 mechanisch stabilisiert und einem unerwünschten Auseinanderbrechen aufgrund magnetischer Anziehungs- kräfte entgegenwirkt, vgl. Fig. 8-12. Zum Einbringen der Permanentmagnete 3 fahren die Haltebacken 41 mit dem Permanentmagnet 3 an die Ausnehmung 6 in dem Kern 2. Die Haltebacken 41 werden geringfügig entspannt und der Permanentmagnet 3 mit einem Stempel 42 geführt durch die Haltebacken 41 in die Ausnehmung 6 gedrückt, vgl. Fig. 11 und 12. The insertion device 40 is designed to introduce the permanent magnets 3 into the recesses 6 in the hollow cylindrical core 2 by means of a movement along a radial direction R arranged perpendicular to the axis of rotation A. The holding jaws 41 are part of a guide for the insertion device 40, which mechanically stabilizes the permanent magnets 3 when they are introduced into the recesses 6 and counteracts undesired breakup due to magnetic attraction forces, cf. Fig. 8-12. To insert the permanent magnets 3, the holding jaws 41 move with the permanent magnet 3 to the recess 6 in the core 2. The holding jaws 41 are slightly relaxed and the permanent magnet 3 is guided with a punch 42 through the holding jaws 41 into the recess 6, cf. 11 and 12.
Wie in Fig. 10 gezeigt, kann der Stempel 41 über einen drehbar gelagerten Hebel 43 bewegbar sein, auf welchen eine Kraft F2 bewirkt wird. As shown in FIG. 10, the punch 41 can be movable via a rotatably mounted lever 43, on which a force F2 is exerted.
Nach dem Einbringen eines ersten Permanentmagnets 3 in den Kern 2 wird der KernAfter the introduction of a first permanent magnet 3 into the core 2, the core
2 gegenüber der Einbringeinrichtung 40 gedreht bevor ein zweiter Permanentmagnet2 rotated relative to the insertion device 40 before a second permanent magnet
3 in eine zweite Ausnehmung 6 des Kerns 2 eingebracht wird. 3 is introduced into a second recess 6 of the core 2.
Nach dem sämtliche Ausnehmungen 6 des Kerns 2 mit Permanentmagneten 3 be- stückt sind, wird die Halteeinrichtung 20 mit dem Kern 2 zu einer weiteren Station der Vorrichtung verbracht, in welcher die Verbindung mit dem Rotorträger 7 hergestellt wird. Vor dem Verbinden mit dem Rotorträger 7 kann eine Sonde mit einem Hall-Sensor in den Innendurchmesser geführt und die Halteeinrichtung 20 mit dem bestückten Kern 2 gedreht werden. Das Signal wird mit einem Sollsignal verglichen, um fehlerhafte Po- lungen oder nicht korrekt magnetisierte Permanentmagnete 3 frühzeitig zu erkennen und ggf. auszutauschen. After all the recesses 6 of the core 2 are equipped with permanent magnets 3, the holding device 20 with the core 2 is brought to a further station of the device, in which the connection to the rotor carrier 7 is established. Before connecting to the rotor carrier 7, a probe with a Hall sensor can be guided into the inner diameter and the holding device 20 with the loaded core 2 can be rotated. The signal is compared with a target signal in order to identify faulty polarities or incorrectly magnetized permanent magnets 3 at an early stage and, if necessary, to exchange them.
Die Fig. 13 zeigt einen Dorn 50 auf dem ein Rotorträger 7 aufgenommen ist. Mittels des Doms 50 wird der Rotorträger 7 mit dem hohlzylindrischen 2 Kern derart verbun- den, dass eine äußere Mantelfläche des Rotorträgers 7 in Anlage mit der inneren Mantelfläche 4 des hohlzylindrischen Kerns 2 kommt. Der auf dem Dorn 50 aufge- nommene Rotorträger 7 ist in einem umlaufenden Bereich mit Klebstoff 14 versehen. Die Halteeinrichtung 20 mit dem bestückten Kern 2 kommt genau konzentrisch unter dem Rotorträger 7 zum stehen. Der Rotorträger wird von oben in den Innenraum des Kerns 2 eingeführt bzw. eingepresst. Der Klebstoff 14 verstreicht sich und wird in alle Spalte verdrängt. Dabei haftet er auch an den Permanentmagneten 3 und sichert die- se gegen ein weiteres Verschieben. Der Rotorträger 7 stellt somit maßgeblich die spä- tere Rundheit des Gebildes sicher. 13 shows a mandrel 50 on which a rotor carrier 7 is received. By means of the dome 50, the rotor carrier 7 is connected to the hollow cylindrical core 2 in such a way that an outer lateral surface of the rotor carrier 7 comes into contact with the inner lateral surface 4 of the hollow cylindrical core 2. The rotor carrier 7 received on the mandrel 50 is provided with adhesive 14 in a peripheral area. The holding device 20 with the loaded core 2 comes to a stop precisely under the rotor carrier 7. The rotor carrier is inserted or pressed into the interior of the core 2 from above. The adhesive 14 spreads and is displaced into all gaps. It also adheres to the permanent magnet 3 and secures it against further displacement. The rotor carrier 7 thus significantly ensures the later roundness of the structure.
Schließlich wird die Halteeinrichtung 20 gelöst. Der Dorn 50 zieht den fertigen Spei- chenrotor 1 nach oben und führt ihn an eine Ausgabe. Je nach Aushärtezeit des Kleb- stoffs kann noch auf diesem Dorn 50 ein Wuchtprozess erfolgen. Finally, the holding device 20 is released. The mandrel 50 pulls the finished spoke rotor 1 upwards and leads it to an output. Depending on the curing time of the adhesive, a balancing process can still take place on this mandrel 50.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Herstellen eines Speichenrotors 1 für eine elektrische Maschine, umfasst eine Halteeinrichtung 20 zum Halten eines um ei- ne Rotationsachse A angeordneten hohlzylindrischen Kerns 2, der eine innere Mantel- fläche 4 aufweist, an der mehrere Ausnehmungen 6 zur Aufnahme jeweils eines Per- manentmagnets 3 angeordnet sind, und eine Einbringeinrichtung 40 zum Einbringen der Permanentmagnete 3 mittels einer Bewegung entlang einer senkrecht zu der Ro- tationsachse A angeordneten, radialen Richtung R in die Ausnehmungen in dem hohl- zylindrischen Kern 2. Bezugszeichenliste The device described above for producing a spoke rotor 1 for an electrical machine comprises a holding device 20 for holding a hollow cylindrical core 2 which is arranged about an axis of rotation A and has an inner lateral surface 4 on which a plurality of recesses 6 each hold one Permanent magnets 3 are arranged, and an insertion device 40 for inserting the permanent magnets 3 by means of a movement along a radial direction R arranged perpendicular to the axis of rotation A into the recesses in the hollow cylindrical core 2. Reference list
1 Speichenrotor 1 spoke rotor
2 hohlzylindrischer Kern  2 hollow cylindrical core
3 Permanentmagnet  3 permanent magnet
4 innere Mantelfläche  4 inner surface
5 äußere Mantelfläche  5 outer surface
6 Ausnehmung  6 recess
7 Rotorträger  7 rotor carriers
8 Anschlag  8 stop
9 Ringsegment  9 ring segment
10 Luftspalt  10 air gap
1 1 Steg  1 1 bridge
12 ringförmiges Blech  12 ring-shaped sheet
13 Loch  13 holes
14 Klebstoff  14 adhesive
20 Halteeinrichtung  20 holding device
21 Segmentschale  21 segment shell
22 Anschlag  22 stop
23 Pressblock  23 press block
30 Magnetisiereinrichtung  30 magnetizing device
31 Magnetzuführung  31 magnetic feed
32 Portioniervorrichtung  32 portioning device
33 Magnetisierwerkzeug  33 Magnetizing tool
40 Einbringeinrichtung  40 feeding device
41 Haltebacken  41 holding jaws
42 Stempel  42 stamps
43 Hebel  43 levers
50 Dorn  50 thorn
101 Bereitstellungsschritt 101 Deployment step
102 Einbringungsschritt 103 Prüfungsschritt102 Submission step 103 exam step
104 Verbindungsschritt 104 Connection step
A Rotationsachse F1 , F2 Kraft A axis of rotation F1, F2 force
H Höhe des Kerns L Länge des Kerns R radiale Richtung  H height of the core L length of the core R radial direction

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen eines Speichenrotors (1 ) für eine elektrische Maschi- ne, wobei ein um eine Rotationsachse (A) angeordneter hohlzylindrischer Kern (2) be- reitgestellt wird, der eine innere Mantelfläche (4) aufweist, an der mehrere Ausneh- mungen (6) zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagnets (3) angeordnet sind, und wobei mehrere Permanentmagnete (3) jeweils einzeln durch eine Bewegung entlang einer senkrecht zu der Rotationsachse (A) angeordneten, radialen Richtung (R) in ei- ne Ausnehmung (6) in dem hohlzylindrischen Kern (3) eingebracht werden. 1. A method for producing a spoke rotor (1) for an electrical machine, a hollow cylindrical core (2) arranged around an axis of rotation (A) being provided, which has an inner lateral surface (4) on which a plurality of recesses are arranged (6) for receiving a permanent magnet (3), and a plurality of permanent magnets (3) each individually by moving along a radial direction (R) arranged perpendicular to the axis of rotation (A) into a recess (6 ) are introduced into the hollow cylindrical core (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Permanent- magnete (3) vor dem Einbringen der Permanentmagnete (3) in die Ausnehmungen (6) gebildet werden, wobei zur Bildung der Permanentmagnete (3) , insbesondere qua- derförmige, hartmagnetische Blöcke (3‘) bereitgestellt werden, die magnetisiert wer- den. 2. The method according to claim 1, characterized in that the permanent magnets (3) are formed before the introduction of the permanent magnets (3) into the recesses (6), with the formation of the permanent magnets (3), in particular rectangular, hard magnetic Blocks (3 ') are provided which are magnetized.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden der Permanentmagnete (3) einzeln nacheinander erfolgt, wobei zwei aufeinanderfolgende Permanentmagnete (3) jeweils entgegengesetzte Magnetisierungen aufweisen. 3. The method according to claim 2, characterized in that the permanent magnets (3) are formed individually in succession, two successive permanent magnets (3) each having opposite magnetizations.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Permanentmagnete (3) eine Höhe (H) und eine Länge (L) aufweisen und das Verhältnis der Höhe (H) zu der Länge (L) kleiner oder gleich 0,1 , bevorzugt kleiner oder gleich 0,07, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05, ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (3) have a height (H) and a length (L) and the ratio of the height (H) to the length (L) is less than or equal to 0 , 1, preferably less than or equal to 0.07, particularly preferably less than or equal to 0.05.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Permanentmagnete (3) beim Einbringen in die Ausnehmung (6) durch eine Führung (41 ) in der radialen Richtung (R) geführt und durch einen Stempel (42) in die Ausnehmung (6) gedrückt werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (3) when introduced into the recess (6) by a guide (41) in the radial direction (R) and by a stamp (42) in the recess (6) are pressed.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Permanentmagnete (3) mittels einer Einbringeinrichtung (40) in die Aus- nehmungen (6) eingebracht werden und nach dem Einbringen eines ersten Perma- nentmagnets (3) in eine erste Ausnehmung (6) der Kern (2) gegenüber der Einbrin- geinrichtung (40) gedreht wird oder die Einbringeinrichtung (40) gegenüber dem Kern (2) gedreht wird bevor ein zweiter Permanentmagnet (3) in eine zweite Ausnehmung (6) eingebracht wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (3) by means of an insertion device (40) in the out recesses (6) are introduced and after the introduction of a first permanent magnet (3) into a first recess (6) the core (2) is rotated relative to the insertion device (40) or the insertion device (40) relative to the core ( 2) is rotated before a second permanent magnet (3) is introduced into a second recess (6).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass zunächst in sämtliche Ausnehmungen (6) des hohlzylindrischen Kerns Per- manentmagnete (3) eingebracht werden und dann mittels eines Sensors, insbesonde- re mittels eines Hall-Sensors, das Magnetfeld unmittelbar an der inneren Mantelfläche (4) abgetastet wird, um fehlerhafte Permanentmagnete (3) zu detektieren. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that permanent magnets (3) are first introduced into all the recesses (6) of the hollow cylindrical core and then the magnetic field by means of a sensor, in particular by means of a Hall sensor is scanned directly on the inner lateral surface (4) in order to detect defective permanent magnets (3).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass ein Rotorträger (7) mit dem hohlzylindrischen Kern (2) derart verbunden wird, dass eine äußere Mantelfläche des Rotorträgers (7) in Anlage mit der inneren Mantelfläche (4) des hohlzylindrischen Kerns (2) kommt. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a rotor carrier (7) is connected to the hollow cylindrical core (2) such that an outer lateral surface of the rotor carrier (7) in contact with the inner lateral surface (4) of the hollow cylindrical core (2) comes.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbinden des Rotorträgers (7) mit dem hohlzylindrischen Kern (2) auf die äußere Mantelfläche des Rotorträgers (7) ein Klebstoff (14) aufgebracht wird, der beim Verbinden des Ro- torträgers (7) mit dem hohlzylindrischen Kern (2) in die Ausnehmungen (6) in dem hohlzylindrischen Kern (2) eindringt und die Permanentmagnete (3) fixiert. 9. The method according to claim 7, characterized in that before connecting the rotor carrier (7) to the hollow cylindrical core (2) on the outer circumferential surface of the rotor carrier (7), an adhesive (14) is applied, which when connecting the rotor carrier (7) penetrates with the hollow cylindrical core (2) into the recesses (6) in the hollow cylindrical core (2) and fixes the permanent magnets (3).
10. Vorrichtung zum Herstellen eines Speichenrotors (1 ) für eine elektrische Ma- schine, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (20) zum Halten eines um eine Rotationsachse (A) angeordneten hohlzylindrischen Kerns (2), der eine innere Mantel- fläche (4) aufweist, an der mehrere Ausnehmungen (6) zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagnets (3) angeordnet sind, und eine Einbringeinrichtung (40) zum Ein- bringen der Permanentmagnete (3) mittels einer Bewegung entlang einer senkrecht zu der Rotationsachse (A) angeordneten, radialen Richtung (R) in die Ausnehmungen (6) in dem hohlzylindrischen Kern (2). 10. Device for producing a spoke rotor (1) for an electrical machine, characterized by a holding device (20) for holding a hollow cylindrical core (2) which is arranged around an axis of rotation (A) and which has an inner lateral surface (4) , on which a plurality of recesses (6) for receiving a permanent magnet (3) are arranged, and an insertion device (40) for inserting the permanent magnets (3) by means of a movement along a radial direction arranged perpendicular to the axis of rotation (A) (R) in the recesses (6) in the hollow cylindrical core (2).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021131536A1 (en) 2021-12-01 2023-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor, in particular for a rotary electric machine, method for manufacturing the rotor, and rotary electric machine with the rotor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304080B1 (en) * 1999-10-19 2001-10-16 Eastman Kodak Company System for verifying the location of a plurality of physical features relative to magnetic poles arranged on a complex magnetic element
US6720792B2 (en) * 2001-09-17 2004-04-13 Ford Global Technologies, Llc Detection of demagnetization in a motor in an electric or partially electric motor vehicle
EP1806826A2 (en) * 2006-01-10 2007-07-11 General Electric Company System and method for assembly of an electromagentic machine
US20080024018A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-31 Moteurs Leroy-Somer Rotor for an electric rotary machine, and a method of manufacture
DE102011115454A1 (en) 2010-06-29 2012-01-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Magnetic assembly, in particular for an electrical machine and method for producing an assembly
DE102012207243A1 (en) * 2012-05-02 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Positioning of a permanent magnet in a rotor or stator
US20160254711A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Nidec Corporation Motor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5829120A (en) * 1993-02-15 1998-11-03 Fanuc, Ltd. Method for manufacturing a rotor for synchronous motor
CN100474742C (en) * 2004-09-24 2009-04-01 乐金电子(天津)电器有限公司 Rotor of wheel spoke type electric motor and manufacturing method thereof
US8138649B2 (en) * 2007-08-02 2012-03-20 Remy Technologies, L.L.C. Magnet support and retention system for hybrid rotors
FR2976139B1 (en) * 2011-05-31 2016-04-15 Moteurs Leroy-Somer ROTOR WITH PERMANENT MAGNETS AND ROTATING MACHINE COMPRISING SUCH A ROTOR.
DE102011080948A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Rotor i.e. spoke rotor, for use in synchronous motor that is installed in electric drive unit of motor car, has retaining ring formed in annular form, and resilient attachment unit partially resting on permanent magnet
EP2639935B1 (en) * 2012-03-16 2014-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Rotor with permanent excitation, electrical machine with such a rotor and method for producing the rotor
WO2014082839A2 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Arcelik Anonim Sirketi A spoke permanent magnet rotor
DE102015218924A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Electric machine with exact positioning of rotor magnets
CN106300833B (en) * 2016-10-12 2019-01-22 明阳智慧能源集团股份公司 A kind of tool structure of rotor of permanent-magnetic power generator magnetic pole component installation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304080B1 (en) * 1999-10-19 2001-10-16 Eastman Kodak Company System for verifying the location of a plurality of physical features relative to magnetic poles arranged on a complex magnetic element
US6720792B2 (en) * 2001-09-17 2004-04-13 Ford Global Technologies, Llc Detection of demagnetization in a motor in an electric or partially electric motor vehicle
EP1806826A2 (en) * 2006-01-10 2007-07-11 General Electric Company System and method for assembly of an electromagentic machine
US20080024018A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-31 Moteurs Leroy-Somer Rotor for an electric rotary machine, and a method of manufacture
DE102011115454A1 (en) 2010-06-29 2012-01-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Magnetic assembly, in particular for an electrical machine and method for producing an assembly
DE102012207243A1 (en) * 2012-05-02 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Positioning of a permanent magnet in a rotor or stator
US20160254711A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Nidec Corporation Motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021131536A1 (en) 2021-12-01 2023-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor, in particular for a rotary electric machine, method for manufacturing the rotor, and rotary electric machine with the rotor

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