WO2020119846A1 - Cage for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core of an electric machine - Google Patents

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WO2020119846A1
WO2020119846A1 PCT/DE2019/100956 DE2019100956W WO2020119846A1 WO 2020119846 A1 WO2020119846 A1 WO 2020119846A1 DE 2019100956 W DE2019100956 W DE 2019100956W WO 2020119846 A1 WO2020119846 A1 WO 2020119846A1
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cage
receptacle
magnetic body
laminated core
rotor
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PCT/DE2019/100956
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Inventor
Markus Dietrich
Christian Brunner
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to a cage for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core or on a solid material component of an electrical machine, egg NEN rotor of an electrical machine with a cage and a method for mounting a rotor of an electrical machine.
  • the metal webs, between which the magnets are arranged create magnetic short circuits, as a result of which the magnetic flux in the air gap between the rotor and stator decreases and the motor or the electrical machine has less power.
  • a cage for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core or on a solid material component of an electrical machine comprises a hollow cylindrical base body.
  • the cage in particular its hollow cylindrical base body, preferably comprises at least one receptacle for a magnetic body.
  • a magnet or a magnetic body can be optimally positioned relative to the cage or its hollow cylindrical base body, which also enables an optimal positioning of the magnetic body on a laminated core of a rotor or on a solid material component of a rotor.
  • the at least one receptacle at least partially penetrates the cylinder wall of the hollow cylindrical base body, in particular penetrates completely continuously, in order to form a passage from the outside inwards. It is thus possible for a magnet or a magnetic body to make direct contact with a laminated core of a rotor of an electrical machine or with a solid material component of a rotor of an electrical machine.
  • the cage preferably has a plastic material.
  • the hollow cylindrical base body comprises a central part along its height, which is arranged between two axial end faces arranged opposite one another.
  • at least one axial end face can be releasably attached to the central part in order to provide axial access to the at least one receptacle. Axial insertion of a magnetic body into a receptacle is thus possible.
  • an axial end face is circular.
  • the at least one receptacle laterally comprises at least one insertion bevel which guides a magnetic body that can be inserted therein to its intended position relative to the hollow cylindrical base body.
  • the insertion bevel extends across the entire thickness of the cylinder wall of the hollow cylindrical base body.
  • the insertion bevel is wedge-shaped.
  • the at least one receptacle preferably comprises two insertion bevels which are arranged opposite one another. This ensures optimal guidance of a magnetic body in its correct position relative to the cage or to its hollow cylindrical base body.
  • Two insertion bevels are preferably designed such that they taper in a wedge shape in the radial direction, in particular inwards in the radial direction, so that the at least one receptacle tapers inwards in the radial direction.
  • two insertion bevels are designed such that they taper in a wedge shape in the radial direction, in particular outwards in the radial direction, so that the at least one receptacle tapers outwards in the radial direction.
  • the at least one receptacle is polygonal, in particular rectangular, in the surface of the hollow cylindrical receptacle.
  • the at least one receptacle preferably comprises four sides, an insertion bevel being formed on at least one side.
  • the at least one receptacle comprises four sides, an insertion bevel being formed on each side.
  • two sides of the at least one receptacle are arranged opposite each other. It is also expedient if the sides of the at least one receptacle have a different length, the preferably shorter sides of the at least one receptacle being arranged at the axial ends of the cage.
  • the relatively longer sides of the at least one receptacle preferably extend from an axial end face of the hollow cylindrical base body to the opposite axial end face thereof.
  • a second aspect of the present invention includes a rotor of an electrical machine.
  • a rotor of an electrical machine preferably comprises:
  • the cage is arranged on the outside on the laminated core or the solid material component, in particular is attached to the laminated core or on the solid material construction part.
  • the cage and the laminated core are designed in such a way that they have a transition or press fit.
  • the cage and the solid material component can also be formed from one another in such a way that they have a transition or press fit.
  • a magnetic body is arranged in the at least one receptacle, in particular in a form-fitting manner.
  • the at least one receptacle and the magnetic body are preferably geometrically matched to one another in such a way that the cage clamps a magnetic body in the at least one receptacle in order to secure the magnetic body in the receptacle for a fastening.
  • conditions, in particular for gluing with an adhesive to be centered and temporarily fixed, in particular until the adhesive has hardened.
  • the cage forms a continuous surface together with a magnetic body as the outside.
  • the cage forms a continuous, flush surface together with a magnetic body on the outside of the cage, as a result of which a cavity and a pump effect during operation of the rotor can be avoided.
  • the surface which is formed on the outside by a magnetic body and the cage, is preferably round or smooth or continuous, flush, so that the outside of the rotor, for. B. no cavity is formed and a so-called pumping effect is avoided.
  • the cage forms a hollow cylinder on the outside together with a magnetic body or a plurality of magnetic bodies, which acts as if it were made from one piece.
  • a shaft is advantageously connected to the laminated core or to the solid material component.
  • a third aspect of the present invention includes a method for assembling a rotor of an electrical machine.
  • the method according to the invention for assembling a rotor of an electrical machine preferably comprises the following steps.
  • a step comprises creating a rotor according to the second aspect.
  • the laminated core or the solid material component is preferably joined to the shaft when it is being created.
  • the cage and the laminated core or the solid material component are advantageously aligned coaxially and axially displaced relative to one another in such a way that the cage is arranged on the outside of the laminated core or the solid material component after the displacement and is preferably fastened.
  • a step of the method for assembling a rotor of an electrical machine preferably includes positioning a magnetic body in a receptacle of the cage.
  • a magnetic body When positioning, a magnetic body is advantageously moved in the radial direction, preferably from the outside inwards.
  • a magnetic body is inserted into a receptacle in the axial direction during positioning, preferably an axial end face of the hollow cylindrical base body of the cage being releasably attachable to the central part thereof in order to open and close axial access to a receptacle close.
  • an insertion bevel has the advantage that a magnetic body can only be used in the cage with a certain spatial orientation to the cage. Incorrect assembly of a magnetic body on a laminated core or on a solid material component can thus be avoided.
  • the further step of fastening follows, in which a magnetic body is fastened with a receptacle of the cage, in particular by means of adhesive.
  • the inventive idea presented above is additionally expressed in other words.
  • This idea preferably relates to - in simplified form - a cage through which a magnet or a magnetic body can be positio ned during assembly on a rotor and is preferably firmly glued.
  • the cage is preferably a plastic cage.
  • the plastic cage in the case of wet-running rotors, such as in pumps, for example contributes to a reduction in the splash losses, as a result of which the performance of the motor can also be increased.
  • Fig. 1 is a sectional view in the radial direction on a erfin
  • FIG. 2 shows a sectional view in the axial direction of the cage according to the invention from FIG. 1.
  • FIGS. 1 and 2 are described below with one another.
  • Figure 1 shows a sectional view in the radial direction R on a rotor 10 according to the invention according to a first (left side of the line II-II) and a second (right side of the line II-II) embodiment, wherein Figure 2 is a sectional view in the axial direction on the inventive Cage 1 of Figure 1 shows.
  • FIG. 1 and 2 show a rotor 10 of an electrical machine with a cage 1 for the relative positioning of magnetic bodies and a laminated core 12 to avoid eddy currents.
  • the cage 1 is attached to the outside of the laminated core 12.
  • the cage 1 and the laminated core 12 are designed with respect to one another in such a way that they have a transition or interference fit.
  • the cage 1 has a hollow cylindrical base body 2 and various receptacles 3 for the magnetic body 1 1 (magnetic body 1 1 only shown).
  • Each receptacle 3 penetrates the cylinder wall of the hollow cylindrical Grundkör pers 2 completely to form a passage from the outside to the inside.
  • the hollow cylindrical base body 2 has a central part along its height, which is arranged between two axial end faces S1, S2 arranged opposite one another.
  • One of the axial end faces S1, S2 of the exemplary embodiment shown on the right of the line II-II can be releasably attached to the central part in order to form an axial access to the receptacles 3.
  • the axial end face S1, S2 are of circular design.
  • each receptacle 3 has insertion bevels 4 on the side, which guide a magnetic body 11 which can be inserted therein to its intended position relative to the hollow cylindrical base body 2 of the cage 1.
  • the insertion bevels 4 extend over the entire thickness of the cylinder wall of the hollow cylindrical base body 2 and are wedge-shaped, two insertion bevels 4 being arranged opposite each other.
  • the two insertion bevels 4 are designed such that they taper in a wedge shape in the radial direction R, in particular inwards in the radial direction R, so that the receptacles 3 for the exemplary embodiment taper inwards in the radial direction R on the right-hand side of the line II-II.
  • the insertion bevels 4 are designed such that they run in a wedge shape in the radial direction R, in particular outwards in the radial direction R, so that the receptacles 3 taper outwards in the radial direction R.
  • Each receptacle 3 is polygonal, in particular rectangular, wherein each receptacle 3 also has four sides with at least two insertion bevels 4 which are arranged opposite one another.
  • the sides of a receptacle 3 have different lengths, the shorter sides of a receptacle 3 being arranged on the axial end faces S1, S2 of the cage 1.
  • the relatively shorter sides of a receptacle 3 are thus formed by the axial end faces of the hollow cylindrical base body 2.
  • the cage 1 has a plastic material.
  • a magnetic body is arranged in a form-fitting manner in a receptacle 3.
  • a receptacle 3 and a magnetic body 11 are matched to one another in such a way that the cage 1 clamps a magnetic body 11 in the receptacle 3 in order to center the magnetic body 11 in the receptacle 3 for gluing with an adhesive and temporarily until fixie to harden the adhesive.
  • the cage 1 forms a continuous surface together with a magnetic body 11 as the outside.
  • the cage 1 together with the magnetic bodies 11 forms a continuous, flush surface on the outside of the cage 1, as a result of which a pump effect and a cavity can be avoided during operation of the rotor 10.
  • the cage 1 and the laminated core 12 are created, they are aligned coaxially and axially displaced relative to one another in such a way that the cage 1 is fastened to the outside of the laminated core 12 after the displacement.
  • magnetic bodies 11 are positioned in the receptacles 3 of the cage 1, where a magnetic body 11 is moved in the radial direction R during positioning, preferably from the outside inwards.
  • a further exemplary embodiment is shown on the right-hand side of line II-II in FIG. 1, magnetic bodies 11 being inserted into each receptacle 3 in the axial direction A during positioning.
  • an axial end face of the hollow cylindrical base body 2 of the cage 1 can be detachably fastened to its central part in order to close or release axial access to the receptacles 3.
  • the two further alternatives are followed by the further step of fastening, in which the magnetic bodies 11 are glued to the receptacles 3 of the cage 1.
  • FIGS. 1 and 2 are described again in other words.
  • the laminated core 12 of the rotor 10 is joined to the shaft 13 in a manner not specified in any more detail.
  • the surface magnets 11 and the magnetic bodies 11 can now be added to the rotor laminated core 12 from the radially outside (relates to the exemplary embodiment on the left-hand side of the line II-II of FIG. 1).
  • the cage 1 guides the surface magnets 11 or the magnetic bodies 11 during the assembly process, so that incorrect positioning can be avoided.
  • the magnets 11 and the magnetic body 11 are, for. B. connected with adhesive to the rotor laminated core 12.
  • the cage 1, which is designed as a plastic cage 1, can also have a slight pretension so that the magnets 11 can be mounted and fixed in the center of the gap 3 or in the receptacle 3 (when the plastic is curing or later in operation). If the fabric is relaxed, this has no influence on the positioning, since the glue or adhesive or the adhesive has taken over the fixation here).
  • the cage 1 fills the space between two adjacent surface magnets 11.
  • the presented embodiments are not limited to wet running applications.
  • the cage 1 also serves as a positioning aid in a dry-running application.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The invention relates to a cage (1) for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core or on a solid material component of an electric machine, having: a hollow-cylindrical main body (2) and at least one holder (3) for a magnetic body (11) . The invention further relates to a rotor (10) of an electric machine having a cage (1), and a method for mounting a rotor of an electric machine.

Description

Käfig zur relativen Positionierung von Maqnetkörpern an einem Blechpaket einer elektrischen Maschine Cage for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core of an electrical machine
Die Erfindung betrifft einen Käfig zur relativen Positionierung von Magnetkörpern an einem Blechpaket oder an einem Vollmaterialbauteil einer elektrischen Maschine, ei nen Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Käfig und ein Verfahren zur Monta ge eines Rotors einer elektrischen Maschine. The invention relates to a cage for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core or on a solid material component of an electrical machine, egg NEN rotor of an electrical machine with a cage and a method for mounting a rotor of an electrical machine.
Bei bekannten Rotoren elektrischer Maschinen besteht bei jeder Montage eines Ro tors für einen E-Motor bzw. für eine elektrische Maschine mit Oberflächenmagneten das Problem der Positionierung der Magnete. In known rotors of electrical machines, there is the problem of the positioning of the magnets with each assembly of a rotor for an electric motor or for an electrical machine with surface magnets.
Denn um einen möglichst gleichmäßigen Verlauf des magnetischen Flusses über den Rotorumfang zu gewährleisten, ist eine gute Positionierung notwendig. Good positioning is necessary to ensure that the magnetic flux across the rotor circumference is as uniform as possible.
Um dies zu erreichen, wird zum Beispiel in der Druckschrift US 4,954,736 A beschrie ben, zwischen den Magneten eine Blechführung bzw. Metallstege vorzusehen und zusätzlich die Magneten mit Kunststoff auszufüllen. In order to achieve this, it is described, for example, in the publication US Pat. No. 4,954,736 A, to provide a sheet metal guide or metal webs between the magnets and additionally to fill the magnets with plastic.
Das Problem bei der Lösung, wie z. B. in US 4,954,736 A beschrieben, liegt darin, dass die Positionierung während des Spritzgussprozesses, bei welchem die Magnete mit dem Rotor verbunden werden, sehr aufwändig ist. The problem in solving, such as B. described in US 4,954,736 A, is that the positioning during the injection molding process, in which the magnets are connected to the rotor, is very complex.
Des Weiteren entstehen durch die Metallstege, zwischen denen die Magnete ange ordnet sind, magnetische Kurzschlüsse, wodurch der magnetische Fluss im Luftspalt zwischen Rotor und Stator abnimmt und der Motor bzw. die elektrische Maschine we niger Leistung aufweist. Furthermore, the metal webs, between which the magnets are arranged, create magnetic short circuits, as a result of which the magnetic flux in the air gap between the rotor and stator decreases and the motor or the electrical machine has less power.
Ferner ist es bekannt, dass bei nasslaufenden Rotoren mit einer unrunden bzw. nicht glatten bzw. nicht kontinuierlich, bündig ausgebildeten Oberfläche bzw. einer Oberflä che, die eine Kavität umfasst, ein sog. Pumpeffekt auftritt, wodurch die Leistung des Motors bzw. der elektrischen Maschine reduziert wird und die Magnete beschädigt werden können. Furthermore, it is known that in the case of wet-running rotors with a non-circular or non-smooth or non-continuous, flush surface or surface which comprises a cavity, a so-called pump effect occurs, as a result of which the power of the motor or the electrical one Machine is reduced and the magnets can be damaged.
Somit ist es also bei der Magnetmontage von einem Rotor mit Permanentmagneten ferner wichtig, eine gute Positionierung der Magneten zueinander zu gewährleisten. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfah ren anzugeben, mit welcher bzw. mit welchem sich Magnete mit geringem Aufwand gut zueinander positionieren lassen, vorzugsweise ein magnetischer Kurzschluss zwi schen Magneten vermeidbar ist, wodurch die Leistung einer elektrischen Maschine vergrößerbar ist, und vorzugsweise zudem eine runde bzw. glatte Oberfläche gewähr leistbar ist, um eine Pumpeffekte oder Kavitäten zu vermeiden, wodurch eine höhere Leistungsdichte erzielbar ist. Thus, when assembling a rotor with permanent magnets, it is also important to ensure that the magnets are well positioned with respect to one another. It is therefore an object of the present invention to provide a device and a method with which or with which magnets can be easily positioned with respect to one another, preferably a magnetic short circuit between magnets can be avoided, as a result of which the performance of an electrical machine can be increased , and preferably also a round or smooth surface can be afforded to avoid pumping effects or cavities, whereby a higher power density can be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Pa tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un- teransprüche. This object is achieved by the features of the independent Pa tent Claims. Further advantageous developments are the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Käfig zur relativen Positionierung von Magnetkörpern an einem Blechpaket oder an einem Vollmaterialbauteil einer elektrischen Maschine einen hohlzylinderförmigen Grundkörper. According to the invention, in a first aspect of the present invention, a cage for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core or on a solid material component of an electrical machine comprises a hollow cylindrical base body.
Bevorzugterweise umfasst der Käfig, insbesondere dessen hohlzylinderförmiger Grundkörper, mindestens eine Aufnahme für einen Magnetkörper. Dadurch kann ein Magnet bzw. ein Magnetkörper relativ zum Käfig bzw. dessen hohlzylindrischen Grundkörper optimal positioniert werden, wodurch ebenfalls eine optimale Positionie rung des Magnetkörpers an einem Blechpaket eines Rotors oder an einem Vollmate rialbauteil eines Rotors möglich ist. The cage, in particular its hollow cylindrical base body, preferably comprises at least one receptacle for a magnetic body. As a result, a magnet or a magnetic body can be optimally positioned relative to the cage or its hollow cylindrical base body, which also enables an optimal positioning of the magnetic body on a laminated core of a rotor or on a solid material component of a rotor.
Ferner ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Aufnahme die Zylinderwand des hohlzylindrischen Grundkörpers zumindest teilweise durchdringt, insbesondere voll ständig durchdringt, um einen Durchgang von außen nach innen zu bilden. Somit ist es einem Magneten bzw. einem Magnetkörper möglich, einen direkten Kontakt zum zu einem Blechpaket eines Rotors einer elektrischen Maschine oder zu einem Vollma terialbauteil eines Rotors einer elektrischen Maschine herzustellen. Furthermore, it is preferred that the at least one receptacle at least partially penetrates the cylinder wall of the hollow cylindrical base body, in particular penetrates completely continuously, in order to form a passage from the outside inwards. It is thus possible for a magnet or a magnetic body to make direct contact with a laminated core of a rotor of an electrical machine or with a solid material component of a rotor of an electrical machine.
Vorzugsweise weist der Käfig ein Kunststoffmaterial auf. The cage preferably has a plastic material.
Auch ist es günstig, wenn der hohlzylinderförmige Grundkörper entlang seiner Höhe einen mittleren Teil umfasst, der zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten, axialen Stirnseiten angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist zumindest eine axiale Stirnseite am mittleren Teil lösbar befes tigbar, um einen axialen Zugang zu der mindestens einen Aufnahme zu bilden. Somit ist ein axiales Einschieben eines Magnetkörpers in eine Aufnahme möglich. It is also favorable if the hollow cylindrical base body comprises a central part along its height, which is arranged between two axial end faces arranged opposite one another. Advantageously, at least one axial end face can be releasably attached to the central part in order to provide axial access to the at least one receptacle. Axial insertion of a magnetic body into a receptacle is thus possible.
Ferner ist es von Vorteil, wenn eine axiale Stirnseite kreisringförmig ausgebildet ist. It is also advantageous if an axial end face is circular.
Auch kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Aufnahme seitlich wenigstens eine Einführschräge umfasst, die einen darin einsetzbaren Magnetkörper an seine be stimmungsgemäße Position relativ zum hohlzylinderförmigen Grundkörper führt. It can also be provided that the at least one receptacle laterally comprises at least one insertion bevel which guides a magnetic body that can be inserted therein to its intended position relative to the hollow cylindrical base body.
Günstigerweise erstreckt sich die Einführschräge über die gesamte Dicke der Zylin derwand des hohlzylinderförmigen Grundkörpers. Conveniently, the insertion bevel extends across the entire thickness of the cylinder wall of the hollow cylindrical base body.
Auch ist es günstig, wenn die Einführschräge keilförmig ausgebildet ist. It is also favorable if the insertion bevel is wedge-shaped.
Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Aufnahme zwei Einführschrägen, die ge genüberliegend angeordnet sind. Somit ist eine optimale Führung eines Magnetkör pers in seine korrekte Position relativ zum Käfig bzw. zu dessen hohlzylinderförmigem Grundkörper gewährleistbar. The at least one receptacle preferably comprises two insertion bevels which are arranged opposite one another. This ensures optimal guidance of a magnetic body in its correct position relative to the cage or to its hollow cylindrical base body.
Bevorzugterweise sind zwei Einführschrägen derart ausgebildet, dass diese keilförmig in radialer Richtung, insbesondere nach innen in radialer Richtung, zulaufen, sodass sich nach innen in radialer Richtung die mindestens eine Aufnahme verjüngt. Two insertion bevels are preferably designed such that they taper in a wedge shape in the radial direction, in particular inwards in the radial direction, so that the at least one receptacle tapers inwards in the radial direction.
Alternativ ist es vorteilhaft, wenn zwei Einführschrägen derart ausgebildet sind, dass diese keilförmig in radialer Richtung, insbesondere nach außen in radialer Richtung, zulaufen, sodass sich nach außen in radialer Richtung die mindestens eine Aufnahme verjüngt. Alternatively, it is advantageous if two insertion bevels are designed such that they taper in a wedge shape in the radial direction, in particular outwards in the radial direction, so that the at least one receptacle tapers outwards in the radial direction.
Ferner ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Aufnahme polygonal, insbesondere rechteckig, in der Oberfläche der hohlzylindrischen Aufnahme ausgebildet ist. It is further preferred that the at least one receptacle is polygonal, in particular rectangular, in the surface of the hollow cylindrical receptacle.
Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Aufnahme vier Seiten, wobei wenigstens an einer Seite eine Einführschräge ausgebildet ist. The at least one receptacle preferably comprises four sides, an insertion bevel being formed on at least one side.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine Aufnahme vier Seiten um fasst, wobei an jeder Seite eine Einführschräge ausgebildet ist. Furthermore, it is advantageous if the at least one receptacle comprises four sides, an insertion bevel being formed on each side.
Vorteilhafterweise sind jeweils zwei Seiten der mindestens einen Aufnahme gegen überliegend angeordnet. Auch ist es günstig, wenn die Seiten der mindestens einen Aufnahme eine unter schiedliche Länge umfassen, wobei vorzugsweise die im Vergleich kürzeren Seiten der mindestens einen Aufnahme an den axialen Enden des Käfigs angeordnet sind.Advantageously, two sides of the at least one receptacle are arranged opposite each other. It is also expedient if the sides of the at least one receptacle have a different length, the preferably shorter sides of the at least one receptacle being arranged at the axial ends of the cage.
Vorzugsweise erstrecken sich die im Vergleich längeren Seiten der mindestens einen Aufnahme von einer axialen Stirnseite des hohlzylinderförmigen Grundkörpers zur an deren, gegenüberliegenden axialen Stirnseite. The relatively longer sides of the at least one receptacle preferably extend from an axial end face of the hollow cylindrical base body to the opposite axial end face thereof.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Rotor einer elektrischen Maschine. A second aspect of the present invention includes a rotor of an electrical machine.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Käfigs, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Rotor Anwendung finden können. It is expressly pointed out that the features of the cage, as mentioned under the first aspect, can be used individually or in combination with one another in the rotor.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend den Käfig können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfin dung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden. In other words, the features relating to the cage mentioned above under the first aspect of the invention can also be combined with further features under the second aspect of the invention.
Bevorzugterweise umfasst ein Rotor einer elektrischen Maschine: A rotor of an electrical machine preferably comprises:
- einen Käfig nach dem ersten Aspekt, - a cage according to the first aspect,
- ein Blechpaket zur Vermeidung von Wirbelströmen oder ein Vollmaterialbauteil aus Vollmaterial, - a laminated core to avoid eddy currents or a solid material component made of solid material,
- wobei der Käfig außenseitig an dem Blechpaket oder dem Vollmaterialbauteil angeordnet ist, insbesondere an dem Blechpaket oder an dem Vollmaterialbau teil befestigt ist. - Wherein the cage is arranged on the outside on the laminated core or the solid material component, in particular is attached to the laminated core or on the solid material construction part.
Ferner ist es bevorzugt, dass der Käfig und das Blechpaket derart zueinander ausge bildet sind, dass diese eine Übergangs- oder Presspassung aufweisen. Auch kann anstelle des Blechpakets der Käfig und das Vollmaterialbauteil derart zueinander aus gebildet sind, dass diese eine Übergangs- oder Presspassung aufweisen. Furthermore, it is preferred that the cage and the laminated core are designed in such a way that they have a transition or press fit. Instead of the laminated core, the cage and the solid material component can also be formed from one another in such a way that they have a transition or press fit.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Magnetkörper in der mindestens einen Auf nahme, insbesondere formschlüssig, angeordnet ist. It can further be provided that a magnetic body is arranged in the at least one receptacle, in particular in a form-fitting manner.
Vorzugsweise sind die mindestens eine Aufnahme und der Magnetkörper derart geo metrisch aufeinander abgestimmt, dass der Käfig einen Magnetkörper in der mindes tens einen Aufnahme klemmt, um den Magnetkörper in der Aufnahme für ein Befesti- gen, insbesondere für ein Verkleben mit einem Klebstoff, zu zentrieren und temporär, insbesondere bis zum Aushärten des Klebstoffs, zu fixieren. The at least one receptacle and the magnetic body are preferably geometrically matched to one another in such a way that the cage clamps a magnetic body in the at least one receptacle in order to secure the magnetic body in the receptacle for a fastening. conditions, in particular for gluing with an adhesive, to be centered and temporarily fixed, in particular until the adhesive has hardened.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Käfig zusammen mit einem Magnetkörper als Außenseite eine durchgehende Oberfläche bildet. Furthermore, it is advantageous if the cage forms a continuous surface together with a magnetic body as the outside.
Vorteilhafterweise bildet der Käfig zusammen mit einem Magnetkörper außenseitig des Käfigs eine kontinuierlich, bündig ausgebildete Oberfläche, wodurch eine Kavität und im Betrieb des Rotors ein Pumpeffekt vermeidbar sind. Advantageously, the cage forms a continuous, flush surface together with a magnetic body on the outside of the cage, as a result of which a cavity and a pump effect during operation of the rotor can be avoided.
Anders ausgedrückt, ist die Oberfläche, die außenseitig von einem Magnetkörper und dem Käfig gebildet wird, vorzugsweise rund bzw. glatt bzw. kontinuierlich, bündig aus gebildet, sodass außenseitig des Rotors z. B. keine Kavität gebildet wird und ein sog. Pumpeffekt vermieden wird. In other words, the surface, which is formed on the outside by a magnetic body and the cage, is preferably round or smooth or continuous, flush, so that the outside of the rotor, for. B. no cavity is formed and a so-called pumping effect is avoided.
Nochmals mit anderen Worten ausgedrückt, ist es von Vorteil, wenn der Käfig zu sammen mit einem Magnetkörper oder mehreren Magnetkörpern außenseitig einen Hohlzylinder bildet, der wie aus einem Guss wirkt. In other words, it is advantageous if the cage forms a hollow cylinder on the outside together with a magnetic body or a plurality of magnetic bodies, which acts as if it were made from one piece.
Vorteilhafterweise ist eine Welle mit dem Blechpaket oder mit dem Vollmaterialbauteil verbunden. A shaft is advantageously connected to the laminated core or to the solid material component.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Montage ei nes Rotors einer elektrischen Maschine. A third aspect of the present invention includes a method for assembling a rotor of an electrical machine.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Käfigs, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Verfahren zur Montage eines Rotors einer elektrischen Maschine Anwendung finden können. It is expressly pointed out that the features of the cage, as mentioned in the first aspect, can be used individually or in combination with one another in the method for mounting a rotor of an electrical machine.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Rotors, wie sie unter dem zweiten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Ver fahren zur Montage eines Rotors einer elektrischen Maschine Anwendung finden kön nen. Furthermore, it is pointed out that the features of the rotor, as mentioned under the second aspect, can be used individually or in combination with one another in the method for assembling a rotor of an electrical machine.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend den Käfig und die oben unter dem zweiten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend den Rotor können auch hier unter dem dritten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Rotors einer elektrischen Ma schine umfasst vorzugsweise die nachstehenden Schritte. In other words, the features mentioned above under the first aspect of the invention relating to the cage and the features mentioned above under the second aspect of the invention relating to the rotor can also be combined here with further features under the third aspect of the invention. The method according to the invention for assembling a rotor of an electrical machine preferably comprises the following steps.
Vorteilhafterweise umfasst ein Schritt ein Erstellen eines Rotors nach dem zweiten Aspekt. Advantageously, a step comprises creating a rotor according to the second aspect.
Vorzugsweise wird beim Erstellen das Blechpaket oder das Vollmaterialbauteil auf die Welle gefügt. The laminated core or the solid material component is preferably joined to the shaft when it is being created.
Ferner werden vorteilhafterweise beim Erstellen der Käfig und das Blechpaket oder das Vollmaterialbauteil koaxial ausgerichtet und zueinander derart axial verschoben, dass nach dem Verschieben der Käfig an der Außenseite des Blechpakets oder des Vollmaterialbauteils angeordnet und vorzugsweise befestigt ist. Furthermore, the cage and the laminated core or the solid material component are advantageously aligned coaxially and axially displaced relative to one another in such a way that the cage is arranged on the outside of the laminated core or the solid material component after the displacement and is preferably fastened.
Bevorzugterweise weist ein Schritt des Verfahrens zur Montage eines Rotors einer elektrischen Maschine ein Positionieren eines Magnetkörpers in einer Aufnahme des Käfigs auf. A step of the method for assembling a rotor of an electrical machine preferably includes positioning a magnetic body in a receptacle of the cage.
Vorteilhafterweise wird beim Positionieren ein Magnetkörper in radialer Richtung be wegt, und zwar vorzugsweise von außen nach innen. When positioning, a magnetic body is advantageously moved in the radial direction, preferably from the outside inwards.
Alternativ ist es auch möglich, dass beim Positionieren ein Magnetkörper in axialer Richtung in eine Aufnahme eingeschoben wird, wobei vorzugsweise eine axiale Stirn seite des hohlzylindrischen Grundkörpers des Käfigs an dessen mittleren Teil lösbar befestigbar ist, um einen axialen Zugang zu einer Aufnahme zu öffnen und zu ver schließen. Alternatively, it is also possible that a magnetic body is inserted into a receptacle in the axial direction during positioning, preferably an axial end face of the hollow cylindrical base body of the cage being releasably attachable to the central part thereof in order to open and close axial access to a receptacle close.
Auch kann vorgesehen sein, dass beim Positionieren die Einführschrägen einer Auf nahme den Magnetkörper führen, sodass dieser an seine bestimmungsgemäße Posi tion gelangt. Provision can also be made for the insertion bevels to guide the magnet body during positioning, so that it reaches its intended position.
Ferner hat eine Einführschräge den Vorteil, dass ein Magnetkörper nur mit einer be stimmten räumlichen Ausrichtung zum Käfig auch in den Käfig einsetzbar ist. Somit können Fehlmontagen eines Magnetkörpers an einem Blechpaket oder an einem Vollmaterialbauteil vermieden werden. Furthermore, an insertion bevel has the advantage that a magnetic body can only be used in the cage with a certain spatial orientation to the cage. Incorrect assembly of a magnetic body on a laminated core or on a solid material component can thus be avoided.
Vorteilhafterweise schließt sich bei beiden vorgenannten Alternativen der weitere Schritt des Befestigens an, bei welchem ein Magnetkörper mit einer Aufnahme des Käfigs befestigt wird, insbesondere mittels Klebstoffs. Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt. Advantageously, in both of the aforementioned alternatives, the further step of fastening follows, in which a magnetic body is fastened with a receptacle of the cage, in particular by means of adhesive. In the following, the inventive idea presented above is additionally expressed in other words.
Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - einen Käfig, durch welchen ein Magnet bzw. ein Magnetkörper bei der Montage auf einem Rotor positio nierbar ist und vorzugsweise fest verklebbar ist. This idea preferably relates to - in simplified form - a cage through which a magnet or a magnetic body can be positio ned during assembly on a rotor and is preferably firmly glued.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Käfig um einen Kunststoffkäfig. The cage is preferably a plastic cage.
Des Weiteren ist es günstig, wenn der Kunststoffkäfig bei nasslaufenden Rotoren, wie zum Beispiel bei Pumpen, zu einer Reduzierung der Panschverluste beiträgt, wodurch auch die Leistung des Motors gesteigert werden kann. Furthermore, it is favorable if the plastic cage in the case of wet-running rotors, such as in pumps, for example, contributes to a reduction in the splash losses, as a result of which the performance of the motor can also be increased.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with associated drawings. Here show schematically:
Fig. 1 eine Schnittansicht in radialer Richtung auf einen erfin Fig. 1 is a sectional view in the radial direction on a erfin
dungsgemäßen Rotor nach einem ersten (linksseitig der Li nie ll-ll) und einem zweiten (rechtsseitig der Linie ll-ll) Aus führungsbeispiel; und rotor according to the invention after a first (on the left side of the line ll-ll) and a second (on the right side of the line ll-ll) exemplary embodiment; and
Fig. 2 eine Schnittansicht in axialer Richtung auf den erfindungs gemäßen Käfig aus Figur 1 . 2 shows a sectional view in the axial direction of the cage according to the invention from FIG. 1.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Ge genstände verwendet. In the following description, the same reference numerals are used for the same objects.
Der Einfachheit und Kürze halber werden nachstehend die Figuren 1 und 2 miteinan der beschrieben. For the sake of simplicity and brevity, FIGS. 1 and 2 are described below with one another.
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht in radialer Richtung R auf einen erfindungsgemäßen Rotor 10 nach einem ersten (linksseitig der Linie ll-ll) und einem zweiten (rechtsseitig der Linie ll-ll) Ausführungsbeispiel, wobei Figur 2 eine Schnittansicht in axialer Rich tung auf den erfindungsgemäßen Käfig 1 aus Figur 1 zeigt. Figure 1 shows a sectional view in the radial direction R on a rotor 10 according to the invention according to a first (left side of the line II-II) and a second (right side of the line II-II) embodiment, wherein Figure 2 is a sectional view in the axial direction on the inventive Cage 1 of Figure 1 shows.
Genauer dargestellt zeigen Figuren 1 und 2 einen Rotor 10 einer elektrischen Maschi ne mit einem Käfig 1 zur relativen Positionierung von Magnetkörpern und einem Blechpaket 12 zur Vermeidung von Wirbelströmen. Hierbei ist der Käfig 1 außenseitig an dem Blechpaket 12 befestigt. 1 and 2 show a rotor 10 of an electrical machine with a cage 1 for the relative positioning of magnetic bodies and a laminated core 12 to avoid eddy currents. Here, the cage 1 is attached to the outside of the laminated core 12.
Der Käfig 1 und das Blechpaket 12 sind derart zueinander ausgebildet, dass diese ei ne Übergangs- oder Presspassung aufweisen. The cage 1 and the laminated core 12 are designed with respect to one another in such a way that they have a transition or interference fit.
Des Weiteren hat der Käfig 1 einen hohlzylinderförmigen Grundkörper 2 sowie diverse Aufnahmen 3 für Magnetkörper 1 1 (Magnetkörper 1 1 nur angedeutet dargestellt). Furthermore, the cage 1 has a hollow cylindrical base body 2 and various receptacles 3 for the magnetic body 1 1 (magnetic body 1 1 only shown).
Jede Aufnahme 3 durchdringt die Zylinderwand des hohlzylinderförmigen Grundkör pers 2 vollständig, um einen Durchgang von außen nach innen zu bilden. Each receptacle 3 penetrates the cylinder wall of the hollow cylindrical Grundkör pers 2 completely to form a passage from the outside to the inside.
Ferner hat der hohlzylinderförmige Grundkörper 2 entlang seiner Höhe einen mittleren Teil, der zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten, axialen Stirnseiten S1 , S2 angeordnet ist. Furthermore, the hollow cylindrical base body 2 has a central part along its height, which is arranged between two axial end faces S1, S2 arranged opposite one another.
Eine der axialen Stirnseiten S1 , S2 des rechtseitig der Linie ll-ll dargestellten Ausfüh rungsbeispiels ist am mittleren Teil lösbar befestigbar, um einen axialen Zugang zu den Aufnahmen 3 zu bilden. One of the axial end faces S1, S2 of the exemplary embodiment shown on the right of the line II-II can be releasably attached to the central part in order to form an axial access to the receptacles 3.
Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die axialen Stirnseite S1 , S2 kreisringförmig ausgebildet. In both exemplary embodiments, the axial end face S1, S2 are of circular design.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, hat jede Aufnahme 3 seitlich Einführschrägen 4, die einen darin einsetzbaren Magnetkörper 1 1 an seine bestimmungsgemäße Position relativ zum hohlzylinderförmigen Grundkörper 2 des Käfigs 1 führen. As shown in FIGS. 1 and 2, each receptacle 3 has insertion bevels 4 on the side, which guide a magnetic body 11 which can be inserted therein to its intended position relative to the hollow cylindrical base body 2 of the cage 1.
Die Einführschrägen 4 erstrecken sich über die gesamte Dicke der Zylinderwand des hohlzylinderförmigen Grundkörpers 2 und sind keilförmig ausgebildet, wobei jeweils zwei Einführschrägen 4 gegenüberliegend angeordnet sind. The insertion bevels 4 extend over the entire thickness of the cylinder wall of the hollow cylindrical base body 2 and are wedge-shaped, two insertion bevels 4 being arranged opposite each other.
Ferner sind die zwei Einführschrägen 4 derart ausgebildet, dass diese keilförmig in radialer Richtung R, insbesondere nach innen in radialer Richtung R, zulaufen, sodass sich nach innen in radialer Richtung R die Aufnahmen 3 für das Ausführungsbeispiel rechtsseitig der Linie ll-ll verjüngen. Furthermore, the two insertion bevels 4 are designed such that they taper in a wedge shape in the radial direction R, in particular inwards in the radial direction R, so that the receptacles 3 for the exemplary embodiment taper inwards in the radial direction R on the right-hand side of the line II-II.
Linksseitig der Linie ll-ll sind die Einführschrägen 4 derart ausgebildet, dass diese keilförmig in radialer Richtung R, insbesondere nach außen in radialer Richtung R, zu laufen, sodass sich nach außen in radialer Richtung R die Aufnahmen 3 verjüngen. Jede Aufnahme 3 ist polygonal, insbesondere rechteckig, ausgebildet, wobei ebenfalls jede Aufnahme 3 vier Seiten mit wenigstens zwei Einführschrägen 4 aufweist, die ge genüberliegend angeordnet sind. To the left of the line II-II, the insertion bevels 4 are designed such that they run in a wedge shape in the radial direction R, in particular outwards in the radial direction R, so that the receptacles 3 taper outwards in the radial direction R. Each receptacle 3 is polygonal, in particular rectangular, wherein each receptacle 3 also has four sides with at least two insertion bevels 4 which are arranged opposite one another.
Wie bei Vergleich der Figuren 1 und 2 zu entnehmen, haben die Seiten einer Aufnah me 3 unterschiedliche Länge, wobei die im Vergleich kürzeren Seiten einer Aufnahme 3 an den axialen Stirnseiten S1 , S2 des Käfigs 1 angeordnet sind. As can be seen in the comparison of FIGS. 1 and 2, the sides of a receptacle 3 have different lengths, the shorter sides of a receptacle 3 being arranged on the axial end faces S1, S2 of the cage 1.
Die im Vergleich kürzeren Seiten einer Aufnahme 3 werden also von den axialen Stirnseiten des hohlzylinderförmigen Grundkörpers 2 gebildet. The relatively shorter sides of a receptacle 3 are thus formed by the axial end faces of the hollow cylindrical base body 2.
Der Käfig 1 weist dabei ein Kunststoffmaterial auf. The cage 1 has a plastic material.
Wie den Figuren 1 und 2 ferner entnommen werden kann, ist jeweils ein Magnetkör per 11 in einer Aufnahme 3 formschlüssig angeordnet. As can also be seen from FIGS. 1 and 2, a magnetic body is arranged in a form-fitting manner in a receptacle 3.
Anders ausgedrückt, sind eine Aufnahme 3 und ein Magnetkörper 11 derart geomet risch aufeinander abgestimmt, dass der Käfig 1 einen Magnetkörper 11 in der Auf nahme 3 klemmt, um den Magnetkörper 11 in der Aufnahme 3 für ein Verkleben mit einem Klebstoff zu zentrieren und temporär bis zum Aushärten des Klebstoffs zu fixie ren. In other words, a receptacle 3 and a magnetic body 11 are matched to one another in such a way that the cage 1 clamps a magnetic body 11 in the receptacle 3 in order to center the magnetic body 11 in the receptacle 3 for gluing with an adhesive and temporarily until fixie to harden the adhesive.
Wie insbesondere in Figur 1 dargestellt, bildet der Käfig 1 zusammen mit einem Mag netkörper 11 als Außenseite eine durchgehende Oberfläche. As shown in particular in Figure 1, the cage 1 forms a continuous surface together with a magnetic body 11 as the outside.
Genauer geschildert, bildet der Käfig 1 zusammen mit den Magnetkörpern 11 außen seitig des Käfigs 1 eine kontinuierlich, bündig ausgebildete Oberfläche, wodurch im Betrieb des Rotors 10 ein Pumpeffekt und eine Kavität vermeidbar sind. Described in more detail, the cage 1 together with the magnetic bodies 11 forms a continuous, flush surface on the outside of the cage 1, as a result of which a pump effect and a cavity can be avoided during operation of the rotor 10.
In der Mitte des Blechpakets 12 ist in Figur 1 eine Welle 13 dargestellt, die mit dem Blechpaket 12 verbunden ist. In the middle of the laminated core 12, a shaft 13 is shown in Figure 1, which is connected to the laminated core 12.
Nachfolgend wird kurz ein Verfahren zur Montage des Rotors 10 einer elektrischen Maschine erläutert. A method for assembling the rotor 10 of an electrical machine is briefly explained below.
Dieses umfasst den Schritt des Erstellens eines Rotors 10, welcher ein Fügen des Blechpakets 12 auf die Welle 13 umfasst. This includes the step of creating a rotor 10, which comprises joining the laminated core 12 to the shaft 13.
Ferner werden beim Erstellen der Käfig 1 und das Blechpaket 12 koaxial ausgerichtet und zueinander derart axial verschoben, dass nach dem Verschieben der Käfig 1 an der Außenseite des Blechpakets 12 befestigt ist. Daraufhin werden Magnetkörper 11 in den Aufnahmen 3 des Käfigs 1 positioniert, wo bei beim Positionieren ein Magnetkörper 11 in radialer Richtung R bewegt wird, und zwar vorzugsweise von außen nach innen. Furthermore, when the cage 1 and the laminated core 12 are created, they are aligned coaxially and axially displaced relative to one another in such a way that the cage 1 is fastened to the outside of the laminated core 12 after the displacement. Thereupon, magnetic bodies 11 are positioned in the receptacles 3 of the cage 1, where a magnetic body 11 is moved in the radial direction R during positioning, preferably from the outside inwards.
Dies trifft z. B. für die Ausführungsform linksseitig der Linie ll-ll von Figur 1 zu. This applies e.g. B. for the embodiment on the left side of the line ll-ll of Figure 1.
Rechtsseitig der Linie ll-ll von Figur 1 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei beim Positionieren Magnetkörper 11 in axialer Richtung A in jede Aufnahme 3 eingeschoben werden. A further exemplary embodiment is shown on the right-hand side of line II-II in FIG. 1, magnetic bodies 11 being inserted into each receptacle 3 in the axial direction A during positioning.
Hierzu ist eine axiale Stirnseite des hohlzylindrischen Grundkörpers 2 des Käfigs 1 an dessen mittlerem Teil lösbar befestigbar, um einen axialen Zugang zu den Aufnahmen 3 zu verschließen bzw. freizugeben. For this purpose, an axial end face of the hollow cylindrical base body 2 of the cage 1 can be detachably fastened to its central part in order to close or release axial access to the receptacles 3.
So führen also beim Positionieren die Einführschrägen 4 einer Aufnahme 3 den Mag netkörper 11 , sodass dieser an seine bestimmungsgemäße Position gelangt. Thus, when positioning the lead-in chamfers 4 of a receptacle 3, the magnetic body 11, so that it reaches its intended position.
Zur endgültigen Montage schließt sich bei beiden vorgenannten Alternativen der wei tere Schritt des Befestigens an, bei welchem die Magnetkörper 11 mit den Aufnahmen 3 des Käfigs 1 verklebt werden. For final assembly, the two further alternatives are followed by the further step of fastening, in which the magnetic bodies 11 are glued to the receptacles 3 of the cage 1.
Nachfolgend werden die Figuren 1 und 2 nochmals mit anderen Worten beschrieben. In the following, FIGS. 1 and 2 are described again in other words.
So ist das Blechpaket 12 des Rotors 10 in einer nicht näher spezifizierten Art und Weise auf die Welle 13 gefügt. The laminated core 12 of the rotor 10 is joined to the shaft 13 in a manner not specified in any more detail.
Anschließend wird der Käfig 1 über das Rotorblechpaket 12 geschoben und gefügt. Then the cage 1 is pushed over the rotor laminated core 12 and joined.
Durch Einführschrägen 4 an dem Käfig 1 können nun von radial außen die Oberflä chenmagnete 11 bzw. die Magnetkörper 11 auf das Rotorblechpaket 12 gefügt wer den (bezieht sich auf das Ausführungsbeispiel linksseitig der Linie ll-ll von Figur 1 ).Through chamfers 4 on the cage 1, the surface magnets 11 and the magnetic bodies 11 can now be added to the rotor laminated core 12 from the radially outside (relates to the exemplary embodiment on the left-hand side of the line II-II of FIG. 1).
Dabei führt der Käfig 1 die Oberflächenmagnete 11 bzw. die Magnetkörper 11 wäh rend dem Montageprozess, sodass eine Fehlpositionierung vermieden werden kann.The cage 1 guides the surface magnets 11 or the magnetic bodies 11 during the assembly process, so that incorrect positioning can be avoided.
Die Magnete 11 bzw. die Magnetkörper 11 werden z. B. mit Klebstoff mit dem Rotor blechpacket 12 verbunden. The magnets 11 and the magnetic body 11 are, for. B. connected with adhesive to the rotor laminated core 12.
Der als Kunststoffkäfig 1 ausgebildete Käfig 1 kann auch eine leichte Vorspannung aufweisen, damit die Magnete 11 im Spalt 3 bzw. in der Aufnahme 3 zentriert montiert und fixiert werden können (wenn beim Aushärten oder später im Betrieb der Kunst- Stoff relaxiert, hat dies keinen Einfluss auf die Positionierung, da hier der Kleber bzw. Klebstoff bzw. das Klebemittel die Fixierung übernommen hat). The cage 1, which is designed as a plastic cage 1, can also have a slight pretension so that the magnets 11 can be mounted and fixed in the center of the gap 3 or in the receptacle 3 (when the plastic is curing or later in operation). If the fabric is relaxed, this has no influence on the positioning, since the glue or adhesive or the adhesive has taken over the fixation here).
Der Käfig 1 füllt den Raum zwischen zwei benachbarten Oberflächenmagneten 11. The cage 1 fills the space between two adjacent surface magnets 11.
Somit kann verhindert werden, dass Fluid in diesen Zwischenraum gelangt und es zu Panschverlusten kommt. This can prevent fluid from getting into this space and causing splashing losses.
Die vorgestellten Ausführungsformen beschränken sich nicht nur auf nasslaufende Anwendungen. Der Käfig 1 dient auch bei einer trockenlaufenden Anwendung als Po sitionierungshilfe. The presented embodiments are not limited to wet running applications. The cage 1 also serves as a positioning aid in a dry-running application.
Bezuqszeichenliste Reference list
1 Käfig 1 cage
2 hohlzylinderförmiger Grundkörper 2 hollow cylindrical body
3 Aufnahme 3 recording
4 Einführschräge 4 lead-in chamfers
10 Rotor 10 rotor
11 Magnetkörper 11 magnetic body
12 Blechpaket 12 sheet package
13 Welle 13 wave
51 axiale Stirnseite 51 axial end face
52 axiale Stirnseite 52 axial end face
A axiale Richtung A axial direction
R radiale Richtung R radial direction

Claims

Patentansprüche Claims
1. Käfig (1 ) zur relativen Positionierung von Magnetkörpern an einem Blechpaket o- der an einem Vollmaterialbauteil einer elektrischen Maschine aufweisend: 1. Cage (1) for the relative positioning of magnetic bodies on a laminated core or on a solid material component of an electrical machine, comprising:
- einen hohlzylinderförmigen Grundkörper (2), und - A hollow cylindrical base body (2), and
- mindestens eine Aufnahme (3) für einen Magnetkörper (11 ). - At least one receptacle (3) for a magnetic body (11).
2. Käfig nach Anspruch 1 , 2. cage according to claim 1,
- wobei der hohlzylinderförmiger Grundkörper (2) die mindestens eine Aufnahme für einen Magnetkörper (11 ) umfasst, - wherein the hollow cylindrical base body (2) comprises the at least one receptacle for a magnetic body (11),
- wobei vorzugsweise die mindestens eine Aufnahme (3) die Zylinderwand zu mindest teilweise durchdringt, insbesondere vollständig durchdringt, um einen Durchgang von außen nach innen zu bilden, the at least one receptacle (3) preferably at least partially penetrates the cylinder wall, in particular completely, in order to form a passage from the outside inwards,
- wobei vorzugsweise der Käfig (1 ) ein Kunststoffmaterial aufweist. - Preferably, the cage (1) has a plastic material.
3. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, 3. cage according to claim 1 or 2,
- wobei der hohlzylinderförmige Grundkörper (2) entlang seiner Höhe einen mitt leren Teil umfasst, der zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten, axialen Stirnseiten (S1 , S2) angeordnet ist, - The hollow cylindrical base body (2) along its height comprises a central part, which is arranged between two axially end faces (S1, S2) arranged opposite one another,
- wobei vorzugsweise eine axiale Stirnseite (S1 , S2) am mittleren Teil lösbar be festigbar ist, um einen axialen Zugang zu der mindestens einen Aufnahme (3) zu bilden, - Preferably, an axial end face (S1, S2) on the central part can be detachably fastened to form axial access to the at least one receptacle (3),
- wobei vorzugsweise eine axiale Stirnseite (S1 , S2) kreisringförmig ausgebildet ist. - Preferably, an axial end face (S1, S2) is annular.
4. Käfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, 4. Cage according to one of the preceding claims,
- wobei die mindestens eine Aufnahme (3) seitlich wenigstens eine Einführ - The at least one receptacle (3) laterally at least one insertion
schräge (4) umfasst, die einen darin einsetzbaren Magnetkörper (11 ) an seine bestimmungsgemäße Position relativ zum hohlzylinderförmigen Grundkörper (2) führt, - wobei sich vorzugsweise die Einführschräge (4) über die gesamte Dicke der Zylinderwand des hohlzylinderförmigen Grundkörpers (2) erstreckt, Inclined (4) which leads a magnetic body (11) which can be inserted therein to its intended position relative to the hollow cylindrical base body (2), - The insertion slope (4) preferably extends over the entire thickness of the cylinder wall of the hollow cylindrical base body (2),
- wobei vorzugsweise die Einführschräge (4) keilförmig ausgebildet ist, - The insertion slope (4) is preferably wedge-shaped,
- wobei vorzugsweise die mindestens eine Aufnahme (3) zwei Einführschrägen (4) umfasst, die gegenüberliegend angeordnet sind. - The at least one receptacle (3) preferably comprises two insertion bevels (4) which are arranged opposite one another.
5. Käfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, 5. Cage according to one of the preceding claims,
- wobei zwei Einführschrägen (4) derart ausgebildet sind, dass diese keilförmig in radialer Richtung (R), insbesondere nach innen in radialer Richtung (R), zulau fen, sodass sich nach innen in radialer Richtung (R) die mindestens eine Auf nahme (3) verjüngt, - Two insertion bevels (4) are designed such that they wedge-shaped in the radial direction (R), in particular inwards in the radial direction (R), so that the at least one inward in the radial direction (R) 3) tapered,
oder or
- wobei zwei Einführschrägen (4) derart ausgebildet sind, dass diese keilförmig in radialer Richtung (R), insbesondere nach außen in radialer Richtung (R), zulau fen, sodass sich nach außen in radialer Richtung (R) die mindestens eine Auf nahme (3) verjüngt. - Wherein two insertion bevels (4) are designed such that they wedge-shaped in the radial direction (R), in particular outwards in the radial direction (R), so that outwards in the radial direction (R) the at least one acceptance ( 3) tapered.
6. Rotor (10) einer elektrischen Maschine umfassend: 6. Rotor (10) of an electrical machine comprising:
- einen Käfig (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, a cage (1) according to one of the preceding claims,
- ein Blechpaket zur Vermeidung von Wirbelströmen oder ein Vollmaterialbauteil aus einem Vollmaterial, - a laminated core to avoid eddy currents or a solid material component made of a solid material,
- wobei der Käfig (1 ) außenseitig an dem Blechpaket (12) oder dem Vollmaterial bauteil angeordnet ist, insbesondere an dem Blechpaket (12) oder dem Vollma terialbauteil befestigt ist, - The cage (1) is arranged on the outside of the laminated core (12) or the solid material component, in particular is fastened to the laminated core (12) or the solid material component,
- wobei vorzugsweise der Käfig (1 ) und das Blechpaket (12) oder das Vollmateri albauteil derart zueinander ausgebildet sind, dass diese eine Übergangs- oder Presspassung aufweisen. - Wherein preferably the cage (1) and the laminated core (12) or the Vollmateri albauteil are designed such that they have a transition or press fit.
7. Rotor nach Anspruch 6, 7. Rotor according to claim 6,
- wobei ein Magnetkörper (11 ) in der mindestens einen Aufnahme (3), insbeson dere formschlüssig, angeordnet ist, - wobei vorzugsweise die mindestens eine Aufnahme (3) und der Magnetkörper (11 ) derart geometrisch aufeinander abgestimmt sind, dass der Käfig (1 ) einen Magnetkörper (11 ) in der mindestens einen Aufnahme (3) klemmt, um den Magnetkörper (11 ) in der Aufnahme (3) für ein Verkleben mit einem Klebstoff zu zentrieren und temporär zu fixieren. - A magnetic body (11) is arranged in the at least one receptacle (3), in particular in a form-fitting manner, - The at least one receptacle (3) and the magnetic body (11) are preferably geometrically matched to one another in such a way that the cage (1) clamps a magnetic body (11) in the at least one receptacle (3) in order to hold the magnetic body (11) in Center the holder (3) for gluing with an adhesive and fix it temporarily.
8. Rotor nach Anspruch 6 oder 7, 8. Rotor according to claim 6 or 7,
- wobei der Käfig (1 ) zusammen mit einem Magnetkörper (11 ) als Außenseite ei ne durchgehende Oberfläche bildet, - The cage (1) together with a magnetic body (11) as the outside forms a continuous surface,
- wobei vorzugsweise der Käfig (1 ) zusammen mit einem Magnetkörper (11 ) au ßenseitig des Käfigs (1 ) eine kontinuierlich, bündig ausgebildete Oberfläche bildet, wodurch im Betrieb des Rotors (10) ein Pumpeffekt oder eine Kavität vermeidbar ist, the cage (1), together with a magnetic body (11) on the outside of the cage (1), forms a continuous, flush surface, as a result of which a pump effect or a cavity can be avoided during operation of the rotor (10),
- wobei vorzugsweise eine Welle (13) mit dem Blechpaket (12) oder dem Vollma terialbauteil verbunden ist. - Preferably, a shaft (13) with the laminated core (12) or the Vollma material component is connected.
9. Verfahren zur Montage eines Rotors einer elektrischen Maschine mit den Schrit ten: 9. Method for assembling a rotor of an electrical machine with the steps:
- Erstellen eines Rotors nach einem der Ansprüche 6 bis 8, - creating a rotor according to one of claims 6 to 8,
- wobei vorzugsweise beim Erstellen das Blechpaket (12) oder das Vollmaterial bauteil auf die Welle (13) gefügt wird, - Preferably, the laminated core (12) or the solid material component is added to the shaft (13) when it is being created,
- wobei beim Erstellen der Käfig (1 ) und das Blechpaket (12) oder das Vollmate rialbauteil koaxial ausgerichtet werden und zueinander derart axial verschoben werden, dass nach dem Verschieben der Käfig (1 ) an der Außenseite des Blechpakets (12) oder des Vollmaterialbauteils angeordnet und vorzugsweise befestigt ist. - Whereby when creating the cage (1) and the laminated core (12) or the solid material rialbauteil be coaxially aligned and axially displaced to each other such that after moving the cage (1) on the outside of the laminated core (12) or the solid material component and is preferably attached.
10. Verfahren nach Anspruch 9 mit den weiteren Schritten: 10. The method according to claim 9 with the further steps:
- Positionieren eines Magnetkörpers (11 ) in einer Aufnahme (3) des Käfigs (1 ), - positioning a magnetic body (11) in a receptacle (3) of the cage (1),
- wobei beim Positionieren ein Magnetkörper (11 ) in radialer Richtung (R) bewegt wird, und zwar vorzugsweise von außen nach innen, - A magnetic body (11) is moved in the radial direction (R) during positioning, preferably from the outside inwards,
oder - wobei beim Positionieren ein Magnetkörper (11 ) in axialer Richtung (A) in eine Aufnahme (3) eingeschoben wird, und wobei vorzugsweise eine axiale Stirnsei te des hohlzylindrischen Grundkörpers (2) des Käfigs (1 ) an dessen mittleren Teil lösbar befestigbar ist, um einen axialen Zugang zu eine Aufnahme (3) zu öffnen und zu verschließen, or - When positioning a magnetic body (11) in the axial direction (A) is inserted into a receptacle (3), and preferably an axial end face of the hollow cylindrical base body (2) of the cage (1) is releasably attachable to the central part thereof, to open and close axial access to a receptacle (3),
- und wobei sich bei beiden vorgenannten Alternativen vorzugsweise der weitere Schritt des Befestigens anschließt, bei welchem ein Magnetkörper (11 ) mit ei ner Aufnahme (3) des Käfigs (1 ) befestigt wird, insbesondere mittels Klebstoffs. - And in the case of both of the aforementioned alternatives, the further step of fastening preferably follows, in which a magnetic body (11) with a holder (3) of the cage (1) is fastened, in particular by means of adhesive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4591749A (en) * 1985-03-21 1986-05-27 Ex-Cell-O Corporation Permanent magnet rotor with interfit cage structure
US4954736A (en) 1988-04-25 1990-09-04 Matsushita Electric Works, Ltd. Permanent magnet rotor with magnets secured by synthetic resin
DE102016121298A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-09 AMK Arnold Müller GmbH & Co. KG Rotor of a permanent magnet electric motor and method for its production

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