WO2023143802A1 - Elektromotor mit drehbar gelagertem rotor - Google Patents

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WO2023143802A1
WO2023143802A1 PCT/EP2022/085688 EP2022085688W WO2023143802A1 WO 2023143802 A1 WO2023143802 A1 WO 2023143802A1 EP 2022085688 W EP2022085688 W EP 2022085688W WO 2023143802 A1 WO2023143802 A1 WO 2023143802A1
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WO
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recess
electric motor
individual
individual sheet
motor according
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/085688
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Tesch
Jean-Marc Kiry
Michael Dombeck
Christian Wagner
Andreas Zimmermann
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg
Publication of WO2023143802A1 publication Critical patent/WO2023143802A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Definitions

  • the invention relates to an electric motor with a rotatably mounted rotor.
  • an electric motor has a rotor which has a laminated core made of stamped-packaged individual laminates.
  • a laminated core is known from CN 1 07465 284 A as the closest prior art.
  • a laminated core of an electric motor is known from JP 2011-172 441 A.
  • a rotor arrangement is known from US 2016/0 248 286 A1.
  • a rotor of an electrical machine is known from DE 10 2017 221 149 A1.
  • a synchronous motor is known from US 2010/0 141 074 A1.
  • a rotor of an electric motor is known from JP 2011-205 753 A.
  • a rotor for a motor is known from US 2017/0 317 544 A1.
  • the invention is therefore based on the object of further developing an electric motor, with the electric motor being designed to be robust.
  • the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
  • the electric motor is designed with a rotatably mounted rotor, with the rotor having a laminated core made up of, in particular, punched-packaged individual laminations, with the laminated core being composed of stacked packages arranged in a row in the axial direction and a fourth individual lamina, with each of the Stack packets are formed as a stack of a first number of first individual sheets stacked one behind the other in the axial direction and a second number of second individual sheets stacked one behind the other in the axial direction and a subsequent third number of third individual sheets stacked one behind the other in the axial direction is formed and an adjoining fourth individual sheet is formed, with each first individual sheet having a recess and at least one tab area protruding and/or protruding into the recess, the respective tab area being deflected in the axial direction, in particular towards the fourth individual sheet, and a
  • the advantage here is that the electric motor has a robust design.
  • the tab areas prevent the permanent magnets from slipping out. Although it is easy to slide the permanent magnets into the recess in the axial direction, slipping out in the opposite direction to the direction of insertion is prevented by means of the acute-angled tab areas.
  • the first number is a natural number, in particular one, two or more.
  • the advantage here is that the first individual sheets Have recess and thus an insertion of the permanent magnets is made possible in the recesses.
  • each individual metal sheet is manufactured as a stamped and bent part, in particular with the recesses being produced by stamping.
  • the advantage here is that the production is inexpensive and simple.
  • the tab area is taken along and deflected by the magnet pushed in through the recess when the magnet is pushed in.
  • the advantage here is that the tab areas are bent over in the axial direction when they are pushed in, so that the tab areas press on the permanent magnets in an elastically prestressed manner.
  • the normal force generated is the cause of static friction.
  • the head area of the tab area that touches the permanent magnet is widened.
  • the advantage here is that a minimum sheet thickness is maintained and a high pressure force can also be transmitted, although no only low pressure is generated since the pressure force is distributed over the entire width of the pressure surface on the permanent magnet, i.e. in particular it is spread out.
  • a foot area of the tab area has a width, measured in the circumferential direction, that increases strictly monotonously with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor, in particular with the foot area being spaced apart from the head area and/or having a smaller radial distance to the axis of rotation of the rotor than the head area.
  • the width increases in proportion to the radial distance.
  • the respective second individual sheet has a recess correspondingly shaped to the recess of the first individual sheet and has a free space opening into the recess of the second individual sheet, into which the tab area of the first individual sheet protrudes at least partially.
  • the advantage here is that the free space opens out into the recess in the radial direction and the recess extends in the radial direction and in the circumferential direction.
  • the tab area of the first individual sheet metal which is bent over in the axial direction, thus protrudes at least partially into the free space of the second individual sheet metal which is arranged axially next to the first individual sheet metal and is aligned in parallel. Without the clearance, entrainment and bending of the tab area would be prevented.
  • the respective recess is at least shaped in such a way that it encompasses a cross-sectional area of the permanent magnet, in particular with the cross-sectional area being the cut of the permanent magnet with a plane whose normal direction is parallel to the axial direction, i.e. in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor. is aligned.
  • the advantage here is that the respective permanent magnet can be guided through the respective recess. Thus, the permanent magnets can be pushed into the laminated core.
  • the third individual sheet has a recess which is the same as the recess of the second individual sheet, in particular and does not have the free space.
  • the advantage here is that those areas which are further away from each first individual sheet in the axial direction than the tab area extends in the axial direction.
  • the fourth individual sheet has a recess which has a smaller surface area than the recess of the third individual sheet and/or which is aligned with the recess of the first, second and/or third individual sheet.
  • the advantage here is that the magnetic effects of the fourth individual sheet are the same as those of the other individual sheets, but the permanent magnets are limited axially by the fourth individual sheet.
  • the tab area on the radially inner side of the recess in the first individual sheet protrudes into or out of the recess in the first individual sheet. The advantage here is that when the respective permanent magnet is pushed in, the tab area is bent over and the permanent magnets are thus fixed.
  • each of the recesses is essentially rectangular in shape, with the recess having a chamfer on its radially outermost side, in particular a chamfer such that the recess has a radially outwardly directed tip on its radially outermost side.
  • the advantage here is that the magnetic field guidance is optimized.
  • each of the individual sheets has an axially directed elevation, in particular for centering the individual sheets in relation to one another.
  • the respective elevation is more extensive in relation to its center of gravity in the tangential direction than in the radial direction, in particular in the radial direction passing through the center of gravity, in particular with the respective elevation being in the form of a rod and/or line.
  • the individual laminations are stamped to form the stacked stacks and the stacked laminations.
  • the advantage here is that simple, cost-effective production is made possible. Further advantages result from the dependent claims.
  • the invention is not limited to the combination of features of the claims.
  • FIG. 1 shows a top view of a first individual sheet 1 of an electric motor according to the invention, tab areas 4 of the first individual sheet 1 being provided for holding magnets.
  • FIG. 3 shows a second individual sheet 31 of the electric motor according to the invention in a plan view, free spaces 30 being provided into which the tab areas 4 can protrude.
  • FIG. 4 shows a top view of a third individual sheet 41 of the electric motor according to the invention, which has recesses for receiving the magnets.
  • FIG. 5 shows a fourth individual sheet 31 of the electric motor according to the invention in a top view, with recesses 50 being so narrow that the magnets cannot protrude through the recesses 50 .
  • an electric motor according to the invention has a rotatably mounted rotor which has a laminated core made of preferably stamped-packaged individual laminates (1, 3, 4, 5). Permanent magnets are accommodated in the laminated core.
  • a synchronous motor behavior of the electric motor can thus be brought about.
  • the stack of laminations has first individual laminations 1 one behind the other in the axial direction, which have recesses 3 which are preferably embodied as punched-out areas and into which tab areas 4 protrude.
  • the recesses are shaped in such a way that cuboid magnets can be passed through the recesses 3 in the normal direction of the essentially flat individual sheet 1, although the tab areas 4 protrude into the recesses in such a way that the magnets when pushed through the recesses 3 the Deflect strap areas 4 elastically. Since in this way the respective head area 21 of the respective tab area 4 is pressed against the magnets at an acute angle, the magnets are prevented from moving backwards after being pushed in by very high static friction.
  • a first number of first individual metal sheets 1 designed to be identical to one another are stacked one behind the other in the stacking direction, ie in the axial direction.
  • a second number of second individual sheets 31 is stacked on it in the insertion direction and a third number of third individual sheets are in turn connected to it.
  • the stack formed in this way from the first individual sheets 1, the second individual sheets 31 and the third individual sheets 41 is also referred to below as a stack module.
  • the laminated core of the rotor is formed from two or more such stack modules by stacking them one behind the other.
  • the laminated core is closed off by the fourth individual sheet 51, the recesses 50 of which are enclosed by the recesses 3 in the viewing direction parallel to the axial direction, but are so narrow that the magnets cannot be guided through and are therefore limited axially by the fourth individual sheet 51 .
  • the vertical projection of a respective recess 50 in the plane receiving the first individual sheet 1 is encompassed by the recess 3, ie in particular it is actually contained.
  • the individual sheets (1, 31, 41, 51) also have an elevation 2 protruding in the axial direction, produced in particular by inelastic bending, by means of which the individual sheets (1, 31, 41, 51) can be positioned relative to one another.
  • elevations are formed on the respective individual sheet metal (1, 31, 41, 51) at a distance from one another in the circumferential direction, in particular at the same radial distance from the axis of rotation of the rotor.
  • Two magnets are preferably arranged in alignment with one another, in particular in a straight line one behind the other. Perpendicular to this, two further magnets are also arranged one behind the other in alignment with one another.
  • the tab area 4 has a foot area 20 in each case, in which the width of the tab area 4 measured in relation to the axial direction circumferential direction decreases with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor, in particular proportional to the radial distance.
  • the axial direction is parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor.
  • the head area 21 of a respective tab area 4 is widened in the circumferential direction.
  • the recesses 3 on the second individual sheet 31 are enlarged by free spaces 30 which are suitable for accommodating the tab areas 4 of a respective adjacent first individual sheet 1 .
  • the width of the respective free space 30 measured in the circumferential direction is greater than the width of the head region 21 or even of the foot region 20 measured in the circumferential direction.
  • the number of second individual sheets 31 stacked directly one on top of the other is selected such that the adjacent free spaces together extend longer in the axial direction than a respective tab region 4 in the original state after production of the first individual sheet 1, i.e. in the unbent state and/or before the Pushing the magnets into the laminated core.
  • the second individual metal sheets 31 are connected to the one facing away from the first individual metal sheet 1
  • the fourth individual sheet 51 prevents the magnets from slipping through axially, since it also has recesses 50, which are smaller than the magnets and thus delimit the magnets axially. However, the effect of the recesses 50 on the course of the magnetic field is just as important as with the other individual sheets (1, 31, 41).
  • the tab areas 4 prevent the magnets from slipping out in the opposite direction.
  • the magnets are thus fixed in a simple manner in the laminated core.
  • the individual sheets (1, 31, 41, 51) are quasi two-dimensional and/or flat.
  • the tab area 4 protrudes in the direction normal to the plane receiving the respective individual sheet (1, 31, 41, 51), ie in particular in the axial direction.
  • the recesses can therefore also be regarded as quasi two-dimensional.
  • Each of the elevations 2 is preferably arranged at the same radial distance from the axis of rotation of the rotor shaft, ie the rotor, and is aligned in the tangential direction and is designed in the form of a bar or line.
  • the respective elevation 2 has its longest extent in the tangential direction, in particular oriented tangentially in relation to the axis of rotation of the rotor shaft at the center of gravity of the elevation 2 .
  • the expansion of the elevation 2 through the center of gravity, measured in the radial direction is the smallest of all expansions measured in the plane of the sheet.
  • elevations 2 are preferably arranged on the circumference, which are regularly spaced from one another in the circumferential direction, in particular so that the centers of gravity of the elevations 2 are spaced 90° from one another.
  • the elevations 2 shaped, arranged and aligned in this way bring about a particularly precise alignment of the individual laminations 1 in the laminated core which can be produced in a simple manner.
  • a squirrel cage is additionally arranged on the laminated core, which has two squirrel cage rings which are spaced apart axially and are connected by means of squirrel cage bars which are spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • the short-circuit rings are arranged coaxially to the axis of rotation of the rotor and are formed axially on both sides of the laminated core.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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Abstract

Elektromotor mit drehbar gelagertem Rotor, wobei der Rotor ein Blechpaket aus Einzelblechen aufweist, wobei das Blechpaket aus in axialer Richtung aneinander gereihten Stapelpaketen und einem vierten Einzelblech (51) zusammengesetzt ist, wobei jedes der Stapelpakete als Stapel - aus einer ersten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten ersten Einzelblechen und - einer sich daran in axialer Richtung anschließenden zweiten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten zweiten Einzelblechen gebildet ist und - einer sich daran anschließenden dritten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten dritten Einzelblechen gebildet ist und - einem sich daran anschließenden vierten Einzelblech gebildet ist,wobei jedes erste Einzelblech eine Ausnehmung aufweist und zumindest einen in die Ausnehmung hervorragenden und/oder hineinragenden Laschenbereich, wobei der jeweilige Laschenbereich in axialer Richtung ausgelenkt ist und einen jeweiligen Dauermagneten berührt.

Description

Elektromotor mit drehbar gelagertem Rotor
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit drehbar gelagertem Rotor.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen Rotor aufweist, der ein Blechpaket aus stanzpaketierten Einzelblechen aufweist.
Aus der CN 1 07465 284 A ist als nächstliegender Stand der Technik ein Blechpaket bekannt.
Aus der JP 2011-172 441 A ist ein Blechpaket eines Elektromotors bekannt.
Aus der US 2016/ 0 248 286 A1 ist eine Rotoranordnung bekannt.
Aus der DE 10 2014 225260 A1 ist ein kühlungsoptimiertes Blechpaket für einen permanentmagnetischen Rotor einer elektrischen Maschine bekannt.
Aus der DE 10 2017 221 149 A1 ist ein Rotor einer elektrischen Maschine bekannt.
Aus der US 2010 / 0 141 074 A1 ist ein Synchronmotor bekannt.
Aus der JP 2011- 205 753 A ist ein Rotor eines Elektromotors bekannt.
Aus der US 2017 / 0 317 544 A1 ist ein Rotor für einen Motor bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei der Elektromotor robust ausgeführt sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass der Elektromotor mit drehbar gelagertem Rotor ausgeführt ist, wobei der Rotor ein Blechpaket aus insbesondere stanzpaketierten Einzelblechen aufweist, wobei das Blechpaket aus in axialer Richtung aneinander gereihten Stapelpaketen und einem vierten Einzelblech zusammengesetzt ist, wobei jedes der Stapelpakete als Stapel aus einer ersten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten ersten Einzelblechen und einer sich daran in axialer Richtung anschließenden zweiten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten zweiten Einzelblechen gebildet ist und einer sich daran anschließenden dritten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten dritten Einzelblechen gebildet ist und einem sich daran anschließenden vierten Einzelblech gebildet ist, wobei jedes erste Einzelblech eine Ausnehmung aufweist und zumindest einen in die Ausnehmung hervorragenden und/oder hineinragenden Laschenbereich, wobei der jeweilige Laschenbereich in axialer Richtung, insbesondere zum vierten Einzelblech hingerichtet, ausgelenkt ist und einen jeweiligen Dauermagneten berührt, insbesondere mit seinem Kopfbereich.
Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor robust ausgeführt ist. Denn ein Herausrutschen der Dauermagnete ist durch die Laschenbereiche verhindert. Zwar ist ein Einschieben der Dauermagnete in die Ausnehmung in axialer Richtung in einfacher Weise ermöglicht, jedoch ist ein Herausrutschen in zur Einschieberichtung entgegengesetzte Richtung mittels der spitzwinkelig anliegenden Laschenbereiche verhindert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Anzahl eine natürliche Zahl ist, insbesondere welche Eins, Zwei oder mehr. Von Vorteil ist dabei, dass die ersten Einzelbleche die Ausnehmung aufweisen und somit ein Einschieben der Dauermagnete in die Ausnehmungen ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedes Einzelblech als Stanz-Biegeteil gefertigt, insbesondere wobei die Ausnehmungen durch Ausstanzen hergestellt sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Herstellung kostengünstig und einfach ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Laschenbereich durch den durch die Ausnehmung eingeschobenen Magneten beim Einschieben des Magneten mitgenommen und ausgelenkt. Von Vorteil ist dabei, dass die Laschenbereiche beim Einschieben in axiale Richtung umgebogen werden, so dass die Laschenbereiche elastisch vorgespannt auf die Dauermagnete drücken. Insbesondere ist die dabei erzeugte Normalkraft für eine Haftreibung ursächlich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der den Dauermagneten berührende Kopfbereich des Laschenbereichs verbreitert ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Mindestblechstärke eingehalten ist und zusätzlich eine hohe Andruckskraft übertragbar ist, wobei allerdings nein nur geringer Druck erzeugt wird, da die Andruckskraft sich über die gesamte Breite der Andruckfläche am Dauermagneten verteilt, insbesondere also aufgespreizt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Fußbereich des Laschenbereichs eine in Umfangsrichtung gemessene, mit zunehmendem Radialabstand zur Drehachse des Rotors streng monoton zunehmende Breite auf, insbesondere wobei der Fußbereich vom Kopfbereich beabstandet ist und/oder einen geringeren Radialabstand zur Drehachse des Rotors aufweist als der Kopfbereich. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst homogene Kraftverteilung innerhalb des Laschenbereichs erreichbar ist und somit eine möglichst belastbare und robuste Ausführung des Laschenbereichs erreicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt die Breite proportional zum Radialabstand zu. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst homogene Kraftverteilung innerhalb des Laschenbereichs erreichbar ist und somit eine möglichst belastbare und robuste Ausführung des Laschenbereichs erreicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das jeweilige zweite Einzelblech eine zur Ausnehmung des ersten Einzelblechs entsprechend geformte Ausnehmung auf und weist einen in die Ausnehmung des zweiten Einzelblechs mündenden Freiraum auf, in welchen der Laschenbereich des ersten Einzelblechs zumindest teilweise hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass der Freiraum in radialer Richtung in die Ausnehmung mündet und die Ausnehmung sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckt. Somit ragt der in axialer Richtung umgebogenen Laschenbereich des ersten Einzelblechs in den Freiraum des axial neben dem ersten Einzelblech angeordneten, parallel ausgerichteten, zweiten Einzelblechs zumindest teilweise hinein. Ohne den Freiraumwäre ein Mitnehmen und Umbiegen des Laschenbereichs verhindert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Ausnehmung zumindest derart geformt, dass sie eine Querschnittsfläche des Dauermagneten umfasst, insbesondere wobei die Querschnittsfläche das Schnittgebildet des Dauermagneten mit einer Ebene ist, deren Normalenrichtung parallel zur axialen Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse des Rotors, ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der jeweilige Dauermagnet durch die jeweilige Ausnehmung hindurchführbar ist. Somit ist ein Einschieben der Dauermagnete in das Blechpaket ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das dritte Einzelblech eine Ausnehmung auf, welche der Ausnehmung des zweiten Einzelblechs gleicht, insbesondere und den Freiraum nicht aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass diejenigen Bereiche, welche in axialer Richtung von jedem ersten Einzelblech weiter entfernt sind als der Laschenbereich in axialer Richtung sich erstreckt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das vierte Einzelblech eine Ausnehmung auf, welche einen geringeren Flächeninhalt aufweist als die Ausnehmung des dritten Einzelblechs und/oder welche zur Ausnehmung des ersten, zweiten und/oder dritten Einzelblechs in Flucht ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die magnetischen Wirkungen des vierten Einzelblechs denen der anderen Einzelbleche gleichen, aber die Dauermagnete axial durch das vierte Einzelblech begrenzt werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt der Laschenbereich an der radial inneren Seite der Ausnehmung des ersten Einzelblechs in die Ausnehmung des ersten Einzelblechs hinein oder hervor. Von Vorteil ist dabei, dass beim Einschieben des jeweiligen Dauermagneten der Laschenbereich umgebogen wird und somit die Dauermagnete fixiert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede der Ausnehmungen im Wesentlichen rechteckförmig ausgeformt, wobei die Ausnehmung an ihrer radial äußersten Seite eine Abschrägung aufweist, insbesondere eine derartige Abschrägung, dass die Ausnehmung an ihrer radial äußersten Seite eine nach radial außen gerichtete Spitze aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass die magnetische Feldführung optimiert ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jedes der Einzelbleche jeweils eine axial gerichtete Erhebung auf, insbesondere zur Zentrierung der Einzelbleche zueinander. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Stanzpaketierung bewirkbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Erhebung in bezogen auf ihren Schwerpunkt Tangentialrichtung weiter ausgedehnt als in radialer Richtung, insbesondere in durch den Schwerpunkt durchgehender radialen Richtung, insbesondere wobei die jeweilige Erhebung stabförmig und/oder strichförmig ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders genaue Ausrichtung der Einzelbleche zueinander erreichbar ist, insbesondere bei einfach ausführbarer Herstellung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Einzelbleche zur Bildung der Stapelpakete und des Blechpakets stanzpaketiert. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erstes Einzelblech 1 eines erfindungsgemäßen Elektromotors in Draufsicht dargestellt, wobei Laschenbereiche 4 des ersten Einzelblechs 1 zum Halten von Magneten vorgesehen sind.
In der Figur 2 ist einer der Laschenbereiche 4 vergrößert dargestellt.
In der Figur 3 ist ein zweites Einzelblech 31 des erfindungsgemäßen Elektromotors in Draufsicht dargestellt, wobei Freiräume 30 zur Verfügung gestellt sind, in welche die Laschenbereiche 4 hineinragen können.
In der Figur 4 ist ein drittes Einzelblech 41 des erfindungsgemäßen Elektromotors in Draufsicht dargestellt, das Ausnehmungen zur Aufnahme der Magneten aufweist.
In der Figur 5 ist ein viertes Einzelblech 31 des erfindungsgemäßen Elektromotors in Draufsicht dargestellt, wobei Ausnehmungen 50 derart schmal sind, dass die Magnete nicht durch die Ausnehmungen 50 hindurchragen können.
Wie in den Figuren 1 bis 5 dargestellt, weist ein erfindungsgemäßer Elektromotor einen drehbar gelagerten Rotor auf, welcher ein Blechpaket aus vorzugsweise stanzpaketierten Einzelblechen (1, 3, 4, 5) aufweist. Im Blechpaket sind Dauermagnete aufgenommen.
Somit ist ein Synchronmotor-Verhalten des Elektromotors bewirkbar.
Der Blechstapel weist in axialer Richtung hintereinander erste Einzelbleche 1 auf, welche Ausnehmungen 3 aufweisen, die vorzugsweise als ausgestanzte Bereiche ausgeführt sind und in welche Laschenbereiche 4 hineinragen.
Die Ausnehmungen sind derart geformt, dass quaderförmige Magnete durch die Ausnehmungen 3 in Normalenrichtung des im Wesentlichen ebenen Einzelblechs 1 hindurchführbar sind, wobei allerdings die Laschenbereiche 4 in die Ausnehmungen derart hineinragen, dass die Magnete beim Durchschieben durch die Ausnehmungen 3 die Laschenbereiche 4 elastisch auslenken. Da auf diese Weise der jeweilige Kopfbereich 21 des jeweiligen Laschenbereichs 4 an die Magnete mit einem spitzen Winkel angedrückt ist, sind die Magnete nach dem Einschieben an einer Rückwärtsbewegung durch sehr hohe Haftreibung gehindert.
Beim Einschieben der Magnete gräbt sich der Kopfbereich 21 des jeweiligen Laschenbereichs 4 in den jeweiligen Magneten im Mikrobereich ein, so dass Kratzspuren am Magnetmaterial entstehen.
Eine erste Anzahl von zueinander gleichartig ausgeführten, ersten Einzelbleche 1 werden in Stapelrichtung, also in axialer Richtung, hintereinander gestapelt. In Einschieberichtung wird daran eine zweite Anzahl von zweiten Einzelblechen 31 gestapelt und daran wiederum eine dritte Anzahl von dritten Einzelblechen angeschlossen.
Der so gebildete Stapel aus den ersten Einzelblechen 1 , den zweiten Einzelblechen 31 und den dritten Einzelblechen 41 wird im Folgenden auch als Stapelmodul bezeichnet.
Das Blechpaket des Rotors ist aus zwei oder mehr solcher Stapelmodule gebildet, indem diese hintereinander gestapelt angeordnet werden.
Am Ende wird das Blechpaket durch das vierte Einzelblech 51 abgeschlossen, dessen Ausnehmungen 50 zwar in zur axialen Richtung parallelen Blickrichtung von den Ausnehmungen 3 umfasst sind, aber derart schmal sind, dass die Magnete nicht hindurchführbar sind und somit axial durch das vierte Einzelblech 51 begrenzt werden.
Anders ausgedrückt, ist die senkrechte Projektion einer jeweiligen Ausnehmung 50 in die das erste Einzelblech 1 aufnehmende Ebene von der Ausnehmung 3 umfasst, insbesondere also echt enthalten.
Die Einzelbleche (1 , 31 , 41, 51) weisen außerdem eine in axialer Richtung hervorragende, insbesondere durch inelastisches Biegen erzeugte Erhebung 2 auf, mittels derer die Einzelbleche (1 , 31 , 41 , 51) zueinander positionierbar sind. Mehrere solcher Erhebungen sind am jeweiligen Einzelblech (1 , 31 , 41 , 51) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, insbesondere auf demselben Radialabstands zur Drehachse des Rotors ausgebildet. Vorzugsweise sind jeweils zwei Magnete miteinander fluchtend, insbesondere also in einer geraden Linie hintereinander, angeordnet. Dazu senkrecht sind jeweils zwei weitere Magnete ebenfalls miteinander fluchtend hintereinander angeordnet.
Der Laschenbereich 4 weist jeweils einen Fußbereich 20 auf, in welchem die in bezogen auf die axiale Richtung Umfangsrichtung gemessene Breite des Laschenbereichs 4 mit zunehmendem Radialabstand von der Drehachse des Rotors abnimmt, insbesondere proportional zum Radialabstand.
Die axiale Richtung ist dabei parallel zur Richtung der Drehachse des Rotors.
Durch die sich nach radial außen verjüngende in Umfangsrichtung gemessene Breite des Laschenbereichs 4 ist eine gleichmäßige Kraftverteilung im Laschenbereich 4 erreicht und somit ein Versagen des Laschenbereichs 4 verhindert.
Der Kopfbereich 21 eines jeweiligen Laschenbereichs 4 ist in Umfangsrichtung verbreitert ausgeführt.
Am zweiten Einzelblech 31 sind die Ausnehmungen 3 um Freiräume 30 vergrößert, welche dazu geeignet sind, die Laschenbereiche 4 eines jeweils benachbarten ersten Einzelblechs 1 aufzunehmen. Hierzu ist die in Umfangsrichtung gemessene Breite des jeweiligen Freiraums 30 größer als die In Umfangsrichtung gemessene Breite des Kopfbereichs 21 oder sogar des Fußbereichs 20.
Die Anzahl der direkt aufeinander gestapelten zweiten Einzelbleche 31 ist derart gewählt, dass die aneinander liegenden Freiräume zusammen in axialer Richtung sich länger erstrecken als ein jeweiliger Laschenbereich 4 im ursprünglichen Zustand nach Herstellung des ersten Einzelblechs 1, also im unverbogenen Zustand und/oder also vor dem Einschieben der Magnete in das Blechpaket.
An die zweiten Einzelbleche 31 schließen sich auf der vom ersten Einzelblech 1 abgewandten
Seite die dritten Einzelbleche 41 an, welche zwar auch die Ausnehmungen 3 aufweisen, so dass die Magnete einschiebbar sind, jedoch sind weder die Freiräume 30 noch die Laschenbereiche 4 ausgebildet am zweiten Einzelblech 31.
Das vierte Einzelblech 51 verhindert ein axiales Durchrutschen der Magnete, da es zwar auch Ausnehmungen 50 aufweist, die aber kleiner sind als die Magnete und somit die Magnete axial begrenzen. Die Wirkung der Ausnehmungen 50 auf den Magnetfeldverlauf ist allerdings ebenso wichtig, wie bei den anderen Einzelblechen (1 , 31, 41).
Die Laschenbereiche 4 verhindern in entgegengesetzter Richtung ein Herausrutschen der Magnete. Somit sind die Magnete im Blechpaket in einfacher Weise fixiert.
Die Einzelbleche (1 , 31 , 41 , 51) sind in erster Näherung quasizweidimensional und/oder eben. Allerdings ragt der Laschenbereich 4 in Normalenrichtung der das jeweilige Einzelblech (1 , 31 , 41 , 51) aufnehmenden Ebene hervor, insbesondere also in axialer Richtung. Die Ausnehmungen können also auch als quasizweidimensional angesehen werden.
Vorzugsweise sind jede der Erhebungen 2 auf demselben Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle, also des Rotors, angeordnet und in Tangentialrichtung ausgerichtet sowie stabförmig oder strichförmig ausgeführt. Insbesondere weist also die jeweilige Erhebung 2 ihre längste Ausdehnung in Tangentialrichtung, insbesondere also bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle tangential gerichtet am Schwerpunkt der Erhebung 2, auf. Insbesondere die Ausdehnung der Erhebung 2 in durch den Schwerpunkt durchgehend, in radialer Richtung gemessen, ist die kleinste aller in der Blechebene gemessenen Ausdehnungen. Vorzugsweise sind am Umfang vier solcher Erhebungen 2 angeordnet, die In Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet sind, insbesondere sodass also die Schwerpunkte der Erhebungen 2 90° voneinander beabstandet sind. Durch die so geformten und angeordneten sowie ausgerichteten Erhebungen 2 ist eine einfach herstellbare besonders präzise Ausrichtung der Einzelbleche 1 im Blechpaket bewirkt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird am Blechpaket zusätzlich ein Kurzschlusskäfig angeordnet, der zwei axial voneinander beabstandete Kurzschlussringe aufweist, die mittels in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Kurzschlussstäben verbunden sind. Die Kurzschlussringe sind koaxial zur Drehachse des Rotors angeordnet und axial beidseitig am Blechpaket ausgebildet. Bezugszeichenliste
1 Einzelblech 2 Erhebung
3 Ausnehmung
4 Lasche
5 Verzahnung, insbesondere Rändelung
20 Fußbereich der Lasche 4 21 Kopf bereich der Lasche 4
30 Freiraum
31 Einzelblech
41 Einzelblech
50 Ausnehmung 51 Einzelblech

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor mit drehbar gelagertem Rotor, wobei der Rotor ein Blechpaket aus insbesondere stanzpaketierten Einzelblechen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket aus in axialer Richtung aneinander gereihten Stapelpaketen und einem vierten Einzelblech (51) zusammengesetzt ist, wobei jedes der Stapelpakete als Stapel aus einer ersten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten ersten Einzelblechen und einer sich daran in axialer Richtung anschließenden zweiten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten zweiten Einzelblechen gebildet ist und einer sich daran anschließenden dritten Anzahl von in axialer Richtung hintereinander gestapelten dritten Einzelblechen gebildet ist und einem sich daran anschließenden vierten Einzelblech gebildet ist, wobei jedes erste Einzelblech eine Ausnehmung aufweist und zumindest einen in die Ausnehmung hervorragenden und/oder hineinragenden Laschenbereich, wobei der jeweilige Laschenbereich in axialer Richtung, insbesondere zum vierten Einzelblech hingerichtet, ausgelenkt ist und einen jeweiligen Dauermagneten berührt, insbesondere mit seinem Kopfbereich.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl eine natürliche Zahl ist, insbesondere welche Eins, Zwei oder mehr ist.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einzelblech als Stanz-Biegeteil gefertigt ist, insbesondere wobei die Ausnehmungen durch Ausstanzen hergestellt sind.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laschenbereich durch den durch die Ausnehmung eingeschobenen Magneten beim Einschieben des Magneten mitgenommen und ausgelenkt ist.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Dauermagneten berührende Kopfbereich des Laschenbereichs verbreitert ausgeführt ist.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fußbereich des Laschenbereichs eine in Umfangsrichtung gemessene, mit zunehmendem Radialabstand zur Drehachse des Rotors streng monoton zunehmende Breite aufweist, insbesondere wobei der Fußbereich vom Kopfbereich beabstandet ist und/oder einen geringeren Radialabstand zur Drehachse des Rotors aufweist als der Kopfbereich.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite proportional zum Radialabstand zunimmt.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zweite Einzelblech eine zur Ausnehmung des ersten Einzelblechs entsprechend geformte Ausnehmung aufweist und einen in die Ausnehmung des zweiten Einzelblechs mündenden Freiraum aufweist, in welchen der Laschenbereich des ersten Einzelblechs zumindest teilweise hineinragt.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Ausnehmung zumindest derart geformt ist, dass sie eine Querschnittsfläche des Dauermagneten umfasst, insbesondere wobei die Querschnittsfläche das Schnittgebildet des Dauermagneten mit einer Ebene ist, deren Normalenrichtung parallel zur axialen Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse des Rotors, ausgerichtet ist.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Einzelblech eine Ausnehmung aufweist, welche der Ausnehmung des zweiten Einzelblechs gleicht, insbesondere und den Freiraum nicht aufweist.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Einzelblech eine Ausnehmung aufweist, welche einen geringeren Flächeninhalt aufweist als die Ausnehmung des dritten Einzelblechs und/oder welche zur Ausnehmung des ersten, zweiten und/oder dritten Einzelblechs in Flucht ausgerichtet ist.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laschenbereich an der radial inneren Seite der Ausnehmung des ersten Einzelblechs in die Ausnehmung des ersten Einzelblechs hineinragt oder hervorragt.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Ausnehmungen im Wesentlichen rechteckförmig ausgeformt ist, wobei die Ausnehmung an ihrer radial äußersten Seite eine Abschrägung aufweist, insbesondere eine derartige Abschrägung, dass die Ausnehmung an ihrer radial äußersten Seite eine nach radial außen gerichtete Spitze aufweist.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Einzelbleche (1, 31 , 41, 51) jeweils eine axial gerichtete Erhebung aufweist, insbesondere zur Zentrierung der Einzelbleche (1 , 31 , 41 , 51) zueinander, insbesondere wobei die jeweilige Erhebung in bezogen auf ihren Schwerpunkt Tangentialrichtung weiter ausgedehnt ist als in radialer Richtung, insbesondere in durch den Schwerpunkt durchgehender radialen Richtung, insbesondere wobei die jeweilige Erhebung stabförmig und/oder strichförmig ausgebildet ist.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbleche (1 , 31 , 41 , 51) zur Bildung der Stapelpakete und des Blechpakets stanzpaketiert sind.
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