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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor, insbesondere einen Speichenrotor, für eine elektrische Maschine, mit einem Grundkörper, der konzentrisch um eine Rotorachse angeordnet ist, die sich in eine axiale Richtung erstreckt, mit einem Dauermagneten, der in einer Aussparung des Grundkörpers angeordnet ist, und mit einem Klemmmittel, das den Dauermagneten in der Aussparung fixiert. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Motor mit einem erfindungsgemäßen Rotor sowie eine Handwerkzeugmaschine mit einem solchen Motor.
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Um einen Dauermagneten in eine Aussparung eines Rotors oder Stators, insbesondere einer Synchronmaschine, zu befestigen, wird dieser herkömmlich in die Aussparung eingepresst und mittels zumindest einer Klemmnase verklemmt. Die Klemmnase ist an der der Drehachse zugewandten Seite des Dauermagneten am Grundkörper des Rotors vorgesehen und fixiert den Dauermagneten nicht nur radial, sondern hält ihn auch axial. Bei dieser Technik ist der Dauermagnet hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt und seine Oberfläche und/oder Beschichtung wird häufig, insbesondere beim Einpressen in die Aussparung und/oder unter Betriebsbedingungen des Rotors, verkratzt.
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Zudem dehnen sich sowohl das Rotorpaket als auch die Dauermagnete über den im Rotor oder Stator herrschenden Temperaturbereich, der häufig im Bereich von –40°–+160°C liegt, unterschiedlich aus. Da die Klemmnase einstückig mit dem Rotorblock beziehungsweise mit Lamellen des Rotorblocks gebildet ist, ermöglicht sie aufgrund des unterschiedlichen Temperaturverhaltens und bei verschiedenen Bauteiltoleranzen des Dauermagneten gegenüber den Lamellen beziehungsweise dem Rotorblock keinen ausreichenden Ausgleich des Temperaturverhaltens und/oder der Bauteiltoleranzen des Dauermagneten.
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Die deutsche Patentanmeldung mit der Anmeldenummer
DE 10 2010 039 334 offenbart demgegenüber einen Rotor oder Stator für eine elektrische Maschine, bei dem in die Aussparungen, in die die Dauermagnete gefügt sind, separate elastische Fixierungsmittel angeordnet sind. Die Fixierungsmittel weisen aufgrund ihrer Elastizität ein definiertes Federverhalten und/oder mechanisches Klemmverhalten auf, so dass es so dimensionierbar sind, dass sowohl die Bauteiltoleranzen des Dauermagneten als auch sein Temperaturverhalten über die Bandbreite der im Rotor oder Stator herrschenden Temperaturen mit ihm ausgleichbar sind. Die Fixierungsmittel sind an Axialfixierungsmitteln angeordnet, die jeweils quer zur Rotorachse an den Enden des Dauermagneten angeordnet sind. Da die Fixierungsmittel an den Axialfixierungsmitteln angeordnet sind, sind sie in einem Arbeitsschritt gemeinsam in die Aussparungen fügbar und bei einem Magnetbruch oder fehlendem Dauermagneten sicher im Rotor gehalten.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rotor oder Stator zu schaffen, mit einem in der Aussparung des Rotors oder Stators vorgesehenen Klemmmittel, mit dem die Bauteiltoleranzen des Dauermagneten und sein Temperaturverhalten sehr gut ausgleichbar sind, wobei das Klemmmittel sehr leicht montierbar sowie sehr kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Klemmmittel auch bei einem Magnetbruch sicher in der Aussparung des Rotors fixiert ist.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Rotor oder Stator für eine elektrische Maschine, mit einem Grundkörper, der konzentrisch um eine Rotorachse angeordnet ist, die sich in eine axiale Richtung erstreckt, mit einem Dauermagneten, der in einer Aussparung des Grundkörpers angeordnet ist, und mit einem Klemmmittel, das den Dauermagneten in der Aussparung fixiert, wobei der Grundkörper benachbarte Sektoren aufweist, zwischen denen der Dauermagnet angeordnet ist, und wobei das Klemmmittel einen Anschlag aufweist, mit dem es bei Magnetbruch oder fehlendem Dauermagneten an einem der benachbarten Sektoren des Grundkörpers anliegt.
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Der Anschlag bewirkt, dass das Klemmmittel bei fehlendem Dauermagneten oder bei Magnetbruch sicher in der Aussparung fixiert ist, so dass es nicht aus der Aussparung oder aus dem Rotor herausfallen kann. Dabei sind keine zusätzlichen Fixierungsmittel erforderlich, die ein Herausfallen des Klemmmittels bei Magnetbruch oder fehlendem Dauermagneten verhindern. Für den erfindungsgemäßen Rotor sind daher Klemmmittel verwendbar, die im eingebauten Zustand vollständig in der Aussparung aufgenommen sind.
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Da kein Axialfixierungsmittel vorgesehen ist, hat das erfindungsgemäße Klemmmittel im Vergleich zu einem an dem Axialfixierungsmittel angeordneten Fixierungsmittel den Vorteil, dass es unabhängig von den Aufbauverhältnissen an den beiden Rotorenden des Rotors ist. Die Anforderungen an die Bauteiltoleranzen sind dadurch erheblich reduziert. Zudem ist die Montage des Klemmmittels daher sehr einfach. Und das erfindungsgemäße Klemmmittel ist aufgrund seiner Beschaffenheit außerdem durch Standardprozesse herstellbar.
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Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf einen Rotor. Die Erfindung ist aber nicht auf einen Rotor beschränkt, sondern auch auf einen Stator anwendbar.
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Der erfindungsgemäße Rotor weist bevorzugt eine Vielzahl von Dauermagneten auf, die gleichmäßig in tangentialer Richtung verteilt im Rotor angeordnet sind, wobei für jeden Dauermagneten zumindest ein Klemmmittel vorgesehen ist. Die Klemmmittel werden bevorzugt nach dem Einfügen der Dauermagnete in ihre Aussparung eingefügt.
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Dies hat den Vorteil, dass die Dauermagnete jeweils vor der Montage des Klemmmittels kraftlos in die Aussparung einfügbar sind. Kraftlos im Sinne der Erfindung bedeutet, dass ein Dauermagnet nicht eingeklemmt oder eingepresst wird, sondern er wird so eingefügt, insbesondere eingeschoben oder eingelegt, dass er, insbesondere seine Oberfläche und/oder eine Beschichtung des Dauermagneten, dabei mechanisch nahezu nicht oder gar nicht beansprucht wird. Dadurch wird er beim Einfügen in seine Aussparung nicht beschädigt. Da der Dauermagnet vor der Montage des Klemmmittels in die Aussparung eingefügt wird, wird er erst durch das Anordnen des Klemmmittels in der Aussparung verspannt.
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Zudem ist das Klemmmittel für verschieden lange Rotoren verwendbar, wobei bei sehr langen Rotoren gegebenenfalls nicht nur ein Klemmmittel, sondern in axialer Richtung hintereinander zwei oder noch mehr Klemmmittel in die Aussparung gefügt werden.
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Das Klemmmittel erstreckt sich bevorzugt in axialer Richtung in die Aussparung hinein. Bevorzugt weist es einen Kontaktbereich auf, mit dem es am Dauermagneten anliegt. Der Kontaktbereich ist bevorzugt quer zur radialen Richtung des Rotors vorgesehen. Er ist bevorzugt flächig oder besonders bevorzugt linienförmig ausgebildet. Um den Dauermagneten nicht zu beschädigen, ist es ganz besonders bevorzugt, dass das Klemmmittel zumindest im Kontaktbereich an der dem Dauermagneten zugewandten Seite abgerundet und/oder in die Aussparung hinein gebogen ist. Besonders bevorzugt ist die Flächenpressung und/oder Klemmkraft des Klemmmittels im Kontaktbereich konstant.
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Vorzugsweise ist das Klemmmittel elastisch ausgebildet. Bevorzugt ist es gegen eine Rückstellkraft verformbar und weist somit ein definiertes Federverhalten und/oder mechanisches Klemmverhalten auf. Dadurch ist es so dimensionierbar, dass sowohl die Bauteiltoleranzen des Dauermagneten als auch sein Temperaturverhalten über die Bandbreite der im Rotor herrschenden Temperaturen durch das Klemmmittel ausgleichbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel elastisch und plastisch ausgebildet, so dass es nach einer plastischen Verformung, insbesondere beim Verspannen des Dauermagneten, immer noch eine ausreichende Elastizität aufweist, um die Bauteiltoleranzen und/oder das Temperaturverhalten des Dauermagneten auszugleichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel als Feder ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es als Stanzbiegeteil aus einem Metall, insbesondere aus Federstahl, gefertigt. Ganz besonders bevorzugt ist es aus einem sich flächig erstreckenden Material, insbesondere aus einem Bandmaterial, hergestellt. Ebenfalls bevorzugt ist es aus einem Gummi gefertigt, oder aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem Elastomer. Das Klemmmittel ist daher aus herkömmlichem Material mit herkömmlichen Verfahren kostengünstig herstellbar.
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Es ist bevorzugt, dass das Klemmmittel den Dauermagneten in radialer Richtung, also in einer von der Drehachse strahlenförmig ausgehenden Richtung, in der Aussparung fixiert. Dadurch ist der Dauermagnet an seiner dem Klemmmittel abgewandten Seite im Wesentlichen spielfrei in der Aussparung angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wirkt das Klemmmittel zusätzlich in axialer Richtung. Dabei ist die Elastizität des Klemmmittels so ausgelegt, dass der Dauermagnet in der Aussparung verklemmt wird. Bevorzugt ist er dadurch axial nicht mehr verschieblich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Grundkörper des Rotors einen Wellenbereich, der eine die Aussparung begrenzende Gegenstützfläche aufweist. Es ist bevorzugt, dass das Klemmmittel eine Stützfläche aufweist, mit der es sich an der Gegenstützfläche abstützt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zumindest einige der Sektoren über Längsstege mit dem Wellenbereich verbunden. Sofern nicht alle Sektoren über Längsstege mit dem Wellenbereich verbunden sind, ist es bevorzugt, zumindest einige der benachbarten Sektoren über Querstege miteinander zu verbinden, um eine ausreichende Stabilität und Formgebung des Rotors zu gewährleisten. Die Querstege sind vorzugsweise an der der Rotorachse abgewandten Seite des Grundkörpers vorgesehen und ebenfalls bevorzugt einstückig mit diesem gebildet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel bogenförmig oder wellenförmig ausgebildet. In diesen Ausführungsformen weist das Klemmmittel zwei offene Enden auf, die bevorzugt in die Aussparung hinein gebogen sind, so dass das Einführen des Klemmmittels in die Aussparung leicht ist.
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Es ist bevorzugt, dass das Klemmmittel im Kontaktbereich von der Gegenstützfläche des Wellenbereiches beabstandet ist. Zwischen dem Kontaktbereich und der Gegenstützfläche weist das Klemmmittel bevorzugt eine steigende oder eine fallende Flanke auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmmittel symmetrisch zu einer Symmetrieachse ausgebildet, die in und/oder quer zu einer Erstreckungsrichtung des Klemmmittels verläuft. Dies hat den Vorteil, dass das Klemmmittel aufgrund seiner Symmetrie während der Montage richtungsunabhängig und daher sehr einfach gehandhabt werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass das Klemmmittel eine Wellenlänge, eine Amplitudenhöhe und/oder eine Materialdicke aufweist. Die Wellenlänge, Amplitudenhöhe und/oder die Materialdicke des Klemmmittels legen seine Form und Eigenschaften fest, insbesondere seine Verformbarkeit, Festigkeit und/oder Verformungsrichtung. Diese Eigenschaften bestimmen seine Federsteifigkeit. Ein Klemmmittel geringer Materialdicke ist beispielsweise im Vergleich zu einem Klemmmittel größerer Materialdicke mit derselben Wellenlänge und Amplitude durch Eintrag einer geringeren Energie verformbar. Die Federsteifigkeit des Klemmmittels geringerer Materialdicke ist daher im Vergleich zur Federsteifigkeit des Klemmmittels größerer Materialdicke kleiner bei gleicher Amplitude und Wellenlänge. Durch Anpassung der Form und der Eigenschaften des Klemmmittels ist dieses so auslegbar, dass die im Rotor auftretenden Bauteiltoleranzen und Temperatureinflüsse über ihre gesamte Bandbreite abgedeckt sind und ein sehr guter Ausgleich möglich ist.
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Vorzugsweise ist der Anschlag entweder vor und/oder nach dem Kontaktbereich vorgesehen, oder er ist im Kontaktbereich vorgesehen. Dabei ist es bevorzugt, dass der Anschlag von der Gegenstützfläche des Wellenbereiches beabstandet ist. Besonders bevorzugt ist der Anschlag durch eine Verbreiterung des Klemmmittels gebildet. Dies ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
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Bei Magnetbruch oder fehlendem Dauermagneten liegt das Klemmmittel bevorzugt an seiner der Rotorachse abgewandten Seite an den benachbarten Sektoren an.
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Die Sektoren umfassen bevorzugt einen ersten, als Tasche ausgebildeten Bereich zur Aufnahme zumindest eines Dauermagneten, und einen zweiten Bereich zur Aufnahme des Klemmmittels für den Dauermagneten. An ihrer der Rotorachse zugewandten Seite weisen die Sektoren bevorzugt jeweils zwei Sammelbereiche auf, zu zum Sammeln des magnetischen Nutzflusses dienen. Dabei ist jeweils ein Sammelbereich eines Sektors gegenüber einem Sammelbereich des benachbarten Sektors angeordnet, so dass die Tasche für den Dauermagneten zwischen diesen Sammelbereichen angeordnet ist. Es ist bevorzugt, dass das Klemmmittel bei Magnetbruch oder fehlendem Dauermagneten an diesen beiden Sammelbereichen der benachbarten Sektoren anliegt, so dass es zwischen diesen und der Gegenstützfläche verklemmt ist.
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Der Rotor ist bevorzugt als Speichenrotor ausgebildet, so dass sich die Dauermagnete jeweils parallel einer fiktiven Ebene erstrecken, die durch eine sich in die axiale Richtung des Rotors erstreckende und durch eine sich in die radiale Richtung des Rotors erstreckende Linie aufgespannt ist. Er ist bevorzugt als Flachmagnet ausgebildet. Die Erfindung ist aber nicht auf Speichenrotoren beschränkt, sondern auch auf Rotoren mit einer abweichenden Anordnung der Dauermagnete anwendbar.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Rotor als Lamellenpaket aus einer Vielzahl von Lamellen gefertigt ist. Die Erfindung ist aber auch auf Rotoren anwendbar, die aus einem Vollkörper gebildet sind.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer elektrischen Maschine mit einem solchen Rotor. Eine elektrische Maschine ist beispielsweise ein Elektromotor, ein Starter, ein Generator oder ein Hilfsantrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine ein Elektromotor, insbesondere eine Synchronmaschine.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Handwerkzeugmaschine mit einem solchen Elektromotor. Eine solche Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise eine Bohrmaschine, eine Stichsäge oder ähnlich. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verstellantrieb mit einem solchen Elektromotor. Ein solcher Verstellantrieb ist beispielsweise ein Servoantrieb oder ein Heckklappen- oder Fensterverstellantrieb für ein Kraftfahrzeug.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines Klemmmittels für einen erfindungsgemäßen Rotor, und zwar in (a) in einer perspektivischen Ansicht, in (b) und (c) in einer Seitenansicht,
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Rotor mit dem Klemmmittel der 1, wobei in (a) und (b) keine Dauermagnete im Rotor angeordnet sind, und wobei in (c) und (d) Dauermagnete im Rotor angeordnet sind, und wobei (b) einen vergrößerten Ausschnitt von (a) zeigt, und wobei (d)–(f) jeweils einen vergrößerten Ausschnitt von (c) zeigen,
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Klemmmittels für einen erfindungsgemäßen Rotor, und zwar in (a) in einer perspektivischen Ansicht, und in (b) in einer Seitenansicht,
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4 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Rotor mit dem Klemmmittel der 3, wobei in (a) und (b) keine Dauermagnete im Rotor angeordnet sind, und wobei in (c) und (d) Dauermagnete im Rotor angeordnet sind, und wobei (b) einen vergrößerten Ausschnitt von (a) zeigt, und wobei (d) einen vergrößerten Ausschnitt von (c) zeigt, und
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5 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotor.
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1 zeigt in (a)–(c) eine erste Ausführungsform eines Klemmmittels 5 für einen erfindungsgemäßen Rotor 1 in einer perspektivischen Ansicht. Das dargestellte Klemmmittel 5 ist als Stanzbiegeteil aus einem Blech aus Federstahl gefertigt.
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Das Klemmmittel 5 erstreckt sich in eine Erstreckungsrichtung 20 und ist hier bogenförmig ausgebildet. Im Querschnitt (s. 1(b)) weist es daher in Erstreckungsrichtung 20 von einem offenen Ende 52 ausgehend eine steigende Flanke 521 bis zu einem Scheitelpunkt 522 auf, an die eine fallende Flanke 523 anschließt, die wiederum in einem offenen Ende 52 endet. Das Klemmmittel weist hier daher eine halbe Wellenlänge 54, eine Amplitudenhöhe 53 und eine Materialdicke 55 auf, die seine Form und Eigenschaften bestimmen. Zudem ist es elastisch ausgebildet und weist eine Federsteifigkeit und eine Rückstellkraft auf, so dass es wie eine Feder wirkt.
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Durch Veränderung seiner Form und Eigenschaften ist das Klemmmittel 5 so dimensionierbar, dass es einen Dauermagneten 4 (s. 2(c)) in radialer Richtung 22 eines Rotors 1, und bevorzugt zudem auch in axialer Richtung 21 des Rotors 1 fixiert, indem es ihn in einer Aussparung 6 (s. 2(c)) des Rotors 1 verklemmt.
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Quer zur Erstreckungsrichtung 20 weist das Klemmmittel 5 eine Grundbreite 561 auf, die so ausgelegt ist, dass es leicht in die Aussparung 6 einschiebbar ist.
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In der hier gezeigten Ausführungsform weist das Klemmmittel 5 im Bereich 5220 des Scheitelpunktes 522 beidseitig Verbreiterungen 512 auf, die Anschläge 51 bilden. Die Gesamtbreite 563 des Klemmmittels 5 im Bereich 5220 des Scheitelpunktes 522 ist daher um die Breite 562 beider Verbreiterungen 512 vergrößert.
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Die 2 zeigt in (a) und (b) das in die Aussparung 6 des Rotors 1 eingeschobene Klemmmittel 5, wobei in diesem Rotor 1 keine Dauermagnete 4 angeordnet sind. Der Rotor 1 erstreckt sich konzentrisch um eine Rotorachse 2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist hier idealer Weise die Erstreckungsrichtung 20 des Klemmmittels 5 gleich einer axialen Richtung 21 des Rotors 1 gezeigt.
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Der dargestellte Rotor 1 ist ein Speichenrotor, bei dem als Dauermagnete 4 Flachmagnete so angeordnet sind, dass sie sich speichenartig, dass heißt parallel einer fiktiven Ebene (nicht gezeigt) erstrecken, die durch eine in axiale Richtung 21 des Rotors 1 und eine in radiale Richtung 22 des Rotors 1 verlaufende Linie (nicht gezeigt) aufgespannt ist. Bei einem solchen Speichenrotor werden die Dauermagnete 4 in tangentialer Richtung 23 magnetisiert, so dass sich in tangentialer Richtung 23 des Rotors 1 immer ein magnetischer Nordpol N mit einem magnetischen Südpol S abwechselt. Im Folgenden werden die Begriffe Speichenrotor und Rotor 1 synonym verwendet.
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Der Rotor 1 weist einen Grundkörper 3 auf, der als Lamellenpaket aus einer Vielzahl von Lamellen (nicht gezeigt) gebildet ist. Er weist Sektoren 30 auf, wobei hier zwischen allen benachbarten Sektoren 30 ein Quersteg 33 vorgesehen ist, mit dem die Sektoren 30 miteinander verbunden sind. Die Erfindung umfasst aber auch Rotoren 1, bei denen nicht alle benachbarten Sektoren 30 einer Lamelle über einen Quersteg 33 miteinander verbunden sind.
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Der Grundkörper 3 weist zudem einen Wellenbereich 31 auf, der konzentrisch um die Rotorachse 2 erstreckt und zur Aufnahme einer Welle (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Die Sektoren 30 sind hier jeweils über Längsstege 32 mit dem Wellenbereich 31 verbunden. Zwischen den Sektoren 30 ist jeweils die Aussparung 6 zur Aufnahme je eines Dauermagneten 4 vorgesehen.
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Jede Aussparung 6 weist einen ersten Bereich 60 zur Aufnahme des Dauermagneten 4 auf, der taschenförmig ausgebildet ist und der hier an der achsabgewandten Seite 36 des Grundkörpers 3 vorgesehen ist, sowie einen zweiten Bereich 61, in dem das Klemmmittel 5 anordbar ist und der an der achszugewandten Seite 37 des Grundkörpers 3 vorgesehen ist.
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Die Klemmmittel 5 werden zum Fixieren der Dauermagnete 4 in axialer Richtung 21 in den zweiten Bereich 61 der Aussparung 6 eingeschoben, so dass ihre Erstreckungsrichtung 20 möglichst parallel der axialen Richtung 21 verläuft. An ihren offenen Enden 51, die zur Vermeidung von Kratzern in die Aussparung 6 hinein gebogen vorgesehen sind, weisen sie dann eine Stützfläche 57 (s. 1(b) auf, mit der sich das Klemmmittel 5 an einer Gegenstützfläche 35, die die Aussparung 6 an ihrer achszugewandten Seite 622 begrenzt, abstützt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stützfläche 57 und die Gegenstützfläche 35 eben ausgebildet. Prinzipiell ist aber auch eine gebogene Ausbildung dieser Flächen 57, 35, beispielsweise konzentrisch um die Rotorachse 2, denkbar. Aufgrund der bogenförmigen Ausbildung des Klemmmittels ist dieses im Bereich 5220 des Scheitelpunktes 522 um die Amplitudenhöhe 53 von der Gegenstützfläche 35 beabstandet.
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Die Sektoren 30 weisen Sammelbereiche 34 auf, die zum Sammeln des magnetischen Flusses vorgesehen sind. Die Sammelbereiche 34 sind etwa tortenförmig ausgebildet und weisen eine Kante 59 auf, die sich in die axiale Richtung 21 erstreckt. Das Klemmmittel 5 ist so ausgelegt, dass es bei nicht in der Aussparung 6 angeordnetem Dauermagneten 4 oder bei Magnetbruch mit seinen Anschlägen 51 an die Kanten 59 der Sammelbereiche 34 der benachbarten Sektoren 30 anschlägt, zwischen denen der Dauermagnet 4 anordbar ist.
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Die 2(c) und (d) zeigen den Rotor 1 mit in den Aussparungen 6 angeordneten Dauermagneten 4. Die Dauermagnete 4 dieser Ausführungsform des Rotors 1 ragen über die Kanten 59 der Sammelbereiche 34 der benachbarten Sektoren 30 hinaus, so dass sie in den zweiten Bereich 61 der Aussparung 6, in dem ihr Klemmmittel 5 angesiedelt ist, hinein ragen.
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Bei in die Aussparung 6 eingesetztem Dauermagneten 4 besteht daher ein Spalt 305 zwischen der Kante 59 der Sammelbereiche 34 der benachbarten Sektoren 30 und dem Klemmmittel 5. Dadurch liegt das Klemmmittel 5 in einem Kontaktbereich 58 an dem Dauermagneten 4 an und ist zwischen diesem und der Gegenstützfläche 35 verklemmt. Da die Erstreckungsrichtung 20 und die axiale Richtung 21 hier etwa parallel zueinander verlaufen, verläuft der Kontaktbereich 58 hier linienförmig quer zur Erstreckungsrichtung 20 und durch den Scheitelpunkt 522 (s. 1(a) und (b)). Um eine möglichst geringe Flächenpressung zwischen dem Dauermagneten 4 und dem Klemmmittel 5 zu erzielen, ist die Kontur des Klemmmittels 5 hier so gewählt, dass der Kontaktbereich 58 immer, d. h. auch bei in der Aussparung verschobenem oder verdrehtem Klemmmittel (s. 2(e) und (f)), maximal ist.
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Die durch die Verbreiterungen 512 gebildeten Anschläge 51 ragen in tangentialer Richtung 23 beidseitig über den Dauermagneten 4 hinaus. Sofern sich bei Magnetbruch das Dauermagnetmaterial teilweise in der Aussparung 6 verteilt, ist die Rückstellkraft des Klemmmittels 5 so dimensioniert, dass es gegen die Kanten 59 der Sammelbereiche 34, die in tangentialer Richtung 23 beidseitig der Dauermagnete 4 angeordnet sind, gedrückt wird. Das Klemmmittel 5 verklemmt sich daher nicht nur bei fehlendem Dauermagneten 4, sondern auch bei Magnetbruch, zwischen den Kanten 59 der Sammelbereiche 34 der benachbarten Sektoren 30 und der Gegenstützfläche 35.
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Die 2(e) und (f) zeigen jeweils einen Ausschnitt aus dem Rotor 1 der 2(c) und (d). Jedoch ist im Fall der 2(e) die Klemmmittel 5 in der Aussparung 6 verdreht, so dass seine Erstreckungsrichtung 20 in einem Winkel 24 zur axialen Richtung 21 verläuft. Im Fall der 2(f) ist das Klemmmittel 5 beziehungsweise eine in Erstreckungsrichtung verlaufende Mittellinie 65 des Klemmmittels 5 seitlich um einen Versatz 64 zu einer in axialer Richtung 21 verlaufenden Mittellinie 63 der Aussparung 6 versetzt.
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Dennoch ist der Dauermagnet 4 durch das Klemmmittel 5 sicher gehalten und auch das Verklemmen des Klemmmittels 5 bei Magnetbruch ist sichergestellt.
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Denn zum Einen ist eine Länge 54 (s. 1(b)) des Klemmmittels 5 so gewählt, dass ein oder beide offenen Enden 52 des Klemmmittels 5 bei winkeliger Anordnung der Erstreckungsrichtung 20 zur axialen Richtung 21 in einem Anschlagbereich 532 an einem oder an beiden die Aussparung 6 begrenzenden Längsstegen 32 anschlagen, wie 2(e) zeigt. Zum Anderen ist die Breite 562 der beiden Anschläge 51 so gewählt, dass einer der beiden Anschläge 51 in einem Anschlagbereich 532 am Längssteg 32 anschlägt, und der andere Anschlag 51 dennoch breit genug gewählt ist, dass das Klemmmittel 5 bei Magnetbruch gegen die Kante 59 des Sammelbereiches 34 gedrückt würde, wie 2(f) zeigt.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Klemmmittels 5 für einen erfindungsgemäßen Rotor 1.
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Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der 1 und 2 sind die Anschläge in diesem Ausführungsbeispiel aber nicht in Bereich 5220 des Scheitelpunktes 522 beziehungsweise im Kontaktbereich 58 angesiedelt, sondern jeweils davor und danach, also im Bereich der steigenden und der fallenden Flanke 521, 523.
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Dieses Klemmmittel 5 eignet sich daher, wie die 4 zeigt, für einen Rotor 1 mit Dauermagneten 4, die vollständig im ersten taschenförmigen Bereich 60 der Aussparung 6 angeordnet sind und nicht in den zweiten Bereich 61 hinein ragen.
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Bei dieser Ausführungsform ragt daher das Klemmmittel 5 im Kontaktbereich 58 in den ersten Bereich 60 der Aussparung 6 hinein. Dies hat den Vorteil, dass ein Verdrehen des Klemmmittels 5, der zu einem Winkel 24 zwischen der Erstreckungsrichtung 20 des Klemmmittels 5 und der axialen Richtung 21 des Rotors 1 führt, kaum mehr möglich ist. Und auch ein seitlicher Versatz 64 zwischen der in axialer Richtung 21 verlaufenden Mittellinie 63 der Aussparung 6 und der in Erstreckungsrichtung 20 verlaufenden Mittellinie 65 des Klemmmittels 5 ist dadurch kaum mehr möglich.
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Die 5 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch den Rotor 1 der Ausführungsform der 4. Die Dauermagnete 4 sind hier jeweils durch zwei Klemmmittel 5, die in axialer Richtung 21 hintereinander angeordnet sind, in der Aussparung 6 fixiert.
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Die gezeigte Befestigung des Dauermagneten 4 in einem Rotor 1 ist in analoger Weise auch in einem Stator (nicht gezeigt) möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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