DE102019220509A1

DE102019220509A1 - Disk pack of a rotor for an electrical machine

Info

Publication number: DE102019220509A1
Application number: DE102019220509.7A
Authority: DE
Inventors: Philipp Moser; Ekine Aristizabal Tolosa; Christian Link; Wolfgang Reeb; Dariusz Suarez-Seminario; Norbert Roesch; Jochen Weidlich; Nora Bolz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Ein Lamellenpaket eines Rotors für eine elektrische Maschine weist mehrere aufeinanderliegende Lamellen und mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Taschen in den Lamellen zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagneten auf. Eine Endlamelle, die sich an einer axialen Stirnseite des Lamellenpakets befindet, überdeckt die Taschen ganz oder teilweise.A lamella pack of a rotor for an electrical machine has a plurality of lamellae lying one on top of the other and a plurality of pockets in the lamellae, which are arranged distributed over the circumference, for receiving a permanent magnet in each case. An end lamella, which is located on an axial end face of the lamella set, completely or partially covers the pockets.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lamellenpaket eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor, mit mehreren aufeinanderliegenden Lamellen und mit Taschen in den Lamellen zur Aufnahme von Permanentmagneten.The invention relates to a disk pack of a rotor for an electrical machine, in particular for an electric motor, with several disks lying one on top of the other and with pockets in the disks for receiving permanent magnets.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 10 2007 029 719 A1 wird ein Lamellenpaket eines Rotors für eine elektrische Maschine beschrieben. Das Lamellenpaket besteht aus einer Vielzahl axial aufeinandergestapelter Lamellen, in die Taschen zur Aufnahme von Permanentmagneten eingebracht sind. Zur Befestigung der Permanentmagnete ragt in einen Teil der Taschen eine federnde Rastnase hinein, die einteilig mit den Lamellen ausgebildet ist und beim Einsetzen der Permanentmagnete in die Taschen an der Magnetseitenwand liegen und mit Federkraft die Magnete in ihrer gewünschten Position halten. Die von den Rastnasen ausgeübte Federkraft muss groß genug sein, um auch bei hohen Drehzahlen des Rotors und den im Betrieb auftretenden Stößen und Erschütterungen die Permanentmagnete axial in ihrer Sollposition in den Taschen zu sichern.In the DE 10 2007 029 719 A1 describes a disk pack of a rotor for an electrical machine. The lamella pack consists of a large number of axially stacked lamellae in which pockets are made to accommodate permanent magnets. To attach the permanent magnets, a resilient latch protrudes into some of the pockets, which is formed in one piece with the lamellae and when the permanent magnets are inserted into the pockets, they lie on the magnet side wall and hold the magnets in their desired position with spring force. The spring force exerted by the locking lugs must be large enough to secure the permanent magnets axially in their desired position in the pockets even at high speeds of the rotor and the impacts and vibrations that occur during operation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Lamellenpaket kann für Rotoren verwendet werden, die Bestandteil einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Elektromotors sind. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich vorzugsweise um einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung.The disk pack according to the invention can be used for rotors that are part of an electrical machine, in particular an electric motor. The electrical machine is preferably a brushless direct current motor with electronic commutation.

Das Lamellenpaket des Rotors umfasst mehrere, axial aufeinanderliegende Lamellen, in die jeweils mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Taschen zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagneten eingebracht sind. Die Lamellen sind vorteilhafterweise aus Blech gefertigt und können im Stanzverfahren hergestellt werden.The lamella pack of the rotor comprises several lamellae lying axially one on top of the other, in each of which several pockets, arranged distributed over the circumference, are introduced, each for receiving a permanent magnet. The lamellae are advantageously made from sheet metal and can be produced using a stamping process.

An den beiden axialen Stirnseiten des Lamellenpakets befindet sich jeweils eine Endlamelle, wobei zumindest eine der beiden Endlamellen in der Weise ausgebildet ist, dass eine oder mehrere Taschen der unmittelbar angrenzenden Lamelle ganz oder teilweise von der Endlamelle überdeckt sind. Die Lamellen des Lamellenpakets, einschließlich der Endlamellen, sind fest miteinander verbunden. Die Taschen zur Aufnahme der Permanentmagnete sind in den Lamellen fluchtend ausgerichtet, so dass die Permanentmagnete über mehrere Lamellen, insbesondere über sämtliche Lamellen mit Ausnahme der einen Endlamelle in die Taschen axial eingesteckt werden können. Die Endlamelle überdeckt eine oder mehrere Taschen ganz oder teilweise, so dass der in einer Tasche aufgenommene Permanentmagnet von der Endlamelle in Achsrichtung abgestützt ist. Der Permanentmagnet in der Tasche wird somit formschlüssig von der Endlamelle in der Tasche gesichert. Eine weitere axiale Sicherungsmaßnahme für den Permanentmagneten ist in Richtung auf die Endlamelle nicht zwingend erforderlich, kann aber gegebenenfalls zusätzlich vorgesehen sein.An end lamella is located on each of the two axial end faces of the lamellae, at least one of the two end lamellae being designed in such a way that one or more pockets of the immediately adjacent lamella are completely or partially covered by the end lamella. The lamellas of the lamella pack, including the end lamellas, are firmly connected to one another. The pockets for receiving the permanent magnets are aligned in the lamellae so that the permanent magnets can be inserted axially into the pockets over several lamellae, in particular over all the lamellae with the exception of the one end lamella. The end lamella completely or partially covers one or more pockets, so that the permanent magnet accommodated in a pocket is supported by the end lamella in the axial direction. The permanent magnet in the pocket is thus positively secured by the end lamella in the pocket. A further axial securing measure for the permanent magnet is not absolutely necessary in the direction of the end lamella, but can also be provided if necessary.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist die Endlamelle ebenfalls Taschen auf - im Folgenden Endtaschen genannt -, die mit den Taschen der angrenzenden Lamelle fluchtet. Die Querschnittsfläche der Endtaschen ist jedoch im Vergleich zu den Taschen der angrenzenden Lamelle reduziert. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Endlamelle in Drehrichtung die gleiche Orientierung wie die übrigen Lamellen aufweisen kann, so dass eine durchgehende axiale Öffnung über die Taschen und die Endtasche der Endlamelle gegeben ist. Aufgrund der reduzierten Querschnittsfläche der Endtaschen ist dennoch eine formschlüssige Abstützung der Permanentmagnete an der Endlamelle in Axialrichtung gegeben.According to an advantageous embodiment, the end lamella also has pockets - referred to below as end pockets - which are aligned with the pockets of the adjacent lamella. However, the cross-sectional area of the end pockets is reduced compared to the pockets of the adjacent lamella. This embodiment has the advantage that the end lamella can have the same orientation in the direction of rotation as the other lamellae, so that there is a continuous axial opening over the pockets and the end pocket of the end lamella. Due to the reduced cross-sectional area of the end pockets, a form-fitting support of the permanent magnets on the end lamella is given in the axial direction.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung der Endtaschen mit reduzierter Querschnittsfläche liegt darin, dass der Magnetfluss der Permanentmagnete durch die Endlamelle nicht negativ beeinflusst wird. Ein Kurzschließen des dreidimensionalen Magnetflusses des Permanentmagneten in der Endlamelle wird vermieden, so dass auch kein Verlust an Motorleistung zu befürchten ist. Der Polübergang des Magneten von Nord- zu Südpol wird durch die Endlamelle und die reduzierte Querschnittsfläche der Endtaschen nur in einer geringen Weise vom Material der Endlamelle überdeckt, so dass an der Endtasche in Richtung des Polüberganges ein Spalt bleibt, der kein magnetisch leitfähiges Material aufweist.Another advantage of this embodiment of the end pockets with a reduced cross-sectional area is that the magnetic flux of the permanent magnets is not negatively influenced by the end lamella. A short-circuiting of the three-dimensional magnetic flux of the permanent magnet in the end lamella is avoided, so that no loss of engine power is to be feared. The pole transition of the magnet from north to south pole is only slightly covered by the material of the end lamella due to the end lamella and the reduced cross-sectional area of the end pockets, so that a gap remains at the end pocket in the direction of the pole transition which does not have any magnetically conductive material.

Aufgrund der reduzierten Querschnittsfläche im Bereich der Endtaschen ragt Material der Endlamelle in die freie Querschnittsfläche der Tasche der angrenzenden Lamelle hinein, wodurch die formschlüssige Abstützung des Permanentmagneten in Achsrichtung gegeben ist. Im Bereich der Endtaschen ist die Endlamelle offen ausgebildet, so dass an dieser Stelle der Magnetfluss der Permanentmagnete nicht behindert wird.Due to the reduced cross-sectional area in the area of the end pockets, the material of the end lamella protrudes into the free cross-sectional area of the pocket of the adjacent lamella, whereby the positive support of the permanent magnet in the axial direction is given. In the area of the end pockets, the end lamella is designed to be open so that the magnetic flux of the permanent magnets is not hindered at this point.

Die reduzierte Querschnittsfläche der Endtaschen wird, gemäß einer vorteilhaften Ausführung, dadurch erreicht, dass an der radial außen liegenden Seite mindestens ein die Querschnittsfläche der Endtasche reduzierender Vorsprung an der Endlamelle angeordnet ist. Der Vorsprung reduziert die Querschnittsfläche im Vergleich zu der Querschnittsfläche der angrenzenden Tasche; dementsprechend ist die gesamte, freie Querschnittsfläche der Endtasche um die Fläche des Vorsprungs gegenüber der freien Querschnittsfläche der angrenzenden Tasche reduziert.According to an advantageous embodiment, the reduced cross-sectional area of the end pockets is achieved in that at least one projection reducing the cross-sectional area of the end pocket is arranged on the end lamella on the radially outer side. The protrusion reduces the cross-sectional area compared to the cross-sectional area of the adjacent pocket; accordingly, the total free cross-sectional area of the end pocket is around the area of the projection opposite the free Reduced cross-sectional area of the adjacent pocket.

Es kann zweckmäßig sein, an der Endlamelle insgesamt zwei die Querschnittsfläche der Endtasche reduzierende Vorsprünge vorzusehen. Diese sind insbesondere in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Dementsprechend reduziert sich die freie Querschnittsfläche der Endtasche vorzugsweise an der radial außenliegenden Seite um die zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Vorsprünge. Vorteilhafterweise ist darüber hinaus die Endtasche in ihrer freien Querschnittsfläche nicht weiter gegenüber der freien Querschnittsfläche der angrenzenden Tasche reduziert, so dass der Vorsprung oder die beiden Vorsprünge die einzigen, die freie Querschnittsfläche reduzierenden Maßnahmen im Bereich der Endtasche der Endlamelle sind.It can be expedient to provide a total of two projections reducing the cross-sectional area of the end pocket on the end lamella. These are in particular arranged offset from one another in the circumferential direction. Accordingly, the free cross-sectional area of the end pocket is reduced, preferably on the radially outer side, by the two projections arranged offset in the circumferential direction. Advantageously, the free cross-sectional area of the end pocket is not further reduced compared to the free cross-sectional area of the adjacent pocket, so that the projection or the two projections are the only measures in the area of the end pocket of the end lamella that reduce the free cross-sectional area.

In weiterer vorteilhafter Ausführung ist es auch möglich, dass an den Endtaschen in der Endlamelle an der sich in Radialrichtung erstreckenden Seitenkante mindestens ein die Querschnittsfläche der Endtasche reduzierender Vorsprung angeordnet ist. Es sind sowohl Ausführungen möglich, in denen nur an einer in Radialrichtung erstreckenden Seitenkante ein die Querschnittsfläche der Endtasche reduzierender Vorsprung vorhanden ist als auch Ausführungen mit jeweils einem Vorsprung an beiden sich in Radialrichtung erstreckenden Seitenkanten der Endtasche.In a further advantageous embodiment, it is also possible for at least one projection which reduces the cross-sectional area of the end pocket to be arranged on the end pockets in the end lamella on the side edge extending in the radial direction. Both designs are possible in which a projection reducing the cross-sectional area of the end pocket is only present on one side edge extending in the radial direction, and designs with one projection each on both side edges of the end pocket extending in the radial direction.

Allgemein ist es vorteilhaft, dass der oder die Vorsprünge sich an derjenigen Seite oder Seitenkante der Endtasche befinden, die einem Nord- oder Südpol des aufzunehmenden Permanentmagneten zugewandt ist. Je nach Ausrichtung des Permanentmagneten kann dies die radial außenliegende und/oder radial innenliegende Seite oder, bei einer um 90° gedrehten Magnetausrichtung, eine oder beide sich in Radialrichtung erstreckende Seitenkanten sein. Diese Positionierung der Vorsprünge hat den Vorteil, dass ein magnetischer Kurzschluss über die Vorsprünge vermieden wird.In general, it is advantageous that the projection or projections are located on that side or side edge of the end pocket which faces a north or south pole of the permanent magnet to be accommodated. Depending on the orientation of the permanent magnet, this can be the radially outer and / or radially inner side or, in the case of a magnet orientation rotated by 90 °, one or both side edges extending in the radial direction. This positioning of the projections has the advantage that a magnetic short circuit via the projections is avoided.

Vorteilhafterweise überdecken der oder die Vorsprünge die freie Fläche der Endtasche - die Grundfläche ohne Vorsprünge - um bis zu 75%.The projection or projections advantageously cover the free area of the end pocket - the base area without projections - by up to 75%.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung weisen der oder die Vorsprünge eine radiale Erstreckung auf, die maximal 50 % der gesamten radialen Erstreckung der Endtasche beträgt. In Umfangsrichtung können der oder die Vorsprünge jeweils eine Erstreckung von maximal 25 % gegenüber der gesamten erstreckenden Umfangsrichtung der Endtasche aufweisen.According to a further advantageous embodiment, the projection or projections have a radial extension which is a maximum of 50% of the total radial extension of the end pocket. In the circumferential direction, the protrusion or protrusions can each have an extension of a maximum of 25% in relation to the entire extending circumferential direction of the end pocket.

Die Vorsprünge in der Endlamelle können in einfacher Weise hergestellt werden, indem lediglich die üblicherweise aus Blech bestehende Endlamelle mit einem geringfügig modifizierten Werkzeug im Vergleich zu den übrigen Lamellen ausgestanzt wird.The projections in the end lamella can be produced in a simple manner in that only the end lamella, which is usually made of sheet metal, is punched out with a slightly modified tool compared to the other lamellae.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung reicht es aus, nur an einer axialen Stirnseite des Lamellenpakets eine Endlamelle anzuordnen, die mit Endtaschen versehen ist, welche in der vorbeschriebenen Weise ausgebildet sind. An der gegenüberliegenden axialen Stirnseite befindet sich eine Endlamelle ohne reduzierte Querschnittsfläche im Bereich der Endtaschen; an dieser Stirnseite erfolgt die axiale Abstützung der Permanentmagnete über ein Zusatzelement, welches vorteilhafterweise nicht Bestandteil des Lamellenpaketes ist, sondern Bestandteil des Rotors, zu dem das Lamellenpaket gehört. Bei dem abstützenden Zusatzelement handelt es sich beispielsweise um ein Federelement, das sich einerseits an einem oder mehreren Permanentmagneten und anderseits an einem weiteren Bauteil des Rotors abstützt, insbesondere an einem drehenden Abschnitt eines Kugellagers zur rotierenden Aufnahme der Welle des Rotors.According to yet another advantageous embodiment, it is sufficient to arrange an end lamella only on one axial end face of the lamella set, which end lamella is provided with end pockets which are designed in the manner described above. On the opposite axial end face there is an end lamella without a reduced cross-sectional area in the area of the end pockets; on this end face, the permanent magnets are axially supported via an additional element, which is advantageously not part of the disk pack, but part of the rotor to which the disk pack belongs. The supporting additional element is, for example, a spring element which is supported on the one hand on one or more permanent magnets and on the other hand on a further component of the rotor, in particular on a rotating section of a ball bearing for rotating support of the shaft of the rotor.

In einer alternativen Ausführung ist dagegen vorgesehen, dass an beiden, axial gegenüberliegenden Stirnseiten des Lamellenpakets jeweils eine Endlamelle angeordnet ist, die fester Bestandteil des Lamellenpaketes ist und jeweils mit der angrenzenden Lamelle verbunden ist. Die beiden axial gegenüberliegenden Endlamellen sind insbesondere spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet, so dass die Taschen der jeweils angrenzenden Lamellen von den Endlamellen ganz oder teilweise überdeckt sind. Hierbei ist es zweckmäßig, dass beide Endlamellen Endtaschen aufweisen, deren Querschnittsfläche gegenüber den Taschen der angrenzenden Lamellen reduziert ist.In an alternative embodiment, however, it is provided that an end lamella is arranged on each of the two axially opposite end faces of the lamella set, which is an integral part of the lamella set and is connected to the adjacent lamella in each case. The two axially opposite end lamellae are designed, in particular, to be mirror-symmetrical to one another, so that the pockets of the respectively adjacent lamellae are completely or partially covered by the end lamellae. It is useful here that both end lamellae have end pockets whose cross-sectional area is reduced compared to the pockets of the adjacent lamellae.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind an einer oder an mehreren Lamellen des Lamellenpakets Federzungen angeordnet, die in eine oder mehrere Taschen seitlich hineinragen. Über die Federzungen, die insbesondere einteilig mit den Lamellen ausgebildet sind, wird eine zusätzliche Klemmkraft auf die Permanentmagnete ausgeübt, welche wirksam wird, sobald die Permanentmagnete in die dafür vorgesehenen Taschen eingeschoben werden. Die Federzungen üben somit eine zusätzliche axiale Klemmkraft auf die Permanentmagnete aus. Über die Federzungen kann zudem ein Spiel kompensiert werden, mit dem die Permanentmagnete in den Taschen aufgenommen sind.According to a further advantageous embodiment, spring tongues which protrude laterally into one or more pockets are arranged on one or more lamellae of the lamella set. An additional clamping force is exerted on the permanent magnets via the spring tongues, which are in particular formed in one piece with the lamellae, which becomes effective as soon as the permanent magnets are inserted into the pockets provided for this purpose. The spring tongues thus exert an additional axial clamping force on the permanent magnets. The spring tongues can also be used to compensate for any play with which the permanent magnets are held in the pockets.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für eine elektrische Maschine, der mit einem vorbeschriebenen Lamellenpaket ausgestattet ist. Der Rotor umfasst außerdem eine Welle, auf dem das Lamellenpaket sitzt.Another aspect of the invention relates to a rotor for an electrical machine which is equipped with a disk pack as described above. The rotor also includes a shaft on which the disk pack sits.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor mit einem vorbeschriebenen Rotor und einem Stator.Another aspect of the invention relates to an electric machine, in particular an electric motor with a rotor and a stator as described above.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 in perspektivischer Ansicht ein Lamellenpaket eines Rotors für eine elektrische Maschine, mit einer Vielzahl axial aufeinanderliegender Lamellen, in die Taschen zur Aufnahme von Permanentmagneten eingebracht sind,
2 eine Draufsicht auf eine an der Stirnseite angeordnete Endlamelle des Lamellenpakets,
3 in vergrößerter Ansicht ein Ausschnitt der Endlamelle.

Further advantages and useful designs can be found in the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 a perspective view of a disk pack of a rotor for an electrical machine, with a large number of axially superposed disks, in which pockets for receiving permanent magnets are introduced,
2 a top view of an end lamella of the lamella set arranged on the end face,
3 an enlarged view of a section of the end lamella.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein Lamellenpaket 1 eines Rotors für eine elektrische Maschine dargestellt, insbesondere für einen permanenterregten Synchronmotor. Das Lamellenpaket 1 umfasst eine Vielzahl axial aufeinandergestapelter einzelner Lamellen 2, die jeweils als Blechlamelle ausgeführt und aus Blech ausgestanzt sind. Die Längsachse des Lamellenpakets 1 bildet zugleich die Drehachse des Rotors. An einer axialen Stirnseite befindet sich eine weitere Lamelle 3, die die Endlamelle bildet und das Lamellenpaket 1 axial abschließt.In 1 is a lamella pack 1 a rotor for an electrical machine, in particular for a permanent magnet synchronous motor. The lamella pack 1 comprises a multiplicity of individual lamellae stacked axially on top of one another 2 , which are each designed as a sheet metal lamella and punched out of sheet metal. The longitudinal axis of the lamella pack 1 at the same time forms the axis of rotation of the rotor. Another lamella is located on an axial end face 3 which forms the end lamella and the lamellae pack 1 axially closes.

In die Lamellen 2 sind Taschen 4 eingebracht zur Aufnahme von Permanentmagneten. Sämtliche Lamellen 2 weisen den gleichen Aufbau auf und liegen in der Weise übereinander, dass die Taschen 4 in den Lamellen 2 fluchten, so dass in Achsrichtung in den Taschen 4 eine durchgehende Ausnehmung zur Aufnahme der Permanentmagnete gebildet ist. Die Permanentmagnete erstrecken sich über die gesamte axiale Länge oder zumindest im Wesentlichen über die axiale Länge des Lamellenpakets 1. Die Taschen 4 weisen eine radiale Ausrichtung auf, dementsprechend ist die radiale Erstreckung der Taschen 4 größer als die Erstreckung in Umfangsrichtung. Die Querschnittsform der Taschen 4 ist annähernd rechteckförmig. Die Taschen 4 erstrecken sich radial von einem innenliegenden Ring 5 ausgehend, der die Welle des Rotors aufnimmt, in Richtung zum Außenrand der Lamellen 2 bzw. der Endlamelle 3, wobei die Taschen 4 mit einem geringen radialen Abstand zum Außenrand enden. Über den Umfang verteilt sind im Ausführungsbeispiel insgesamt zehn Taschen 4 in die Lamellen eingebracht.In the slats 2 are bags 4th introduced to accommodate permanent magnets. All slats 2 have the same structure and are superimposed in such a way that the pockets 4th in the slats 2 align so that in the axial direction in the pockets 4th a continuous recess for receiving the permanent magnets is formed. The permanent magnets extend over the entire axial length or at least essentially over the axial length of the disk pack 1 . The bags 4th have a radial alignment, the radial extension of the pockets is accordingly 4th greater than the extent in the circumferential direction. The cross-sectional shape of the pockets 4th is approximately rectangular. The bags 4th extend radially from an inner ring 5 starting, which receives the shaft of the rotor, towards the outer edge of the lamellas 2 or the end lamella 3 , with the pockets 4th end with a small radial distance to the outer edge. In the exemplary embodiment, a total of ten pockets are distributed over the circumference 4th introduced into the slats.

In einer alternativen Ausführung weisen die Taschen 4 eine Ausrichtung in Umfangsrichtung auf, so dass die radiale Erstreckung kleiner ist als die Erstreckung in Umfangsrichtung.In an alternative embodiment, the pockets 4th an alignment in the circumferential direction, so that the radial extent is smaller than the extent in the circumferential direction.

Wie 2 in Verbindung mit 3 zu entnehmen ist, weisen die Endtaschen 4a, welche in die Endlamelle 3 eingebracht sind, eine abweichende Querschnittsfläche und eine abweichende Querschnittsform im Vergleich zu den Taschen 4 der Lamellen 2 auf. In 3 ist Querschnittsform und -fläche der Endtasche 4a in der Endlamelle 3 mit durchgezogenem Strich gezeigt, im Vergleich hierzu ist die Querschnittsform und die -fläche der Tasche 4 der angrenzenden Lamelle mit gestrichelter Linie eingetragen. Die Endtasche 4a weist gegenüber der Tasche 4 eine reduzierte Querschnittsfläche auf. Die Reduzierung in der Querschnittsfläche kommt durch zwei Vorsprünge 6 zustande, welche einteilig mit der Endlamelle 3 ausgebildet sind und sich benachbart zur radial außenliegenden Seite der Endtasche 4a befinden. Die beiden Vorsprünge 6 erstrecken sich in Radialrichtung und befinden sich insbesondere am radial außenliegenden Ende der Endtasche 4a. Die zwei Vorsprünge 6 sind zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Die radiale Erstreckung der Vorsprünge 6 beträgt maximal 20 % der radialen Erstreckung der Endtasche 4a. In Umfangsrichtung weisen die Vorsprünge 6 eine Erstreckung auf, die jeweils maximal 20 % der Erstreckung der Endtasche 4 in Umfangsrichtung beträgt. Dadurch bleibt bezüglich der Umfangsrichtung an der Endtasche 4a ein Spalt, der einen magnetischen Kurzschluss in Umfangsrichtung verhindert. Die beiden Vorsprünge 6 sind die einzigen Maßnahmen zur Reduzierung der Querschnittsfläche der Endtasche 4a im Vergleich zur angrenzenden Tasche 4.How 2 combined with 3 can be seen, point the end pockets 4a , which in the end lamella 3 are introduced, a different cross-sectional area and a different cross-sectional shape compared to the pockets 4th of the slats 2 on. In 3 is the cross-sectional shape and area of the end pocket 4a in the end lamella 3 Shown with a solid line, in comparison to this is the cross-sectional shape and area of the pocket 4th of the adjacent lamella with a dashed line. The end pocket 4a points towards the bag 4th a reduced cross-sectional area. The reduction in cross-sectional area comes from two projections 6th comes about, which is integral with the end lamella 3 are formed and adjacent to the radially outer side of the end pocket 4a are located. The two protrusions 6th extend in the radial direction and are located in particular at the radially outer end of the end pocket 4a . The two ledges 6th are arranged offset to one another in the circumferential direction. The radial extension of the projections 6th is a maximum of 20% of the radial extent of the end pocket 4a . The projections point in the circumferential direction 6th an extension that is a maximum of 20% of the extension of the end pocket 4th in the circumferential direction. This remains on the end pocket with respect to the circumferential direction 4a a gap that prevents a magnetic short circuit in the circumferential direction. The two protrusions 6th are the only measures to reduce the cross-sectional area of the end pocket 4a compared to the adjacent pocket 4th .

Die Vorsprünge 6 erlauben eine Abstützung der in die Taschen 4 eingebrachten Permanentmagnete 7 in Achsrichtung. Die Permanentmagnete 7 stützen sich axial an den Vorsprüngen 6 der Endtasche 4a ab und werden von den Vorsprüngen 6 an einem axialen Hinausrutschen aus dem Lamellenpaket gehindert. An der axial gegenüberliegenden Stirnseite befindet sich vorteilhafterweise ein Federelement, das sich an den Permanentmagneten 7 abstützt und hierdurch die Permanentmagnete 7 auch an der gegenüberliegenden axialen Stirnseite im Lamellenpaket 1 axial sichert.The protrusions 6th allow support in the pockets 4th introduced permanent magnets 7th in axial direction. The permanent magnets 7th are supported axially on the projections 6th the end pocket 4a off and be off the protrusions 6th prevented from slipping axially out of the disk pack. On the axially opposite end face there is advantageously a spring element which is located on the permanent magnet 7th supported and thereby the permanent magnets 7th also on the opposite axial face in the disk pack 1 axially secures.

Wie 3 zu entnehmen ist, weisen die Permanentmagnete 7 eine Magnetisierung in Umfangsrichtung mit Nordpol N und Südpol S auf. Da die Vorsprünge 6 in der Endlamelle 3 verhältnismäßig klein ausgebildet sind, wird der Magnetfluss der Permanentmagnete 7 durch die Vorsprünge 6 nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinträchtigt.How 3 it can be seen that the permanent magnets 7th a magnetization in the circumferential direction with north pole N and south pole S. As the ledges 6th in the end lamella 3 are made relatively small, the magnetic flux of the permanent magnets 7th through the protrusions 6th not or at least not significantly impaired.

Die Vorsprünge 6 befinden sich an den sich in Radialrichtung erstreckenden Seitenkanten der Endtasche 4a und sind dadurch dem Nordpol N und dem Südpol S zugewandt. Durch diese Positionierung der Vorsprünge 6 wird ein magnetischer Kurzschluss über die Vorsprünge 6 vermieden.The protrusions 6th are located on the side edges of the end pocket that extend in the radial direction 4a and are thereby the north pole N and facing the south pole S. By positioning the projections in this way 6th becomes a magnetic short circuit across the protrusions 6th avoided.

1 ist zu entnehmen, dass in die Taschen 4 Federzungen 8 hineinragen, welche einteilig mit den Lamellen 2 ausgebildet sind. Sobald ein Permanentmagnet 7 in die Taschen 8 axial eingeschoben wird, gelangen die Federzungen 8 in Kontakt mit den Seitenwänden der Permanentmagnete 7 und üben eine Klemmkraft auf die Permanentmagnete 7 aus, die diese in ihrer axialen Position in den Taschen 4 sichert. Die Klemmkraft sichert die axiale Position der Permanentmagnete in den Taschen zusätzlich zur abstützenden Gegenkraft an der Endlamelle 3. Außerdem kann die seitlich auf die Permanentmagnete 7 von den Federzungen 8 ausgeübte Kraft ein eventuelles Spiel kompensieren, mit dem die Permanentmagnete 7 in den Taschen 4 aufgenommen sind. 1 it can be seen that in the pockets 4th Spring tongues 8th protrude, which are integral with the slats 2 are trained. Once a permanent magnet 7th in the pockets 8th is inserted axially, the spring tongues reach 8th in contact with the side walls of the permanent magnets 7th and exert a clamping force on the permanent magnets 7th from which these are in their axial position in the pockets 4th secures. The clamping force secures the axial position of the permanent magnets in the pockets in addition to the supporting counterforce on the end lamella 3 . In addition, the side of the permanent magnets 7th from the spring tongues 8th exerted force compensate for any play with which the permanent magnets 7th in the pockets 4th are included.

Bei der Montage werden die Permanentmagnete 7 axial in die Taschen 4 des angelieferten Lamellenpakets 1 eingeschoben. Die Permanentmagnete 7 stützen sich hierbei an einer axialen Stirnseite an der Endlamelle 3 ab. Mit dem Einschieben der Permanentmagnete 7 in die Taschen 4 gelangen die Federzungen 8 in Kontakt mit den Permanentmagneten und sichern diese axial vor einem versehentlichen Herausrutschen über die der Endlamelle 3 gegenüberliegende Stirnseite des Lamellenpakets 1. Mit dem Einbau des Lamellenpaketes 1 einschließlich der in den Taschen 4 aufgenommenen Permanentmagnete 7 in den Rotor der elektrischen Maschine werden die Permanentmagnete 7 auf der der Endlamelle 3 gegenüberliegenden axialen Stirnseite von einem Federelement abgestützt. Hierdurch werden die Permanentmagnete 7 axial gegen die Vorsprünge 6 an der Endlamelle 3 gedrückt und dauerhaft gegen ein Herausrutschen gesichert.The permanent magnets are used during assembly 7th axially into the pockets 4th of the delivered lamella pack 1 inserted. The permanent magnets 7th are supported here on an axial face on the end lamella 3 from. With the insertion of the permanent magnets 7th in the pockets 4th get the spring tongues 8th in contact with the permanent magnets and secure them axially from accidentally slipping out over the end lamella 3 opposite face of the lamella pack 1 . With the installation of the lamella pack 1 including those in the pockets 4th recorded permanent magnets 7th The permanent magnets are in the rotor of the electrical machine 7th on that of the end lamella 3 opposite axial end face supported by a spring element. This will make the permanent magnets 7th axially against the projections 6th at the end lamella 3 pressed and permanently secured against slipping out.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102007029719 A1 [0002]DE 102007029719 A1 [0002]

Claims

Lamellenpaket eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor, mit mehreren aufeinanderliegenden Lamellen (2) und mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Taschen (4) in den Lamellen (2) zur Aufnahme jeweils eines Permanentmagneten (7), dadurch gekennzeichnet, dass eine Endlamelle (3), die sich an einer axialen Stirnseite des Lamellenpakets (1) befindet, eine oder mehrere Taschen (4), die in die angrenzende Lamelle (2) eingebracht sind, ganz oder teilweise überdeckt.Lamella pack of a rotor for an electrical machine, in particular for an electric motor, with several lamellae (2) lying one on top of the other and several pockets (4) distributed over the circumference in the lamellae (2) for receiving a permanent magnet (7), characterized in that an end lamella (3) located on an axial end face of the lamella set (1), wholly or partially covers one or more pockets (4) which are made in the adjacent lamella (2).

Lamellenpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlamelle (4a) mit den Taschen (4) der angrenzenden Lamelle (2) fluchtende Endtaschen (4a) aufweist, deren Querschnittsfläche im Vergleich zu den Taschen (4) der angrenzenden Lamelle (2) reduziert ist.Lamella pack after Claim 1 , characterized in that the end lamella (4a) has end pockets (4a) aligned with the pockets (4) of the adjoining lamella (2), the cross-sectional area of which is reduced compared to the pockets (4) of the adjoining lamella (2).

Lamellenpaket nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Endtaschen (4a) in der Endlamelle (3) - insbesondere an der radial außenliegenden Seite - mindestens ein die Querschnittsfläche der Endtasche (4a) reduzierender Vorsprung (6) angeordnet ist.Lamella pack after Claim 2 , characterized in that at the end pockets (4a) in the end lamella (3) - in particular on the radially outer side - at least one projection (6) reducing the cross-sectional area of the end pocket (4a) is arranged.

Lamellenpaket nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Endtaschen (4a) in der Endlamelle (3) an der sich in Radialrichtung erstreckenden Seitenkante mindestens ein die Querschnittsfläche der Endtasche (4a) reduzierender Vorsprung (6) angeordnet ist - wobei insbesondere die Taschen (4) speichenartig angeordnet und im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind.Lamella pack after Claim 2 or 3 , characterized in that at least one projection (6) reducing the cross-sectional area of the end pocket (4a) is arranged on the end pockets (4a) in the end lamella (3) on the side edge extending in the radial direction - the pockets (4) in particular being arranged like spokes and are essentially cuboid.

Lamellenpaket nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Umfangsrichtung beabstandete - insbesondere sich in Tangentialrichtung gegenüberliegende - Vorsprünge (6) an der Endlamelle (3) angeordnet sind, die die Querschnittsfläche der Endtasche (4a) reduzieren.Lamella pack after Claim 3 or 4th , characterized in that two circumferentially spaced apart projections (6), in particular opposite one another in the tangential direction, are arranged on the end lamella (3), which reduce the cross-sectional area of the end pocket (4a).

Lamellenpaket nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsrichtung des Querschnitts der geschlossenen Taschen (4) in Umfangsrichtung erstreckt, wobei die Magnetisierungsrichtung der aufzunehmenden Permanentmagnete (7) sich in Radialrichtung erstreckt - und vorzugsweise die Taschen (4) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind.Lamella pack after Claim 2 , characterized in that the longitudinal direction of the cross section of the closed pockets (4) extends in the circumferential direction, the magnetization direction of the permanent magnets (7) to be accommodated extending in the radial direction - and preferably the pockets (4) are essentially cuboid.

Lamellenpaket nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Vorsprünge (6) die freie Fläche der Endtasche (4a) bis zu 75% überdecken, wobei an der Endtasche (4a) eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, die sich über die gesamte Erstreckung des aufzunehmenden Permanentmagneten (7) quer zu dessen Magnetisierungsrichtung erstreckt.Lamella pack according to one of the Claims 3 to 6th , characterized in that the protrusion or protrusions (6) cover the free area of the end pocket (4a) up to 75%, with a through opening being formed on the end pocket (4a) which extends over the entire extent of the permanent magnet (7) to be received extends transversely to its direction of magnetization.

Lamellenpaket nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Vorsprünge (6) sich an derjenigen Seite oder Seitenkante der Endtasche (4a) befinden, die einem Nord- oder Südpol des aufzunehmenden Permanentmagneten (7) zugewandt ist.Lamella pack according to one of the Claims 3 to 7th , characterized in that the projection or projections (6) are located on that side or side edge of the end pocket (4a) which faces a north or south pole of the permanent magnet (7) to be accommodated.

Lamellenpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nur an einer axialen Stirnseite des Lamellenpakets (1) eine Endlamelle (3) angeordnet ist, die eine oder mehrere Taschen (4), die in die angrenzende Lamelle (2) eingebracht sind, ganz oder teilweise überdeckt.Lamella pack according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that an end lamella (3) is arranged only on one axial end face of the lamella set (1), which completely or partially covers one or more pockets (4) which are made in the adjacent lamella (2).

Lamellenpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden axialen Stirnseiten des Lamellenpakets (1) jeweils eine Endlamelle (3) angeordnet ist, die eine oder mehrere Taschen (4), die in die angrenzende Lamelle (2) eingebracht sind, ganz oder teilweise überdeckt.Lamella pack according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that an end lamella (3) is arranged on each of the two axial end faces of the lamella set (1), which completely or partially covers one or more pockets (4) which are made in the adjacent lamella (2).

Lamellenpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder an mehreren Lamellen (2) Federzungen (8) angeordnet sind, die in der radialen Ebene in eine oder mehrere Taschen (4) seitlich hineinragen, um den aufzunehmenden Permanentmagneten (7) zu fixieren.Lamella pack after one of the Claims 1 to 10 , characterized in that spring tongues (8) are arranged on one or more lamellae (2), which protrude laterally into one or more pockets (4) in the radial plane in order to fix the permanent magnet (7) to be received.

Rotor mit einem Lamellenpaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit Permanentmagneten (7) in den Taschen (4) im Lamellenpaket (1).Rotor with a disk pack (1) according to one of the Claims 1 to 11 and with permanent magnets (7) in the pockets (4) in the disk pack (1).

Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor, mit einem Rotor nach Anspruch 12.Electric machine, in particular electric motor, with a rotor after Claim 12 .