DE102020102457A1 - Electric machine with rotor magnets fixed by clamps; and methods of assembling a rotor - Google Patents

Electric machine with rotor magnets fixed by clamps; and methods of assembling a rotor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) mit einem Stator (2) und einem mit mehreren Magneten (3) ausgestatteten, relativ zu dem Stator (2) verdrehbar gelagerten Rotor (4), wobei jeder Magnet (3) in einer in radialer Richtung des Rotors (4) verlaufenden Ausnehmung (5) aufgenommen ist, wobei der jeweilige Magnet (3) mittels eines Federelementes (6) in der Ausnehmung (5) auf Position gehalten ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors (4).The invention relates to an electrical machine (1) with a stator (2) and a rotor (4) equipped with several magnets (3) and rotatably mounted relative to the stator (2), each magnet (3) in a radial direction of the rotor (4) extending recess (5) is received, wherein the respective magnet (3) is held in position by means of a spring element (6) in the recess (5). The invention also relates to a method for producing a rotor (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, bevorzugt eine permanenterregte Synchronmaschine, weiter bevorzugt zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit einem Stator und einem mit mehreren Magneten ausgestatteten, relativ zu dem Stator verdrehbar gelagerten Rotor, wobei jeder Magnet in einer in radialer Richtung des Rotors verlaufenden Ausnehmung aufgenommen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Rotors einer elektrischen Maschine.The invention relates to an electrical machine, preferably a permanent magnet synchronous machine, more preferably for use in a motor vehicle, with a stator and a rotor equipped with several magnets and rotatably mounted relative to the stator, each magnet in a recess extending in the radial direction of the rotor is recorded. The invention also relates to a method for producing a corresponding rotor of an electrical machine.

Elektrische Maschinen, die als permanenterregte Synchronmaschinen ausgebildet sind, sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Zum Beispiel offenbart die DE 10 2014 212 871 A1 eine dynamoelektrische permanenterregte Maschine.Electrical machines that are designed as permanent magnet synchronous machines are already well known from the prior art. For example, the DE 10 2014 212 871 A1 a dynamo-electric permanent magnet machine.

Als Nachteil dieser aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Maschinen ist die relativ aufwändige Fixierung der Magnete im Rotor zu nennen. Denn meist wird diese Fixierung mittels eines Klebens umgesetzt. Der entsprechende Klebeschritt bedeutet einen zusätzlichen Prozessschritt. Des Weiteren birgt das Handling des Klebers zusätzliche Gefahren, wobei der Kleber die Funktionen der elektrischen Maschine nachteilig beeinträchtigen kann.A disadvantage of these electrical machines known from the prior art is the relatively complex fixing of the magnets in the rotor. Because mostly this fixation is implemented by means of gluing. The corresponding gluing step means an additional process step. Furthermore, the handling of the adhesive harbors additional dangers, and the adhesive can adversely affect the functions of the electrical machine.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine in möglichst wenigen Prozessschritten montierbare, elektrische Maschine zur Verfügung zu stellen, deren Leistungsfähigkeit durch die Montagevorgänge nicht oder möglichst wenig vermindert wird.It is therefore the object of the present invention to eliminate the disadvantages known from the prior art and, in particular, to provide an electrical machine that can be assembled in as few process steps as possible, the performance of which is not or as little as possible reduced by the assembly processes.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der jeweilige Magnet mittels eines Federelementes in der Ausnehmung auf Position gehalten / vorgespannt ist.This is achieved according to the invention in that the respective magnet is held / pretensioned in position in the recess by means of a spring element.

Mittels einer derartigen Klemmung der Magnete in der Ausnehmung wird ein separater Klebeschritt vermieden. Der Montagevorgang wird dadurch wesentlich vereinfacht und eine Gefahr, dass die Leistungsfähigkeit durch diesen Vorgang negativ beeinflusst wird, deutlich reduziert.Such a clamping of the magnets in the recess avoids a separate gluing step. This significantly simplifies the assembly process and significantly reduces the risk of the performance being negatively influenced by this process.

Weitergehende Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further explanations are claimed with the subclaims and explained in more detail below.

Demnach ist es zusätzlich von Vorteil, wenn das Federelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es eine in Umfangsrichtung wirkende Klemmkraft / Abstützkraft auf den Magneten ausübt. Somit ist das Federelement möglichst kompakt ausbildbar.Accordingly, it is additionally advantageous if the spring element is designed and arranged in such a way that it exerts a clamping force / support force acting in the circumferential direction on the magnet. Thus, the spring element can be made as compact as possible.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Ausnehmung eine radial innerhalb des Federelementes gelegene Einführöffnung umfasst, die hinsichtlich ihrer Breite (d. h. Erstreckung in Umfangsrichtung) größer als eine Breite (Erstreckung in Umfangsrichtung) des Magneten ist. Dadurch wird die Montage des Magneten weiter vereinfacht, da dieser mit entsprechendem Spiel einfach axial in die Ausnehmung einschiebbar ist.Furthermore, it is advantageous if the recess comprises an insertion opening which is located radially inside the spring element and which is greater in terms of its width (i.e. extent in the circumferential direction) than a width (extent in the circumferential direction) of the magnet. This further simplifies the assembly of the magnet, since it can simply be pushed axially into the recess with appropriate play.

Ist das Federelement als ein stoffeinteiliger Abschnitt des Rotors ausgebildet, ist das Federelement direkt mit der Herstellung des Rotors ausformbar. Dadurch wird der Herstellvorgang zusätzlich vereinfacht.If the spring element is designed as a single-part section of the rotor, the spring element can be shaped directly when the rotor is manufactured. This also simplifies the manufacturing process.

Alternativ hierzu ist es jedoch prinzipiell auch möglich, das Federelement als ein von der Ausnehmung / dem Rotor separates Element auszubilden.As an alternative to this, however, it is in principle also possible to design the spring element as an element separate from the recess / rotor.

Hinsichtlich der Form des Federelementes hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn das Federelement durch einen in Umfangsrichtung federnden Laschenbereich umgesetzt ist. Dieser ist zum einen einfach herstellbar, zum anderen erzeugt dieser eine ausreichende Federkraft bei relativ kleiner Dimensionierung.With regard to the shape of the spring element, it has been found to be expedient if the spring element is implemented by a tab area which is resilient in the circumferential direction. On the one hand, this is easy to manufacture and, on the other hand, it generates a sufficient spring force with relatively small dimensions.

Alternativ zu dem Ausbilden des (abstehenden / ein freies Ende aufweisenden) Laschenbereiches, ist es auch zweckdienlich, wenn das Federelement durch einen in Umfangsrichtung federnden Ösenbereich umgesetzt ist. Auch dadurch ergibt sich ein möglichst kompaktes sowie eine hohe Federkraft erzeugendes Federelement.As an alternative to the formation of the tab area (protruding / having a free end), it is also expedient if the spring element is implemented by an eyelet area that is resilient in the circumferential direction. This also results in a spring element that is as compact as possible and generates a high spring force.

Als vorteilhaft hat es sich auch herausgestellt, wenn das Federelement stanztechnisch hergestellt ist, wobei es vorzugsweise mittels mit der Herstellung des entsprechenden Bestandteils des Rotors unmittelbar mit ausgebildet wird.It has also been found to be advantageous if the spring element is produced by stamping technology, wherein it is preferably formed at the same time as the corresponding component of the rotor is produced.

In diesem Zusammenhang ist es wiederum von Vorteil, wenn die Ausnehmung samt dem Federelement in zumindest einem den Rotor mit ausbildenden Elektroblech / Rotorblech eingebracht ist.In this context it is again advantageous if the recess together with the spring element is made in at least one electrical sheet / rotor sheet that forms the rotor.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Ausnehmung eine in radialer Richtung schräg gestellte Erstreckung aufweist, d. h. schräg zu einer von einer Drehachse des Rotors aus ausschließlich radial nach außen verlaufenden Linie ausgerichtet ist, wobei der Magnet an einer radialen Außenseite / Außenkante der Ausnehmung sowie an einer dem Stator zugewandten Umfangsseite / Umfangskante der Ausnehmung flächig anliegt. Jene Umfangsseite, die dem Stator abgewandt ist, ist bevorzugt mit dem Federelement versehen. Dadurch wird eine robuste Konstruktion des Rotors ermöglicht.It is also advantageous if the recess has an extension that is inclined in the radial direction, ie. H. is aligned obliquely to a line running exclusively radially outward from an axis of rotation of the rotor, the magnet lying flat on a radial outer side / outer edge of the recess and on a circumferential side / circumferential edge of the recess facing the stator. That peripheral side facing away from the stator is preferably provided with the spring element. This enables a robust construction of the rotor.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn die Federelemente zweier in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgender Ausnehmungen zu einander entgegengesetzten Umfangsseiten der jeweiligen Ausnehmung angeordnet sind. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit weiter verbessert.In addition, it is expedient if the spring elements of two recesses that follow one another directly in the circumferential direction are arranged on mutually opposite circumferential sides of the respective recess. This further improves the performance.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine, die vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ausführungen umgesetzt ist, wobei in einem ersten Schritt in einen zur Ausbildung des Rotors vorgesehenen Grundkörperbestandteil (vorzugsweise einem Elektroblech) eine Ausnehmung eingebracht wird und diese Ausnehmung mit einem Federelement ausgestattet wird, und in einem zweiten Schritt ein Magnet zunächst in eine radial innerhalb des Federelementes angeordnete Einführöffnung der Ausnehmung in axialer Richtung des Rotors eingeschoben wird und anschließend radial nach außen, unter Kompression des Federelementes bis zur Anlage an einer radialen Außenseite der Ausnehmung verschoben wird, sodass der Magnet mittels des Federelementes in Umfangsrichtung abgestützt / geklemmt ist.Furthermore, the invention relates to a method for producing a rotor for an electrical machine, which is preferably implemented according to one of the preceding embodiments, wherein in a first step a recess is made in a base body component provided for forming the rotor (preferably an electrical sheet) and this Recess is equipped with a spring element, and in a second step a magnet is first inserted into an insertion opening of the recess arranged radially inside the spring element in the axial direction of the rotor and then radially outwards, with compression of the spring element until it rests on a radial outside of the Recess is shifted so that the magnet is supported / clamped in the circumferential direction by means of the spring element.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine klebefreie Magnetfixierung durch ein Klemmen der Magnete realisiert. Die Magnete werden in Nuten (Ausnehmungen) unter Verwendung von Federelementen geklemmt / fixiert.In other words, according to the invention, an adhesive-free magnet fixation is realized by clamping the magnets. The magnets are clamped / fixed in grooves (recesses) using spring elements.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures, in which context various exemplary embodiments are also shown.

Es zeigen:

  • 1 eine Querschnittsansicht einer abschnittsweise dargestellten, erfindungsgemäßen, elektrischen Maschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei eine Fixierung zweier in Umfangsrichtung benachbarter Magnete innerhalb zweier Ausnehmungen eines Rotors genauer zu erkennen ist,
  • 2 eine Querschnittsansicht des in 1 eingesetzten Rotors in einem Montageschritt, in dem die Magnete noch nicht durch Federelemente, wie in 1 umgesetzt, in der Ausnehmung eingeklemmt sind, sondern lediglich radial innerhalb dieser Federelemente in eine Einführöffnung eingeschoben sind,
  • 3 eine alleinige Darstellung einer in 1 und 2 einsetzbaren Ausnehmung bei entspanntem Federelement,
  • 4 eine Querschnittsansicht eines teilweise dargestellten Rotors einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Federelemente im Vergleich zu den 1 bis 3 nicht mehr durch Laschenbereiche, sondern durch Ösenbereiche umgesetzt sind, sowie
  • 5 eine alleinige Darstellung einer in 4 eingesetzten Ausnehmung bei entspanntem Federelement.
Show it:
  • 1 a cross-sectional view of an electrical machine according to the invention shown in sections according to a first embodiment, wherein a fixation of two magnets adjacent in the circumferential direction within two recesses of a rotor can be seen in more detail,
  • 2 a cross-sectional view of the in 1 used rotor in an assembly step in which the magnets are not yet supported by spring elements, as in 1 implemented, are clamped in the recess, but are only pushed radially inside these spring elements into an insertion opening,
  • 3 a sole representation of an in 1 and 2 usable recess when the spring element is relaxed,
  • 4th a cross-sectional view of a partially shown rotor of an electrical machine according to the invention according to a second embodiment, the spring elements in comparison to the 1 until 3 are no longer implemented through flap areas, but rather through eyelet areas, as well as
  • 5 a sole representation of an in 4th inserted recess when the spring element is relaxed.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely of a schematic nature and are used exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.

Mit 1 ist der prinzipielle Aufbau einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 dargestellt. Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 sowie einen relativ zu dem Stator 2 verdrehbar gelagerten Rotor 4 auf, welcher Rotor 4 (in Bezug auf seine Drehachse 16) radial innerhalb des Stators 2 angeordnet ist. Die elektrische Maschine 1 ist als permanenterregte Synchronmaschine realisiert. Ein bevorzugter Einsatzbereich der elektrischen Maschine 1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wobei die elektrische Maschine 1 vorzugsweise unmittelbar als Antriebsmaschine eingesetzt ist.with 1 is the basic structure of an electrical machine according to the invention 1 shown. The electric machine 1 has a stator 2 and one relative to the stator 2 rotatable rotor 4th on which rotor 4th (in relation to its axis of rotation 16 ) radially inside the stator 2 is arranged. The electric machine 1 is implemented as a permanently excited synchronous machine. A preferred area of application for the electrical machine 1 is a drive train of a motor vehicle, the electrical machine 1 is preferably used directly as a drive machine.

Mit den 1 bis 3 ist zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1, insbesondere hinsichtlich ihres Rotors 4, zu erkennen. Der dargestellte Querschnitt in den 1 und 2 zeigt lediglich einen von mehreren Grundkörperbestandteilen 12, die zur Ausbildung des Rotors 4 dienen. Die Grundkörperbestandteile 12 sind in Form von übereinandergestapelten Elektroblechen 13 ausgebildet. Auf übliche Weise weist der Rotor 4 somit ein Blechpaket bestehend aus mehreren Grundkörperbestandteilen 12 / Elektroblechen 13 auf. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass prinzipiell alle vorhandenen Elektrobleche 13 gemäß dem in 1 zu erkennenden Elektroblech 13 ausgebildet sind.With the 1 until 3 is first a first embodiment of the electrical machine according to the invention 1 , especially with regard to their rotor 4th to recognize. The cross section shown in the 1 and 2 shows only one of several main body components 12th that are used to train the rotor 4th serve. The basic body components 12th are in the form of stacked electrical sheets 13th educated. In the usual way, the rotor 4th thus a laminated core consisting of several basic body components 12th / Electrical steel 13th on. In this context, it should be noted that in principle all electrical steel sheets 13th according to the in 1 electrical sheet to be recognized 13th are trained.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, einzelne Elektrobleche 13 teilweise ohne das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Federelement 6 auszubilden. Die Grundkörperbestandteile 12 weisen jedoch für beide Varianten mehrere in Umfangsrichtung (in Bezug auf die Drehachse 16 des Rotors 4 / entlang einer gedachten, um die Drehachse 16 herum verlaufenden Kreislinie) verteilt angeordnete Ausnehmungen 5 auf, wobei jede dieser Ausnehmungen 5 in axialer Richtung (in Bezug auf die Drehachse 16 des Rotors 4) mit jeweils einer Ausnehmung 5 der übrigen Grundkörperbestandteile 12 fluchtet.Alternatively, it is also possible to use individual electrical sheets 13th partially without the spring element according to the invention described below 6th to train. The basic body components 12th however, have several in the circumferential direction for both variants (in relation to the axis of rotation 16 of the rotor 4th / along an imaginary, around the axis of rotation 16 circular line running around) distributed recesses 5 on, each of these recesses 5 in the axial direction (in relation to the axis of rotation 16 of the rotor 4th ) with one recess each 5 the other basic body components 12th flees.

Mit 1 ist zu erkennen, dass in jeder Ausnehmung 5 eines Grundkörperbestandteils 12 ein Magnet 3 fixiert ist. Erfindungsgemäß ist dieser Magnet 3 über ein Federelement 6 in der Ausnehmung 5 festgeklemmt. Zur Einführung des Magneten 3 bei der Montage weist jede Ausnehmung 5, wie etwa mit 2 zu erkennen, radial innerhalb des Federelementes 6 eine Einführöffnung 7 auf. Die Einführöffnung 7 weist wie der Magnet 3 einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Eine (in Umfangsrichtung gemessene) Breite dieser Einführöffnung 7 ist größer als eine (ebenfalls in Umfangsrichtung gemessene) Breite des Magneten 3.with 1 can be seen that in every recess 5 a basic body component 12th a magnet 3 is fixed. This magnet is according to the invention 3 via a spring element 6th in the recess 5 clamped. To introduce the magnet 3 at the assembly has each recess 5 , such as with 2 to be seen, radially inside the spring element 6th an insertion opening 7th on. The insertion opening 7th like the magnet 3 a rectangular cross-section. A width of this insertion opening (measured in the circumferential direction) 7th is greater than a width of the magnet (also measured in the circumferential direction) 3 .

Im Anschluss daran, wie durch die radial nach außen ausgerichteten Pfeile R in 2 angedeutet, wird der Magnet 3 in radialer Richtung nach außen geschoben, bis er in Kontakt mit dem Federelement 6 gelangt. Das zu einer (ersten) Umfangsseite 10a hin angeordnete Federelement 6 wird dabei in Umfangsrichtung komprimiert und beaufschlagt somit den Magneten 3 mit einer bestimmten Federvorspannung / Abstützkraft in Umfangsrichtung. An einer dem Federelement 6 gegenüberliegenden (zweiten) Umfangsseite 10b wird der Magnet 3 dadurch flächig angedrückt. Der Magnet 3, wie in 1 zu erkennen, wird im Anschluss so weit nach außen geschoben, bis er an einer radialen Außenseite 11 der Ausnehmung 5 zur Anlage kommt. In dieser in 1 zu erkennenden Endposition ist der Magnet 3 folglich mittels des Federelementes 6 auf Position gehalten / geklemmt. Eine durch das Federelement 6 erzeugte Klemmkraft ist in 1 mit dem Pfeil K dargestellt.Following this, as indicated by the arrows pointing radially outwards R. in 2 indicated is the magnet 3 pushed outward in the radial direction until it comes into contact with the spring element 6th got. That to a (first) circumferential page 10a arranged towards the spring element 6th is compressed in the circumferential direction and thus acts on the magnet 3 with a certain spring preload / support force in the circumferential direction. On one of the spring elements 6th opposite (second) circumferential side 10b becomes the magnet 3 thereby pressed flat. The magnet 3 , as in 1 to be recognized, is then pushed outwards until it is on a radial outside 11 the recess 5 comes to the plant. In this in 1 the end position to be recognized is the magnet 3 consequently by means of the spring element 6th held / clamped in position. One through the spring element 6th generated clamping force is in 1 with the arrow K shown.

Hinsichtlich der Erstreckung der in Gänze ebenfalls im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildeten Ausnehmung 5 ist des Weiteren zu erkennen, dass diese gezielt schräg zu einer gedachten, die Drehachse 16 schneidenden, ausschließlich in radialer Richtung verlaufenden Linie / Radiallinie verläuft / angestellt ist. Demnach ist eine der beiden Umfangsseiten 10a, 10b der Ausnehmung 5, hier die zweite Umfangsseite 10b, dem Stator 2 zugewandt, während die andere (erste) Umfangsseite 10a dem Stator 2 abgewandt ist. Die dem Stator 2 abgewandte erste Umfangsseite 10a weist unmittelbar das Federelement 6 auf. Eine im Betrieb auf die Magnete 3 wirkende Fliehkraft ist in 1 mit dem Pfeil F gekennzeichnet.With regard to the extent of the recess, which is also essentially rectangular in its entirety 5 it can also be seen that this is deliberately oblique to an imaginary axis of rotation 16 intersecting line / radial line extending exclusively in the radial direction runs / is employed. Accordingly, is one of the two sides of the circumference 10a , 10b the recess 5 , here the second side of the circumference 10b , the stator 2 facing, while the other (first) circumferential side 10a the stator 2 is turned away. The stator 2 facing away from the first circumferential side 10a has the spring element directly 6th on. One in operation on the magnets 3 acting centrifugal force is in 1 with the arrow F. marked.

Das Federelement 6 ist als stoffeinteiliger Abschnitt des Grundkörperbestandteils 12 des Rotors 4 ausgebildet. Das Federelement 6 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel als Laschenbereich 8 umgesetzt. Das Federelement 6 / der Laschenbereich 8 ist unmittelbar mit dem Ausbilden der Ausnehmung 5 stanztechnisch hergestellt. The spring element 6th is as a single-part section of the basic body component 12th of the rotor 4th educated. The spring element 6th is in the first embodiment as a tab area 8th implemented. The spring element 6th / the tab area 8th is immediately with the formation of the recess 5 produced by punching.

Diesbezüglich ist weiterhin zu erkennen, dass sich je zwei in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgende Ausnehmungen 5 des Rotors 4 in Ihrer Schrägstellung unterscheiden und somit relativ zu der Radiallinie entgegengesetzt schräg gestellt sind.In this regard, it can also be seen that there are two recesses that follow one another directly in the circumferential direction 5 of the rotor 4th differ in their inclination and are thus inclined in the opposite direction relative to the radial line.

Mit 3 ist eine der beiden Ausnehmungen 5 in einer leicht abgewandelten Form dargestellt. Im Vergleich zu den 1 und 2 ist die Ausnehmung 5 zu ihrem radial inneren Bereich hin mit einer zur Einführöffnung 7 winklig / schräg angestellten Erweiterung 17 versehen.with 3 is one of the two recesses 5 shown in a slightly modified form. Compared to the 1 and 2 is the recess 5 towards its radially inner area with one towards the insertion opening 7th angled / inclined extension 17th Mistake.

Mit den 4 und 5 ist ein weiteres zweites Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 1 durch deren Rotor 4 veranschaulicht. In dieser Ausführung ist das Federelement 6 im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel nicht mehr als Laschenbereich 8, sondern als Ösenbereich 9 realisiert. Durch ein eingebrachtes Loch / Langloch 14 ist folglich ein brückenartig verlaufender Steg 15 gebildet, der in Umfangsrichtung federnd wirkt.With the 4th and 5 is a further second exemplary embodiment of the electrical machine 1 through their rotor 4th illustrated. In this version, the spring element is 6th in comparison to the first exemplary embodiment, no more than a tab area 8th , but as an eyelet area 9 realized. Through an introduced hole / elongated hole 14th is consequently a bridge-like web 15th formed, which acts resiliently in the circumferential direction.

Der weitere Aufbau sowie die weitere Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel.The further structure and the further function of the second exemplary embodiment correspond to the first exemplary embodiment.

In Verbindung mit den 1 und 2, wie bereits erwähnt, ist auch ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren des Rotors 4 erkennbar, wobei zunächst der Rotor 4 mit seinen Ausnehmungen 5 zur Verfügung gestellt wird / ausgeformt wird, im Anschluss daran die Magnete 3 in die Einführöffnung 7 axial eingeschoben werden und im Anschluss daran in radialer Richtung nach außen bewegt werden, unter Kompression der Federelemente 6. In einer Endposition der Magnete 3 gemäß 1 liegt der Magnet 3 an der radialen Außenseite 11 sowie an der dem Federelement 6 abgewandten Umfangsseite 10b der Ausnehmung 5 flächig an und ist mittels des Federelementes 6 in seiner Position festgeklemmt.In connection with the 1 and 2 As already mentioned, there is also a manufacturing method according to the invention for the rotor 4th recognizable, with first the rotor 4th with its recesses 5 is made available / is formed, then the magnets 3 into the insertion opening 7th are inserted axially and then moved outward in the radial direction, with compression of the spring elements 6th . In one end position of the magnets 3 according to 1 lies the magnet 3 on the radial outside 11 as well as on the spring element 6th remote side of the circumference 10b the recess 5 flat and is by means of the spring element 6th clamped in place.

Mit anderen Worten ausgedrückt, werden erfindungsgemäß die Magnete mittels einer Klemmung auf Position gehalten, um den bisherigen Klebeprozess komplett einzusparen. Das heißt in der Magnettasche (Ausnehmung 5) befindet sich ein Federelement 6. Der Magnet 3 wird axial in die Magnettasche 5 eingeführt und im Anschluss radial nach außen geschoben, wobei das Federelement 6 durch den Magneten 3 gespannt wird und der Magnet 3 durch das Element 6 auf Position gehalten wird. Das Federelement 6 wird auf der Seite 10a des Magneten 3 positioniert, an der die Anforderungen an den magnetischen Fluss nicht so hoch sind und/oder auf die Seite des Magneten 3, auf der geringere Kräfte wirken.In other words, according to the invention, the magnets are held in position by means of a clamp in order to completely save the previous gluing process. That means in the magnetic pocket (recess 5 ) there is a spring element 6th . The magnet 3 is inserted axially into the magnetic pocket 5 introduced and then pushed radially outward, the spring element 6th through the magnet 3 is tensioned and the magnet 3 through the element 6th is held in position. The spring element 6th will be on the side 10a of the magnet 3 positioned where the requirements for the magnetic flux are not so high and / or on the side of the magnet 3 , on which lesser forces act.

Bei der Ausführung der Magnete 3 sind unterschiedliche Möglichkeiten denkbar. Sowohl separate Federelemente 6 also auch Federelemente 6, die durch entsprechendes Stanzen des Elektroblechs 13 hergestellt werden.When executing the magnets 3 different possibilities are conceivable. Both separate spring elements 6th so also spring elements 6th that is achieved by punching the electrical steel sheet accordingly 13th getting produced.

Für die Montage der Magnete 3 werden diese in die Taschen 5 gesetzt und dann radial nach außen geschoben. Auf ihrem Weg in die Endlage wird das Federelement 6 vorgespannt, sodass das Federelement 6 schließlich die Magneten 3 im Betrieb auf ihrer Sollposition hält.For mounting the magnets 3 will put these in your pockets 5 set and then pushed radially outwards. On your way to the end position that will Spring element 6th biased so that the spring element 6th finally the magnets 3 holds at its target position during operation.

Die Magnete 3 liegen immer flächig an der Seite 10b der Magnettasche 5 an, die zum Stator 2 zeigt. Das bedeutet, das Federelement 6 befindet sich immer auf der anderen Taschenseite 10a und presst den Magneten 3 in Richtung der Fliehkräfte gegen die Magnettasche 5. Das heißt, die Kräfte, die die Feder 6 aufbringen muss, um den Magneten 3 auf Position zu halten und ein Wackeln zu verhindern, sind relativ klein.The magnets 3 always lie flat on the side 10b the magnetic pocket 5 at that to the stator 2 indicates. That means the spring element 6th is always on the other side of the bag 10a and presses the magnet 3 in the direction of the centrifugal forces against the magnetic pocket 5 . That is, the forces that the spring 6th must apply to the magnet 3 holding in position and preventing wobbling are relatively small.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
elektrische Maschineelectric machine
22
Statorstator
33
Magnetmagnet
44th
Rotorrotor
55
AusnehmungRecess
66th
FederelementSpring element
77th
EinführöffnungInsertion opening
88th
LaschenbereichTab area
99
ÖsenbereichEyelet area
10a10a
erste Umfangsseitefirst circumferential page
10b10b
zweite Umfangsseitesecond circumferential side
1111
AußenseiteOutside
1212th
GrundkörperbestandteilBasic body component
1313th
ElektroblechElectrical sheet
1414th
LanglochLong hole
1515th
Stegweb
1616
DrehachseAxis of rotation
1717th
Erweiterungextension
FF.
Pfeil der FliehkraftCentrifugal arrow
KK
Pfeil der KlemmkraftArrow of clamping force
RR.
Pfeil der radialen RichtungRadial direction arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014212871 A1 [0002]DE 102014212871 A1 [0002]

Claims (10)

Elektrische Maschine (1) mit einem Stator (2) und einem mit mehreren Magneten (3) ausgestatteten, relativ zu dem Stator (2) verdrehbar gelagerten Rotor (4), wobei jeder Magnet (3) in einer in radialer Richtung des Rotors (4) verlaufenden Ausnehmung (5) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Magnet (3) mittels eines Federelementes (6) in der Ausnehmung (5) auf Position gehalten ist.Electric machine (1) with a stator (2) and a rotor (4) equipped with several magnets (3) and rotatably mounted relative to the stator (2), each magnet (3) in a radial direction of the rotor (4 ) running recess (5) is received, characterized in that the respective magnet (3) is held in position in the recess (5) by means of a spring element (6). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es eine in Umfangsrichtung wirkende Klemmkraft auf den Magneten (3) ausübt.Electric machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the spring element (6) is designed and arranged in such a way that it exerts a clamping force acting in the circumferential direction on the magnet (3). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) eine radial innerhalb des Federelementes (6) gelegene Einführöffnung (7) umfasst, die hinsichtlich ihrer Breite größer als eine Breite des Magneten (3) ist.Electric machine (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the recess (5) comprises an insertion opening (7) located radially inside the spring element (6), the width of which is greater than a width of the magnet (3). Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) als ein stoffeinteiliger Abschnitt des Rotors (4) ausgebildet ist.Electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the spring element (6) is designed as a single-part section of the rotor (4). Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) durch einen in Umfangsrichtung federnden Laschenbereich (8) umgesetzt ist.Electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the spring element (6) is implemented by a tab area (8) which is resilient in the circumferential direction. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) durch einen in Umfangsrichtung federnden Ösenbereich (9) umgesetzt ist.Electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the spring element (6) is implemented by an eyelet area (9) which is resilient in the circumferential direction. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) stanztechnisch hergestellt ist.Electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the spring element (6) is produced by punching. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) eine in radialer Richtung schräg gestellte Erstreckung aufweist, wobei der Magnet (3) an einer radialen Außenseite (11) der Ausnehmung (5) sowie an einer dem Stator (2) zugewandten Umfangsseite (10a, 10b) der Ausnehmung (5) flächig anliegt.Electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the recess (5) has an extension inclined in the radial direction, the magnet (3) on a radial outer side (11) of the recess (5) and on a circumferential side (10a) facing the stator (2). 10b) the recess (5) rests flat. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (6) zweier in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgender Ausnehmungen (5) zu einander entgegengesetzten Umfangsseiten (10a, 10b) der jeweiligen Ausnehmung (5) angeordnet sind.Electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the spring elements (6) of two recesses (5) directly following one another in the circumferential direction are arranged on opposite circumferential sides (10a, 10b) of the respective recess (5). Verfahren zur Herstellung eines Rotors (4) für eine elektrische Maschine (1), wobei in einem ersten Schritt in einen zur Ausbildung des Rotors (4) vorgesehenen Grundkörperbestandteil (12) eine Ausnehmung (5) eingebracht wird und diese Ausnehmung (5) mit einem Federelement (6) ausgestattet wird, und in einem zweiten Schritt ein Magnet (3) zunächst in eine radial innerhalb des Federelementes (6) angeordnete Einführöffnung (7) der Ausnehmung (5) in axialer Richtung des Rotors (4) eingeschoben wird und anschließend radial nach außen, unter Kompression des Federelementes (6) bis zur Anlage an einer radialen Außenseite (11) der Ausnehmung (5) verschoben wird, sodass der Magnet (3) mittels des Federelementes (6) in Umfangsrichtung abgestützt ist.A method for producing a rotor (4) for an electrical machine (1), wherein in a first step a recess (5) is made in a base body component (12) provided for forming the rotor (4) and this recess (5) is provided with a Spring element (6) is equipped, and in a second step a magnet (3) is first inserted into an insertion opening (7) of the recess (5) arranged radially inside the spring element (6) in the axial direction of the rotor (4) and then radially outwards, with compression of the spring element (6) until it rests on a radial outside (11) of the recess (5), so that the magnet (3) is supported in the circumferential direction by means of the spring element (6).
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