DE202017100697U1 - Electric motor with defined bonded permanent magnets - Google Patents

Electric motor with defined bonded permanent magnets Download PDF

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Abstract

Elektromotor mit einem mit mehreren Permanentmagneten (3) bestückten Rotor (1) aus vorzugsweise magnetischem Material zum Umlauf relativ zu einem Stator, wobei der Rotor (1) Aufnahmen (2) für Permanentmagnete (3) aufweist und die Permanentmagnete (3) mittels eines Klebstoffs an den Aufnahmen (2) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2) einen Abstandhalter (4) aufweist, gegen den ein Permanentmagnet (3) mit einem Teil seiner Fläche so anliegt, dass hierdurch die Höhe (h) des Klebespalts (6) zwischen dem Permanentmagneten (3) und der Aufnahme (2) vorgegeben wird.Electric motor with a rotor (1) equipped with a plurality of permanent magnets (3) of preferably magnetic material for circulation relative to a stator, wherein the rotor (1) has receptacles (2) for permanent magnets (3) and the permanent magnets (3) by means of an adhesive held on the receptacles (2), characterized in that each receptacle (2) has a spacer (4) against which a permanent magnet (3) with a part of its surface is applied so that thereby the height (h) of the adhesive gap ( 6) between the permanent magnet (3) and the receptacle (2) is predetermined.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor bzw. einen Rotor für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an electric motor or a rotor for an electric motor according to the preamble of claim 1.

TECHNISCHER HINTERGRUND TECHNICAL BACKGROUND

Es ist seit langem bekannt, die Rotoren von Elektromotoren mit Permanentmagneten zu versehen. Ein so ausgestatteter Rotor hat den großen Vorteil, dass er zur Erzeugung seines magnetischen Feldes nicht bestromt werden muss. It has long been known to provide the rotors of electric motors with permanent magnets. Such a equipped rotor has the great advantage that it does not need to be energized to generate its magnetic field.

Dabei ist die möglichst effiziente Befestigung der Permanentmagneten am Rotor von jeher ein Problem. The most efficient possible attachment of the permanent magnets on the rotor has always been a problem.

Die bisherigen Versuche, die Permanentmagneten mit dem Rotor zu verkleben, waren unbefriedigend. Previous attempts to bond the permanent magnets with the rotor, were unsatisfactory.

Aufgrund dessen sind seit langem Bandagen Stand der Technik, die die Permanentmagneten in radialer Richtung unverlierbar auf dem Rotor sichern. Eine solche Bandage beschreibt die vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 016 771 A1 . Die von dieser Patentschrift beschriebene Bandage soll in radialer Richtung dehnbar sein, um auch bei sehr hohen Drehzahlen fliehkraftbedingte Schäden zu vermeiden. Because of this, bandages have long been state of the art, which secure the permanent magnets in the radial direction on the rotor. Such a bandage describes the previously published German patent application DE 10 2007 016 771 A1 , The bandage described by this patent should be stretchable in the radial direction to avoid centrifugal force damage even at very high speeds.

Die Verwendung von Bandagen hat jedoch entscheidende Nachteile. Denn auch dünne Bandagen vergrößern den Luftspalt bzw. den Spalt zwischen den Dauermagneten des Rotors und den Polen des Stators. Das setzt den Wirkungsgrad des betreffenden Elektromotors herab. However, the use of bandages has significant disadvantages. Because even thin bandages increase the air gap or the gap between the permanent magnets of the rotor and the poles of the stator. This reduces the efficiency of the relevant electric motor.

Darüber hinaus erhöhen Bandagen den Herstellungs- und Montageaufwand. In addition, bandages increase the manufacturing and assembly costs.

DIE DER ERFINDUNG ZUGRUNDE LIEGENDE AUFGABE THE OBJECT OF THE INVENTION

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rotor bzw. einen Elektromotor mit einem Rotor anzugeben, an dem die Dauermagneten besonders fest angeklebt sind. Against this background, the invention has for its object to provide a rotor or an electric motor with a rotor to which the permanent magnets are particularly firmly adhered.

DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE LÖSUNG THE INVENTION SOLUTION

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung mittels eines Elektromotors, der mit mehreren Permanentmagneten bestückt ist. Der Rotor des Motors besteht vorzugsweise aus magnetischem Material. Der Rotor des Motors ist zum Umlauf relativ zu einem Stator vorgesehen und dann entsprechend beweglich relativ zu dem Stator gelagert. Dabei weist der Rotor mehrere Aufnahmen für Permanentmagnete auf. Die Permanentmagnete werden mittels eines Klebstoffs an den Aufnahmen gehalten. According to the invention, the solution is effected by means of an electric motor which is equipped with a plurality of permanent magnets. The rotor of the motor is preferably made of magnetic material. The rotor of the motor is provided for circulation relative to a stator and then mounted correspondingly movable relative to the stator. In this case, the rotor has a plurality of receptacles for permanent magnets. The permanent magnets are held by an adhesive to the recordings.

Erfindungsgemäß weist jede Aufnahme einen Abstandhalter auf, gegen den ein Permanentmagnet mit einem Teil seiner Fläche so anliegt, dass hierdurch die Höhe des Klebespalts zwischen den Permanentmagneten und der Aufnahme vorgegeben wird. According to the invention, each receptacle on a spacer, against which a permanent magnet with a part of its surface is applied so that in this way the height of the adhesive gap between the permanent magnet and the recording is specified.

Auf diese Art und Weise kann sehr einfach sichergestellt werden, dass zwischen jedem Permanentmagneten und dem Rotor stets ein definierter Klebespalt anzutreffen ist, der die für den konkreten Klebstoff benötigte Höhe aufweist. Somit kann der jeweilige Klebstoff optimal ausgenutzt werden und wird dadurch vorzugsweise dazu ertüchtigt, den Permanentmagneten ohne Zuhilfenahme einer Bandage oder eines anderweitigen formschlüssig arbeitenden Hilfsmittels so festzuhalten, dass er innerhalb der zulässigen Betriebsdrehzahl nicht oder nicht luftspaltbeeinträchtigend in radialer Richtung beweglich ist. In this way it can be very easily ensured that between each permanent magnet and the rotor always a defined adhesive gap is encountered, which has the height required for the concrete adhesive. Thus, the respective adhesive can be optimally utilized and is thereby preferably trained to hold the permanent magnet without the aid of a bandage or other form-fitting auxiliary means so that it is not or not air gap impairing movable in the radial direction within the allowable operating speed.

Denn gerade bei modernen, hochfesten Klebstoffen ist es so, dass die Höhe des Klebespalts nicht zu gering werden darf, da andernfalls die Festigkeit der Verklebung signifikant abfällt. Ein Grund hierfür kann sein, dass die Klebeschicht die in ihr im Zuge eines Temperaturwechsels bzw. der Erwärmung auftretenden Spannungen nur dann hinreichend kompensieren und damit dauerhaft ertragen kann, wenn sie die dafür erforderliche Höhe aufweist. Das ist bei Elektromotoren von besonderer Bedeutung, weil sich der Stator unter dem Einfluss der in ihm unvermeidlich auftretenden Verlustleistung erwärmt. For it is the case with modern, high-strength adhesives in particular that the height of the adhesive gap must not be too low, since otherwise the strength of the bondage drops significantly. One reason for this may be that the adhesive layer can only sufficiently compensate for the stresses occurring in it in the course of a temperature change or the heating and thus endure it permanently, if it has the required height. This is of particular importance in electric motors, because the stator heats up under the influence of the power loss that inevitably occurs in it.

Gleichzeitig wird dadurch, dass der Klebespalt unter jedem Permanentmagneten die gleiche Höhe hat, die Wuchtgüte des Rotor von Haus aus wesentlich verbessert. Das bedeutet, dass der für das vollständige Auswuchten des Rotors nachträglich zu betreibende Aufwand deutlich geringer wird. At the same time, the fact that the adhesive gap under each permanent magnet has the same height, the balancing quality of the rotor from home significantly improved. This means that the expense to be subsequently exerted for the complete balancing of the rotor is significantly reduced.

Der Abstandhalter ist insbesondere dann von großem Nutzen, wenn auch der Teil des Rotors, der die Aufnahme für die Permanentmagneten bildet, aus magnetischem Material besteht. Denn solche Material-Kombinationen konnten bisher noch nicht mit vernünftigem Aufwand verklebt werden. Dies deshalb, weil die sehr starken Permanentmagneten die Tendenz haben, sich unter dem Einfluss der magnetischen Anziehungskräfte sofort nach ihrem Ansetzen an den Rotor diesem so eng wie möglich zu nähern. Sie verdrängen dabei den noch nicht ausgehärteten Klebstoff aus dem Klebespalt. Dadurch entstehen Klebestellen mit sehr kleinem Klebespalt, die extrem kerbempfindlich sind und nicht dauerhaft halten. The spacer is particularly useful, although the part of the rotor which forms the receptacle for the permanent magnets, consists of magnetic material. Because such material combinations could not be glued with reasonable effort so far. This is because the very strong permanent magnets tend to approach them as closely as possible under the influence of the magnetic attraction forces immediately after their attachment to the rotor. They displace the not yet cured adhesive from the adhesive gap. This results in splices with a very small bond gap, which are extremely notch resistant and do not last forever.

Eine Aufnahme für einen Permanentmagneten ist im einfachsten Fall eine Fläche am Umfang des Motors, auf die der Permanentmagnet mit seinem Innenumfang bzw. seiner der zentralen Drehachse des Rotors zugewandten Innenseite aufgeklebt werden kann. Idealerweise ist die Aufnahme jedoch eine sich in radial einwärtiger Richtung erstreckende Vertiefung, beispielsweise eine Nut mit einer Bodenfläche und mindestens zwei Seitenwänden. A receptacle for a permanent magnet is in the simplest case an area on the circumference of the motor, to which the permanent magnet with its inner circumference or its central axis of rotation of the rotor facing inside can be adhered. Ideally, however, the receptacle is a depression extending in a radially inward direction, for example a groove with a bottom surface and at least two side walls.

Ein Abstandhalter ist hier eine Einrichtung, gegen die der Permanentmagnet örtlich anschlägt. Ein nur "örtliches" Anschlagen liegt vor, wenn weniger als 40 % und typischerweise weniger als 20 %, idealerweise weniger als 10 % der gesamten Oberfläche des Permanentmagneten, die die Klebefläche bildet, an dem Abstandhalter anschlägt. Ein solcher Anschlag erfolgt vorzugsweise unmittelbar, indem sich der Permanentmagnet und der Abstandhalter direkt berühren und/oder mittelbar unter Zwischenlage einer Klebstoffschicht, deren Dicke jedenfalls geringer ist als die mithilfe des Abstandhalters einzustellende Höhe h des Klebespalts. Ein Abstandhalter ist somit eine Einrichtung, die verhindert, dass sich die der rotorseitigen Klebefläche zugewandte Klebefläche des Permanentmagneten der rotorseitigen Klebefläche über ein bestimmtes Maß hinaus nähert oder gar unmittelbar gegen diese anliegt. A spacer is here a device against which the permanent magnet strikes locally. Only "local" impact is when less than 40%, and typically less than 20%, ideally less than 10% of the entire surface of the permanent magnet forming the adhesive surface abuts the spacer. Such a stop is preferably carried out directly by touching the permanent magnet and the spacer directly and / or indirectly with the interposition of an adhesive layer whose thickness is in any case less than the height h of the adhesive gap to be set with the aid of the spacer. A spacer is thus a device which prevents the adhesive surface of the permanent magnet facing the rotor-side adhesive surface from approaching the rotor-side adhesive surface beyond a certain extent or even bears directly against it.

BESONDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG SPECIAL EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Besonders günstig ist es, wenn jeder Abstandhalter einen Vorsprung bildet, der in radialer Richtung aus der bzw. gegenüber der ihn unmittelbar umgebenden Bodenfläche der Aufnahme um eine Höhe h aufragt. Der Abstandhalter bildet auf diese Art und Weise eine Art erhabenes Fundament, in Gestalt einer lokalen Warze bzw. eines lokalen Podests oder eines lokalen Streifens, auf der oder dem der Permanentmagnet zu liegen kommt. It is particularly favorable if each spacer forms a projection which projects in the radial direction out of or opposite the bottom surface of the receptacle immediately surrounding it by a height h. The spacer in this way forms a kind of raised foundation, in the form of a local wart or a local pedestal or a local strip on which or the permanent magnet comes to rest.

Wenn der Abstandhalter einen parallel zur Längsachse des Rotors durchgehenden Streifen bildet, dann kann es genügen, wenn der Abstandhalter nur entlang von zweien seiner Seiten gegenüber der umgebenden Bodenfläche aufragt. Falls der Abstandhalter eine Warze bzw. ein Podest bildet, wird er an allen vier Seiten gegenüber der ihn unmittelbar umgebenden Bodenfläche um eine Höhe h aufragen. If the spacer forms a continuous strip parallel to the longitudinal axis of the rotor, then it may suffice if the spacer projects only along two of its sides opposite the surrounding bottom surface. If the spacer forms a wart or a pedestal, it will rise on all four sides opposite to the immediately surrounding bottom surface by a height h.

Idealerweise beträgt die Höhe h des Klebespalts mindestens 10/100 mm, vorzugsweise mindestens 15/100 mm. Dabei begrenzt der Abstandhalter die Höhe h des Klebespalts idealerweise so, dass die Höhe des h Klebespalts maximal 6/10 mm und besser maximal 4/10 mm beträgt. Ideally, the height h of the adhesive gap is at least 10/100 mm, preferably at least 15/100 mm. The spacer ideally limits the height h of the adhesive gap such that the height of the h adhesive gap is a maximum of 6/10 mm and better a maximum of 4/10 mm.

Besonders günstig ist es, wenn der Vorsprung ein Plateau bildet, dessen Plateaufläche konvex und insbesondere zylindrisch gekrümmt ist – typischerweise so, dass die Plateaufläche und die den Klebespalt berandende Innenumfangsfläche des Permanentmagneten die gleiche Krümmung haben und sich dadurch flächig aneinander anschmiegen. It is particularly favorable if the projection forms a plateau, the plateau surface of which is convex and in particular cylindrically curved - typically in such a way that the plateau surface and the inner peripheral surface of the permanent magnet bordering the adhesive gap have the same curvature and thereby conform to one another flatly.

Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten, Wirkungsweisen und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Schilderung des Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Further design options, effects and advantages will become apparent from the following description of the embodiment with reference to FIGS.

FIGURENLISTE LIST OF FIGURES

Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors. The 1 shows a first embodiment of the rotor according to the invention.

Die 2 zeigt einen Schnitt durch den Rotor gemäß 1 in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse L. The 2 shows a section through the rotor according to 1 in a plane perpendicular to the axis of rotation L.

Die 3 zeigt die 2 vor dem Einsetzen der Permanentmagnete. The 3 show the 2 before inserting the permanent magnets.

Die 4 zeigt den Ausschnitt A der 2. The 4 shows the section A of 2 ,

Die 5 zeigt den Ausschnitt B aus der 4. The 5 shows the section B from the 4 ,

Die 6 zeigt den Ausschnitt U aus der 3. The 6 shows the section U from the 3 ,

Die 7 zeigt den Ausschnitt E aus der 6. The 7 shows the section E from the 6 ,

Die 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors. The 8th shows a second embodiment of the rotor according to the invention.

Die 9 zeigt einen Schnitt durch den Rotor gemäß 8 in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse L. The 9 shows a section through the rotor according to 8th in a plane perpendicular to the axis of rotation L.

Die 10 zeigt einen Ausschnitt aus der 9. The 10 shows a part of the 9 ,

ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL FIRST EMBODIMENT

Die 1 zeigt den Rotor 1 des erfindungsgemäßen Elektromotors. The 1 shows the rotor 1 the electric motor according to the invention.

GRUNDSÄTZLICHER AUFBAU DES ROTORS BASIC CONSTRUCTION OF THE ROTOR

Gut zu erkennen ist die Rotorwelle 13 mit ihrem abtriebseitigen Ende 14 und ihrer Rotationsachse bzw. Betriebsrotationsachse L. Der Abtrieb 14 bildet das proximale Ende der Rotorwelle 13. Zwischen einer proximalen Rotorkappe 11 und einer distalen Rotorkappe 12 trägt die Rotorwelle 13 einen Rotorkörper 15. Dieser besteht vorzugsweise aus einem Paket aus elektrisch voneinander isolierten Blechen. Alternativ kann ein beispielsweise entsprechender Rotorkörper aus feinen Metallpartikeln vorgesehen sein, die eine Kunststoffumhüllung besitzen und dadurch miteinander verklebt sind. In dem Rotorkörper 15 sind mehrere Aufnahmen 2 ausgebildet. In den Aufnahmen 2 sind Permanentmagnete 3 befestigt. Im Rahmen einer besonders günstigen Ausgestaltungsvariante ist radial einwärts unter jeder Aufnahme 2 (und damit im magnetisch irrelevanten Bereich) eine von der Aufnahme 2 völlig getrennte Rotorkavität 19 vorgesehen. Dies hat den Zweck, den Rotor trotz seines großen Durchmessers möglichst leicht bauen zu lassen und kann ggf. als Kühlkanal dienen, um die an den Permanentmagneten entstehende Verlustwärme abzuleiten. Good to see is the rotor shaft 13 with its output end 14 and its rotation axis or operating rotation axis L. The output 14 forms the proximal end of the rotor shaft 13 , Between a proximal rotor cap 11 and a distal rotor cap 12 carries the rotor shaft 13 a rotor body 15 , This preferably consists of a package of electrically insulated from each other sheets. Alternatively, an example corresponding rotor body may be provided from fine metal particles, which have a plastic sheath and thereby glued together. In the rotor body 15 are several shots 2 educated. In the pictures 2 are permanent magnets 3 attached. In a particularly favorable embodiment variant is radially inward under each recording 2 (and thus in the magnetically irrelevant area) one of the recording 2 completely separate rotor cavity 19 intended. This has the purpose of making the rotor as light as possible, despite its large diameter, and may possibly serve as a cooling channel to dissipate the heat loss generated at the permanent magnet.

Einen Schnitt durch den Rotorkörper 15, senkrecht zu dessen Rotationsachse, zeigt die 2. Gut zu erkennen sind hier die vorzugsweise insgesamt zehn Aufnahmen 2 mit den in sie eingesetzten Permanentmagneten 3. Idealerweise sind in jede Aufnahme 2 mehrere Permanentmagnete eingesetzt. Sie bilden dann eine Reihe aus fluchtend entlang der Rotationsachse hintereinander angeordneten Permanentmagneten 3. Im konkreten Fall sind in jeder Reihe jeweils vier Permanentmagnete hintereinander angeordnet. Innerhalb einer Reihe benachbarte Permanentmagnete berühren sich unmittelbar und bilden dadurch eine magnetische Einheit, entfernt ähnlich dem Käfigstab eines einen Käfig ausbildenden Kurzschlussläufers. A section through the rotor body 15 , perpendicular to its axis of rotation, shows the 2 , Good to see here are preferably a total of ten shots 2 with the permanent magnets inserted in them 3 , Ideally, in every shot 2 used several permanent magnets. They then form a series of aligned along the axis of rotation successively arranged permanent magnets 3 , In the specific case, four permanent magnets are arranged one behind the other in each row. Within a row of adjacent permanent magnets directly contact and thereby form a magnetic unit, remotely similar to the cage bar of a cage forming squirrel cage rotor.

Die Permanentmagnete 3 sind jedenfalls und bevorzugt nur an ihrer zur Rotationsachse L des Rotors hinweisenden Oberfläche mit dem Rotorkörper 15 verklebt. Besonders bevorzugt weisen die Permanentmagnete 3 an der zur Rotationsachse zugewandten Innenumfangsfläche eine konkave Oberflächenkrümmung auf, die vorzugsweise der Innenumfangsfläche eines Zylinderrohrs entspricht. Im Idealfall ist die Außenumfangsfläche der Permanentmagnete 3 konvex gekrümmt. Sie weist dann bevorzugt einen kleineren Krümmungsradius auf als die Innenumfangsfläche des Permanentmagneten. The permanent magnets 3 in any case and are preferred only on their surface facing the axis of rotation L of the rotor with the rotor body 15 bonded. Particularly preferred are the permanent magnets 3 on the inner circumferential surface facing the axis of rotation, a concave surface curvature, which preferably corresponds to the inner circumferential surface of a cylinder tube. Ideally, the outer peripheral surface of the permanent magnets 3 convexly curved. It then preferably has a smaller radius of curvature than the inner circumferential surface of the permanent magnet.

Die 3 zeigt den von 2 dargestellten Rotorkörper für sich alleine, vor dem Einsetzen der Permanentmagnete. Auch hier sind die Aufnahmen 2 gut zu erkennen. Wie man sieht, wird jede der Aufnahmen 2 bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Nut gebildet: Jede Nut weist eine Bodenfläche 7 auf und zumindest eine erste Seitenwand 9 und eine zweite Seitenwand 10. The 3 shows the of 2 shown rotor body alone, before the onset of the permanent magnets. Again, the shots 2 clearly visible. As you can see, each of the shots 2 formed in this embodiment by a groove: Each groove has a bottom surface 7 on and at least a first sidewall 9 and a second side wall 10 ,

Gemeinsam anhand der 2 und 3 sieht man, dass die erste Seitenwand 9 der Nut und die zweite Seitenwand 10 der Nut den Permanentmagneten 3 an seinen quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Stirnflächen übergreifen. Vorzugsweise wird zumindest zwischen einer der beiden Seitenwände 9, 10 und der ihr zugewandten Stirnseite des jeweiligen Permanentmagneten 3 im Zuge des Verklebens Formschluss hergestellt. Das hat den großen Vorteil, dass der Permanentmagnet 3 die an ihm im Betrieb angreifenden elektrodynamischen Kräfte, die das nutzbare Motordrehmoment erzeugen, nicht oder nicht nur über die Klebefuge an den Rotor 1 übertragen muss, sondern zumindest teilweise mithilfe des Formschlusses an der besagten Seitenwand auf den Rotor 1 übertragen kann. Das entlastet die Klebestelle zwischen dem Permanentmagneten 3 und dem Rotor 1. Together based on the 2 and 3 you can see that the first sidewall 9 the groove and the second side wall 10 the groove the permanent magnet 3 engage over at its transverse to the circumferential direction end faces. Preferably, at least between one of the two side walls 9 . 10 and its facing end face of the respective permanent magnet 3 produced in the course of bonding positive connection. This has the great advantage that the permanent magnet 3 the electrodynamic forces acting on it during operation, which generate the usable engine torque, not or not only via the glued joint to the rotor 1 but at least partially by means of the positive connection on the said side wall on the rotor 1 can transfer. This relieves the bond between the permanent magnet 3 and the rotor 1 ,

Die Bodenfläche 7 der Aufnahme ist vorzugsweise zur Außenseite hin konvex ausgeführt. Sie ist im Regelfall mit einer – bis auf die gleich noch näher zu erläuternden Abstandhalter 4 – durchgehenden Krümmung versehen, die der der Außenumfangsfläche eines Zylinderabschnitts entspricht. The floor area 7 the receptacle is preferably convex to the outside. It is usually with a - except for the same to be explained later spacers 4 - Provided with continuous curvature, which corresponds to the outer peripheral surface of a cylinder portion.

DIE AUSGESTALTUNG DER ABSTANDHALTER 4 THE DESIGN OF THE SPACERS 4

Die Abstandhalter 4 werden vorzugsweise so ausgeführt, wie nachfolgend zunächst nur beispielhaft erläutert:
Die Abstandhalter 4 sind in den bisher erläuterten 2 und 3 bestenfalls andeutungsweise zu erkennen. Daher zeigen die 4 bis 7 Ausschnittvergrößerungen aus den 2 und 3.
The spacers 4 are preferably carried out as first explained below by way of example only:
The spacers 4 are in the previously explained 2 and 3 at best to recognize hinted. Therefore, the show 4 to 7 Cut-out enlargements from the 2 and 3 ,

Wie man z. B. gut anhand der 4 sieht, besteht der Abstandhalter 4 bei diesem Ausführungsbeispiel aus mindestens zwei Vorsprüngen 5. How to z. B. well based on 4 sees, consists of the spacer 4 in this embodiment, at least two projections 5 ,

Jeder der Vorsprünge 5 ragt in radialer Richtung gegenüber der ihn unmittelbar umgebenden Bodenfläche 7 der Aufnahme bzw. der Nut, die in dem Rotor ausgebildet ist, um eine Höhe h in radialer Richtung auf, vgl. insbes. 5 und 7. Diese Höhe h entspricht vollständig oder zumindest im Wesentlichen (wenn sich zwischen den Vorsprüngen und der gegen sie anliegenden Oberfläche des Permanentmagneten auch noch etwas Klebstoff befinden sollte) der idealen Höhe des Klebespalts 6. Je nach verwendetem Klebstoff hat sich eine Höhe h von 2/10 mm +/– 30 % als ideal herausgestellt Each of the tabs 5 protrudes in the radial direction with respect to the immediately surrounding bottom surface 7 the receptacle or groove, which is formed in the rotor to a height h in the radial direction, see. esp. 5 and 7 , This height h corresponds completely or at least essentially (if there should still be some glue between the projections and the surface of the permanent magnet lying against it) of the ideal height of the glue gap 6 , Depending on the adhesive used, a height h of 2/10 mm +/- 30% has proven to be ideal

Dabei können die Vorsprünge 5 so gestaltet sein, dass sie in Richtung parallel zur Rotationsachse L vollständig die gesamte Nut entlang verlaufen, von der proximalen Rotorkappe 11 bis zur distalen Rotorkappe 12. Dann reichen zwei Vorsprünge pro Permanentmagnet 3 aus. In this case, the projections 5 be designed so that they extend in the direction parallel to the rotation axis L completely along the entire groove, from the proximal rotor cap 11 to the distal rotor cap 12 , Then two projections per permanent magnet are sufficient 3 out.

Vorzugsweise sind die Vorsprünge 5 aber so gestaltet, dass sie jeweils nur lokal in radialer Richtung aus der Bodenfläche 7 aufragen. Ein solcher Vorsprung 5 ragt dann an allen seinen vier Seiten in radialer Richtung gegenüber der Bodenfläche 7 auf. Auf diese Art und Weise verringern die Vorsprünge 5 die effektiv zur Verfügung stehende Klebefläche nur in sehr geringem Maß, d. h. aufgrund der maximalen Klebefläche kann dann ein Höchstmaß an Klebkraft erreicht werden. Preferably, the projections 5 but designed so that they each only locally in the radial direction from the bottom surface 7 looming. Such a lead 5 then projects on all four sides in the radial direction relative to the bottom surface 7 on. In this way the tabs reduce 5 the effective available adhesive surface only to a very small extent, ie due to the maximum Adhesive surface can then be achieved maximum adhesion.

Die Ausbildung nur lokal aufragender Vorsprünge kann bei einem geblechten Rotor ganz einfach dadurch bewerkstelligt werden, dass zwar alle Bleche eine Aussparung besitzen, wie sie zur gemeinsamen Ausbildung einer Aufnahme 2 erforderlich ist, aber nur einige der Bleche Vorsprünge 5 besitzen, die vom Boden der jeweiligen Aussparung abstehen. In einem solchen Fall werden die Bleche vorzugsweise so geschichtet, dass jeder einzelne Permanentmagnet 3 durch mindestens drei, besser vier Vorsprünge 5 abgestützt wird. The formation of only locally projecting projections can be accomplished in a laminated rotor quite simply by the fact that although all the sheets have a recess, as they for the common formation of a recording 2 is required, but only some of the sheets projections 5 own, which protrude from the bottom of the respective recess. In such a case, the sheets are preferably layered so that each individual permanent magnet 3 by at least three, better four projections 5 is supported.

Falls drei Vorsprünge zum Einsatz kommen, ist der dritte Vorsprung vorzugsweise so positioniert, dass er in Umfangsrichtung gesehen zwischen den beiden anderen Vorsprüngen 5 positioniert ist. Eine solche Abstützung durch drei Vorsprünge hat den großen Vorteil, dass selbst bei Auftreten gewisser Toleranzabweichungen eine statisch bestimmte Lagerung jedes Permanentmagneten 3 in der Aufnahme 2 sichergestellt wird. If three protrusions are used, the third protrusion is preferably positioned so as to be circumferentially between the other two protrusions 5 is positioned. Such a support by three projections has the great advantage that even when certain tolerance deviations occur a statically determined storage of each permanent magnet 3 in the recording 2 is ensured.

Sofern vier Vorsprünge 5 zum In-Position-Halten eines einzelnen Permanentmagneten 3 zum Einsatz kommen, sind vorzugsweise jeweils zwei der Vorsprünge in Richtung parallel zur Längsachse in einer Flucht angeordnet. If four projections 5 for holding a single permanent magnet in place 3 are used, preferably two of the projections in the direction parallel to the longitudinal axis are arranged in alignment.

Wie man gut anhand der 4 erkennen kann, ist jede der Aufnahmen 2 so ausgestaltet, dass der Permanentmagnet 3 von der Umfangsseite her mit einer Bewegung in radialer Richtung in die Aufnahme 2 eingesetzt werden kann. Die Bestückung des Rotors 1 kann also sehr effizient von der Außenumfangsfläche her erfolgen. Die z. T. im Stand der Technik propagierte Notwendigkeit, die Permanentmagneten von einer oder beiden Stirnseiten des Rotorkörpers her in Kammern des Rotorkörpers 15 einzuführen, entfällt. How to be good on the basis of 4 can recognize is any of the shots 2 designed so that the permanent magnet 3 from the peripheral side with a movement in the radial direction in the recording 2 can be used. The assembly of the rotor 1 So it can be done very efficiently from the outer peripheral surface. The z. T. propagated in the prior art need, the permanent magnet from one or both faces of the rotor body ago in chambers of the rotor body 15 to introduce, deleted.

Im Zuge dieses Einsetzens kommt der Permanentmagnet 3, bevor er die Bodenfläche 7 der Aufnahme 2 erreicht, an den Vorsprüngen 5 zur Anlage, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit seiner Innenumfangsfläche. Die Vorsprünge 5 geben dadurch die Höhe h des Klebespalts vor, genauer gesagt des sie umgebenden Klebespalts. Trägt man auf die die Vorsprünge 5 umgebende Bodenfläche 7 und/oder die entsprechenden Komplementärflächen am Permanentmagneten 3 die richtige Menge an Klebstoff auf, dann erhält man eine vollständig mit Klebstoff ausgefüllte Klebefuge, die eine definierte Höhe h aufweist und den jeweiligen Vorsprung 5 umgibt, vorzugsweise auf all seinen vier Seiten. Idealerweise erfolgt der Klebstoffauftrag derart gezielt und dosiert, dass auch im Zuge des Einsetzens der Permanentmagneten 3 kein Klebstoff zwischen die Flächen des jeweiligen Vorsprungs 5 und des Permanentmagneten 3 gelangt, die (dann unmittelbar) gegeneinander anliegen, wenn der Permanentmagnet seine Endposition auf dem jeweiligen Vorsprung 5 erreicht hat. In the course of this insertion comes the permanent magnet 3 before leaving the floor area 7 the recording 2 reached, at the projections 5 to the plant, in the present embodiment with its inner peripheral surface. The projections 5 thereby indicate the height h of the glue gap, more precisely the glue gap surrounding it. If you put on the projections 5 surrounding ground surface 7 and / or the corresponding complementary surfaces on the permanent magnet 3 the correct amount of adhesive, then you get a completely filled with adhesive adhesive joint, which has a defined height h and the respective projection 5 surrounds, preferably on all four sides. Ideally, the adhesive is applied so targeted and metered that even in the course of insertion of the permanent magnet 3 no glue between the surfaces of the respective projection 5 and the permanent magnet 3 passes, which (then immediately) abut each other when the permanent magnet its final position on the respective projection 5 has reached.

Wie man besonders gut anhand der 5 und 7 erkennen kann, besitzt jeder Vorsprung 5 eine Plateaufläche 8, also eine von etwaigen Verrundungen oder Abschrägungen im Randbereich unbeeinflusste Fläche. Diese Plateaufläche ist vorzugsweise konvex ausgeführt. Sie kann dann durchgehend einen örtlichen Krümmungsradius besitzen, der komplementär zu dem Krümmungsradius jedes konkaven Bereichs der Innenumfangsfläche eines Permanentmagneten ist, der an ihr in montiertem Zustand anliegt. How to be particularly good on the basis of 5 and 7 can recognize, has every advantage 5 a plateau area 8th , So an area uninfluenced by any fillets or bevels in the edge area. This plateau surface is preferably convex. It may then have a local radius of curvature throughout which is complementary to the radius of curvature of each concave portion of the inner circumferential surface of a permanent magnet which abuts against it in the assembled state.

Am besten ist anhand der 7 zu erkennen, dass jeder Vorsprung 5 – vorzugsweise zweiseitig – eine Schrägfläche 18 ausbildet, über die er in die Bodenfläche 7 der Aufnahme 2 übergeht. It is best based on the 7 to realize that every lead 5 - preferably two-sided - an inclined surface 18 trains over which he is in the bottom surface 7 the recording 2 passes.

Jede der Schrägflächen 18 ist vorzugsweise so geneigt, dass sie mit der ihr nächstliegenden Tangente an die Plateaufläche einen spitzen Winkel ALPHA von 45° +/– 10° einschließt. Each of the inclined surfaces 18 is preferably inclined so that it encloses with its nearest tangent to the plateau surface an acute angle ALPHA of 45 ° +/- 10 °.

Eine nicht obligatorische, aber besonders günstige Positionierung und Dimensionierung zweier Vorsprünge 5 zeigt die 6. Die beiden Vorsprünge sind – jeweils in Umfangsrichtung gemessen – so an der Bodenfläche 7 der hier als Nut gestalteten Aufnahme angeordnet, dass der Abstand der beiden Vorsprünge untereinander dem doppelten Abstand entspricht, den jeder der Vorsprünge 5 zu der ihm unmittelbar benachbarten Seitenwand 9 bzw. 10 der Nut einhält, jeweils +/–25 % toleriert. Auf diese Art und Weise wird eine besonders präzise Positionierung der Permanentmagneten erreicht. A not obligatory, but particularly favorable positioning and dimensioning of two projections 5 show the 6 , The two projections are - measured in the circumferential direction - so on the bottom surface 7 arranged here as a groove recording arranged that the distance between the two projections to each other twice the distance corresponds to each of the projections 5 to the side wall immediately adjacent to it 9 respectively. 10 the groove complies, each +/- 25% tolerated. In this way, a particularly precise positioning of the permanent magnets is achieved.

Die Erstreckung jedes der Vorsprünge in Umfangsrichtung beträgt etwa die Hälfte des Abstandes, den jeder der Vorsprünge zu der ihm unmittelbar benachbarten Seitenwand 9 bzw. 10 der Nut einhält, jeweils +/–25 % toleriert. The extent of each of the projections in the circumferential direction is about half the distance that each of the projections to the immediately adjacent side wall 9 respectively. 10 the groove complies, each +/- 25% tolerated.

ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL SECOND EMBODIMENT

Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht – mit Ausnahme des nachfolgend explizit beschriebenen Unterschieds – vollumfänglich dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass das für das erste Ausführungsbeispiel Beschriebene identisch auch für das zweite Ausführungsbeispiel gilt. The second embodiment fully corresponds to the first exemplary embodiment, with the exception of the difference explicitly described below, so that the description described for the first exemplary embodiment also applies identically to the second exemplary embodiment.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird jede der Aufnahmen 2 durch eine Nut gebildet. Auch hier weist jede Nut eine Bodenfläche 7 auf und zumindest eine erste Seitenwand 9 und eine zweite Seitenwand 10. Also in this embodiment, each of the shots 2 formed by a groove. Again, each groove has a bottom surface 7 on and at least a first sidewall 9 and a second side wall 10 ,

Der Unterschied zwischen diesem zweiten und dem ersten Ausführungsbeispiel liegt darin, dass die Bodenfläche 7 der Aufnahme 2 überwiegend oder idealerweise sogar vollständig eben ist, so, wie von den 810 gezeigt. The difference between this second and the first embodiment is that the bottom surface 7 the recording 2 is predominantly or ideally even completely flat, as well as from the 8th - 10 shown.

Im Regelfall ist bei den Abstandhaltern 4 die radial nach außen weisende freie Oberfläche überwiegend bzw. vollständig eben, so, wie in 10 zu erkennen. As a rule, the spacers 4 the radially outwardly facing free surface predominantly or completely flat, as in 10 to recognize.

Die Ausgestaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem z. B. die einzelnen Bleche, die voneinander isoliert zum Paket gestapelt sind, mit überwiegend geraden Kanten in Anordnung nach Art eines Sechsecks (vgl. 8 und 9), eines Achtecks, eines Zehnecks oder, ganz allgemein, eines Polygons ausgestaltet sind, erlaubt wesentlich einfacher, eine enge Tolerierung zu erreichen, d. h. eine sehr präzise Anordnung der Permanentmagnete. So wird es einfacher, die schmalen Luftspalte zu erreichen und zu halten, die heute für hocheffiziente Elektromotoren gefordert werden. The embodiment according to the second embodiment, in which z. B. the individual sheets, which are stacked isolated from one another to the package, with a predominantly straight edges arranged in the manner of a hexagon (see. 8th and 9 ), an octagon, a toe or, more generally, a polygon are designed, allows much easier to achieve a close tolerance, ie, a very precise arrangement of the permanent magnets. This makes it easier to reach and maintain the narrow air gaps required today for highly efficient electric motors.

ALLGEMEINE ANMERKUNGEN GENERAL REMARKS

Im Regelfall wird der Rotor mit Permanentmagneten versehen und nicht der Stator, der sich ohne weiteres bestromen lässt. Im Ausnahmefall kann es aber sinnvoll sein, statt des Rotors den Stator erfindungsgemäß mit Permanentmagneten zu versehen. Auch hierfür wird Schutz beansprucht. As a rule, the rotor is provided with permanent magnets and not the stator, which can be energized without further ado. In exceptional cases, it may be useful to provide the stator according to the invention with permanent magnets instead of the rotor. Again, protection is claimed.

Die im vorstehenden Beschreibungstext für den Rotor dargelegten unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten lassen sich dann sinngemäß auch an einem entsprechend ausgestatteten Stator vorsehen. Auch hierfür wird Schutz beansprucht, und zwar auch unabhängig von der Ausgestaltung des Rotors. The different design options set out in the above description text for the rotor can then be provided analogously to a suitably equipped stator. Also for this protection is claimed, even regardless of the design of the rotor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Rotor rotor
2 2
Aufnahme admission
3 3
Permanentmagnet permanent magnet
4 4
Abstandhalter spacer
5 5
Vorsprung head Start
6 6
Klebespalt bonding gap
7 7
Bodenfläche der Aufnahme Bottom surface of the recording
8 8th
Plateaufläche des Vorsprungs Plateau surface of the projection
9 9
erste Seitenwand der Nut first side wall of the groove
10 10
zweite Seitenwand der Nut second side wall of the groove
11 11
proximale Rotorkappe proximal rotor cap
12 12
distale Rotorkappe distal rotor cap
13 13
Rotorwelle rotor shaft
14 14
Abtrieb output
15 15
Rotorkörper rotor body
16 16
Innenumfangsfläche des Permanentmagneten Inner peripheral surface of the permanent magnet
17 17
Außenumfangsfläche des Permanentmagneten Outer peripheral surface of the permanent magnet
18 18
Schrägfläche sloping surface
19 19
Rotorkavität Rotorkavität
L L
Rotationsachse axis of rotation
ALPHAALPHA
Winkel zwischen der Schrägfläche und der Tangente an die Plateaufläche Angle between the inclined surface and the tangent to the plateau surface
h H
Höhe des Klebespalts Height of the glue gap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007016771 A1 [0005] DE 102007016771 A1 [0005]

Claims (12)

Elektromotor mit einem mit mehreren Permanentmagneten (3) bestückten Rotor (1) aus vorzugsweise magnetischem Material zum Umlauf relativ zu einem Stator, wobei der Rotor (1) Aufnahmen (2) für Permanentmagnete (3) aufweist und die Permanentmagnete (3) mittels eines Klebstoffs an den Aufnahmen (2) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2) einen Abstandhalter (4) aufweist, gegen den ein Permanentmagnet (3) mit einem Teil seiner Fläche so anliegt, dass hierdurch die Höhe (h) des Klebespalts (6) zwischen dem Permanentmagneten (3) und der Aufnahme (2) vorgegeben wird. Electric motor with one with several permanent magnets ( 3 ) equipped rotor ( 1 ) of preferably magnetic material for circulation relative to a stator, wherein the rotor ( 1 ) Recordings ( 2 ) for permanent magnets ( 3 ) and the permanent magnets ( 3 ) by means of an adhesive on the receptacles ( 2 ), characterized in that each receptacle ( 2 ) a spacer ( 4 ), against which a permanent magnet ( 3 ) is in contact with part of its surface such that the height (h) of the adhesive gap ( 6 ) between the permanent magnet ( 3 ) and the recording ( 2 ) is given. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abstandhalter (4) einen Vorsprung (5) bildet, der in radialer Richtung gegenüber der ihn unmittelbar umgebenden Bodenfläche (7) der Aufnahme (2) um eine Höhe (h) aufragt. Electric motor according to claim 1, characterized in that each spacer ( 4 ) a lead ( 5 ), which in the radial direction opposite to the immediately surrounding bottom surface ( 7 ) of the recording ( 2 ) rises by a height (h). Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) mindestens 1/10 mm und maximal 6/10 mm, besser maximal 4/10 mm beträgt. Electric motor according to claim 2, characterized in that the height (h) is at least 1/10 mm and at most 6/10 mm, better at most 4/10 mm. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (5) ein Plateau bildet, dessen Plateaufläche (8) konvex und insbesondere zylindrisch gekrümmt ist. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 5 ) forms a plateau whose plateau surface ( 8th ) is convex and in particular cylindrically curved. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (5) ein Plateau bildet, dessen Plateaufläche (8) mittels Schrägflächen (18) in die umgebende Bodenfläche (7) übergeht, wobei die Schrägflächen (18) unter einem spitzen Winkel (ALPHA) von 45° +/– 10° gegenüber der den Schrägflächen (18) nächsten Tangente an die Plateaufläche (8) verlaufen. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 5 ) forms a plateau whose plateau surface ( 8th ) by means of inclined surfaces ( 18 ) into the surrounding floor area ( 7 ), wherein the inclined surfaces ( 18 ) at an acute angle (ALPHA) of 45 ° +/- 10 ° with respect to the inclined surfaces ( 18 ) next tangent to the plateau surface ( 8th ). Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2) eine Nut mit mindestens zwei Seitenwänden (9; 10) und einer sich (radial) unterhalb der Seitenwände (9; 10) an diese anschließenden Bodenfläche (7) ist. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that each receptacle ( 2 ) a groove with at least two side walls ( 9 ; 10 ) and one (radially) below the side walls ( 9 ; 10 ) to this adjoining floor surface ( 7 ). Elektromotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (9; 10) den Permanentmagneten (3) an seinen senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufenden Stirnflächen umgreifen. Electric motor according to claim 5 or 6, characterized in that the side walls ( 9 ; 10 ) the permanent magnet ( 3 ) engage around at its perpendicular to the circumferential direction end faces. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in radialer Richtung nach außen offen ist und vorzugsweise so gestaltet ist, dass ein in der Nut zu befestigender Permanentmagnet (3) von der Umfangsseite her in radialer Richtung in die Nut eingesetzt werden kann. Electric motor according to claim 5, characterized in that the groove is open in the radial direction to the outside and is preferably designed so that a permanent magnet to be fastened in the groove ( 3 ) can be inserted from the peripheral side in the radial direction in the groove. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2) als eine in Richtung parallel zur Längsachse durchgängige Nut ausgestaltet ist, die mehrere Permanentmagnete (3) aufnimmt, idealerweise vier bis sechs Stück. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that each receptacle ( 2 ) is configured as a continuous groove in the direction parallel to the longitudinal axis, the plurality of permanent magnets ( 3 ), ideally four to six pieces. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (2) durch eine Mehrzahl von gegeneinander elektrisch isolierten Blechen gebildet werden. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the recordings ( 2 ) are formed by a plurality of mutually electrically insulated sheets. Elektromotor mit einem mit mehreren Permanentmagneten (3) bestückten Stator aus magnetischem Material zur Rotation relativ zu einem Rotor (1), wobei der Stator Aufnahmen (2) für Permanentmagnete (3) aufweist und die Permanentmagnete (3) mittels eines Klebstoffs an den Aufnahmen (2) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2) einen Abstandhalter (4) aufweist, gegen den ein Permanentmagnet (3) mit einem Teil seiner Fläche so anliegt, dass hierdurch die Höhe (h) des Klebespalts (6) zwischen dem Permanentmagneten (3) und der Aufnahme (2) vorgegeben wird. Electric motor with one with several permanent magnets ( 3 ) equipped stator of magnetic material for rotation relative to a rotor ( 1 ), whereby the stator recordings ( 2 ) for permanent magnets ( 3 ) and the permanent magnets ( 3 ) by means of an adhesive on the receptacles ( 2 ), characterized in that each receptacle ( 2 ) a spacer ( 4 ), against which a permanent magnet ( 3 ) is in contact with part of its surface such that the height (h) of the adhesive gap ( 6 ) between the permanent magnet ( 3 ) and the recording ( 2 ) is given. Rotor (1) aus vorzugsweise magnetischem Material zum Umlauf relativ zu einem Stator, wobei der Rotor (1) Aufnahmen (2) für Permanentmagnete (3) aufweist und die Permanentmagnete (3) mittels eines Klebstoffs an den Aufnahmen (2) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2) einen Abstandhalter (4) aufweist, gegen den ein Permanentmagnet (3) mit einem Teil seiner Fläche so anliegt, dass hierdurch die Höhe (h) des Klebespalts (6) zwischen dem Permanentmagneten (3) und der Aufnahme (2) vorgegeben wird. Rotor ( 1 ) of preferably magnetic material for circulation relative to a stator, wherein the rotor ( 1 ) Recordings ( 2 ) for permanent magnets ( 3 ) and the permanent magnets ( 3 ) by means of an adhesive on the receptacles ( 2 ), characterized in that each receptacle ( 2 ) a spacer ( 4 ), against which a permanent magnet ( 3 ) is in contact with part of its surface such that the height (h) of the adhesive gap ( 6 ) between the permanent magnet ( 3 ) and the recording ( 2 ) is given.
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