DE8803372U1

DE8803372U1 - Rotor für eine permanent-magnetisch erregte elektrische Maschine

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Publication number: DE8803372U1
Application number: DE8803372U
Authority: DE
Original assignee: Frankl & Kirchner & Co KG Fabrik fur Elektromotoren U Elektrische Apparate 6830 Schwetzingen De GmbH
Current assignee: Frankl & Kirchner & Co KG Fabrik fur Elektromotoren U Elektrische Apparate 6830 Schwetzingen De GmbH
Priority date: 1988-03-12
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1988-04-28
Also published as: ES1009578U; FR2629958A1; US4906882A; ES1009578Y; JPH0230282U; GB2216731B; IT8919713A0; CN2044773U; IT1228709B; GB2216731A; GB8905333D0

Description

^;..^::..^! RAU & SCHNECK

PATENTANWÄLTE DlPl..INQ. OR. MANFRED RAU DIPL..PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER IEIM EUItOPMISCHEN PATENTAMT VNR: Io6 984 Nürnberg, den Il.o3.88

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Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, Scheffelstrasse 73, 683o Schwetzingen/Baden

"Rotor fUr eine permanent-magnetisch erregte elektrische Maschine"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem solchen, aus dem DE-GM 84 27 7o3 bekannten Rotor der gattungsgemäßen Art sind die einzelnen Permanentmagnete mittels eines Positionierkäfigs auf dem als Tragkörper dienenden,zylindrischen Rotorkörper festgelegt« Dieser Positionierkäfig ist einstückig ausgebildet» wobei er aus stirnseitigen Endringen und diese einstückig verbindenden Längsstegen besteht. Er ist bevorzugt auf den Rotorkörper nach der Vormontage der Magnetsegmente aufgespritzt. Alternativ kann er auch mit

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in den Rotorkäfig eingesetzten Permanentmagneten aufgeschoben und dann auf dem Außenumfang des Rotorkörpers befestigt werden. Nachteilig hieran ist, daß der Fertigungsaufwand beträchtlich ist, und daß durch das Gewicht des Käfigs das Trägheitsmoment des Rotors insgesamt erhöht wird, was ganz besonders gilt, da der Positionierkäfig sich im Außenumfangsbereich des Rotors befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß einerseits eine exakte und einfache Montage der Permanentmagneten erreicht und gleichzeitig das Massenträgheitsmoment des Rotors reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Lösung bestehen die Positioniereinrichtungen nur aus drei Positionierringen, die auf den Rotorkörper aufgesteckt werden, wobei diese Positionierringe mit stummelartigen Positionierstegen versehen sind, zwischen denen die Permanentmagnete ausgerichtet werden. Die Gesamtmasse dieser Positionierringe ist im Vergleich zu einem einstückigen Positionierkäfig außerordentlich gering, so daß auch eine entsprechende Reduktion des Massenträgheitsmomentes des gesamten Rotors erreicht wird.

Die Ansprüche 2 und 3 geben bevorzugte maximale Längen der Positionierstege in bezug auf die Gesamtlänge des Permanentmagnete tragenden Rotorkörpers an.

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Im Anspruch 4 sind einfache Maßnahmen zur axialen Arretierung des Innen-Positionierrings auf dem Außenumfang des Rotorkörpers angegeben.

Aus den Ansprüchen 5, 6 und 7 ergeben sich einfache Mittel zur tangentialen, radialen und axialen Festlegung der Positionierringe relativ zum RotorkÖrper. Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 4 bis 7 sind dann besonders einfach ausführbar, wenn gemäß Anspruch 8 die Positionierringe aus hartelastischem Kunststoff bestehen.

Eine weitere Verringerung des MaSoenträgheitsmomentes des Rotors ergibt sich durch die Maßnahmen nach Anspruch 9.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines AusfUhrungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsansicht eines Rotors,

Fig. 2 eine Längsansicht des Rotorkörpers des Rotors in teilweise aufgeschnittener Dar-

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rotor gemäß der Schnittlinie 11I=III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Positionier ring gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig= und

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Positionier-Zwischenring.

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Der in der Zeichnung dargestellte Rotor weist in üblicher Weise einen - in Fig. 2 dargestellten - zylindrischen Rotorkörper 1 auf, der konzentrisch zu einer Mittel-Längs-Achse 2 ausgebildet ist. Konzentrisch zu dieser Achse sind an den beiden ebenen Stirnseiten 3, 4 des Rotorkörpers und einstückig mit diesem zylindrische Aufnahmeabschnitte 5 für Positionierringe 6 ausgebildet. An die beiden Aufnahmeabschnitte 5 schließen sich in üblicher Weise Wellenabschnitte 7, 8 an, wobei an dem einen abtriebsseitigen Wellenabschnitt 8 ein Konusabschnitt 9 zur Aufnahme eines Abtriebrades, beispielsweise einer Riemenscheibe, ausgebildet ist, an den sich ein Gewindeabschnitt Io für eine Befestigungsmutter für das Abtriebsrad anschließt.

Die beiden identisch ausgebildeten Positionierringe 6 weisen eine Ringscheibe 11 auf, deren Innendurchmesser Di um einige Zehntel Millimeter kleiner ist als der Außendurchmesser Da der zylindrischen Aufnahmeabschnitte 5 des Rotorkörpers 1. Die aus spritzfähigem, also elastischem Kunststoff bestehenden Positionierringe 6 sitzen also nach dem Aufdrucken auf den Jeweiligen Aufnahmeabschnitt 5 spielfrei auf diesem. Die Ringscheiben sind Jeweils auf einer Seite mit In gleichen Winkelabstanden angeordneten, sich parallel zur Achse 2 erstreckenden Positionlerstegen 12 versehen, die - zur Materialersparnis und Gewichtsverringerung - hohl ausgebildet sind. Ihre Seitenflächen 13 verlaufen radial zur Achse 2. Ihre Innenflächen 14 liegen auf einer Zylinderfläche

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um die Achse 2, liegen also zumindest angenähert spielfrei auf der Außenumfangsfläche 15 des Rotorkörpers 1 auf. Die Positionierringe 6 werden derart auf die Aufnahmeabschnitte 5 aufgeschoben, daß die Ringscheibe 11 gegen die jeweilige Stirnseite 3 bzw. 4 des Rotorkörpers 1 anliegt, so daß sichdie Positionierstege 12 über einen kleinen axialen Abschnitt 1 des Rotorkörpers 1 erstrecken. An der Innenfläche eines Positioniersteges 12 ist ein Vorsprung 16 nach Art einer Feder ausgebildet, der in eine entsprechende, in der Außenumfangsfläche 15 des Rotorkörpers 1 von jeweils den Stirnseiten 3, 4 aus ausgebildete, sich parallel zur Achse 2 erstreckende Positioniernut 17 eingreift. Dort ist die Winkellage der Positionierringe 6 relativ zum Rotorkörper 1 festgelegt, während ihre axiale Lage durch die als Anschläge wirkenden Stirnseiten 3 bzw. 4 gesichert wird.

Die Ringscheiben 11 sind auf ihrer den Positionierstegen 12 zugewandten Innenseiten mit Ausnehmungen 18 zur Material- und Gewichtsersparnis versehen.

In der Mitte der Gesamtlänge L des Rotorkörpers 1 ist ein Innen-Positionierring 19 angeordnet. Dieser besteht aus einer dünnen Ringscheibe 2o, deren Innen-Durchmesser di größer ist als der Außendurchmesser da des Rotorkörpers 1. In gleichen Winkelabständen sind - im vorliegenden Fall vier -radial nach innen vorstehende Arretierstege 21 ausgebildet, deren Innen-Durchmesser di' um wenige Zehntel Millimeter kleiner ist als der Außendurchmesser da des Rotorkörpers 1« Zur Aufnahme

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dieser Arretierstege 21 ist in der Längsmitte des Rotorkörpers 1 eine Ringnut 22 ausgebildet, in der die Arretierstege 21 einrasten. Da auch der Innen-Posiitonierring 19 aus spritzfähigem, elastischem Kunststoff besteht, kann er axial von einer der Stirnseiten 3 bzw. 4 her über die Außenumfangsfläche 15 des Rotorkörpers 1 unter entsprechender elastischer Verformung der Arretierstege 21 aufgeschoben werden. Nach Erreichen der Ringnut 22 rasten die Arretierstege 21 in diese ein, wodurch die axiale Lage des Innen-Positionlerrings 19 relativ zum Rotorkörper 1 festliegt.

An beiden Stirnseiten der Ringscheibe 2o des Innen-Positiorterrings 19 sind Positionierstege ausgebildet, die in ihrem Querschnitt den Positionierstegen 12 entsprechen. Sie weisen also Seitenflächen 24 auf, die radial zur Achse 2 verlaufen. Ihre jeweiligen Innenflächen 25 liegen auf einer Zylinderfläche um die Acnse 2. Diese Innenflächen 25 liegen ebenfalls zumindest angenähert spielfrei auf der Außenumfangsfläche 15 des Rotorkörpers 1 auf. Die einander gegenüberliegenden Innenflächen 25 schließen also gleichermaßen wie die entsprechenden Innenflächen 14 jeweils einen Durchmesser da ein. Die axiale Erstrekkung 1' der Positionlerstege 23 kann kleiner sein als die entsprechende Erstreckung 1 der Positionierstege 12. Die an den beiden Stirnselten der Ringscheibe 2o ausgebildeten Positionierstege können gegeneinander winkelversetzt sein, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Sie liegen jeweils auf einer Mantellinie zu den zugewandten Posltio-

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nierstegen 12 des jeweils zugewandten Positionierrings 6. Die einander zugewandten Positionierstege 12 und 23 fluchten also miteinander.

\ Zwischen jedem Positionierring 6 und dem Innen-

•5 Positionierring 19 sind Fächer 26 ausgebildet,

I in denen Permanentmagnete 27 angeordnet werden,

'. die mit ihren - nicht besonders bezeichneter -

Stirnflächen an den jeweiligen Ringscheiben 11

; bzw. 2o anliegen, und die mit ihren Seitenflä-

' chen 28 gegen die Seitenflächen 13 bzw. 24 der

i Positionierstege 12 bzw. 23 anliegen, wodurch

i Bie einerseits axial und andererseits tangential

eum Rotorkörper 1 positioniert werden. Der Raum

J-. zwischen den einander gegenüberliegenden Positio-

I nierstegen 12 und 23 und den Seitenflächen 28

¹ ist jeweils ein Freiraum 29. Die Permanentmagnete 27 werden mit ihren Innenflächen 3o mittels einer Klebstoffschicht 31 an der Außenumfangs- ; fläche 15 des Rotorkörpers 1 befestigt. Eine

i tangentiale Festlegung des Innen-Positionier-

I rings 19 relativ zum Rotorkörper 1 ist nicht

j notwendig, da die tangentiale Lage, also die

&Udigr; Winkelstellung des Innen-Positionierrings 19,

j relativ zu den Positionierringen 6 sich bei der

I Montage der Permanentmagnete 27 von alleine ein-

! derten Montage mit einer Landagierung 32 versehen

werden, um zu verhindern, daß die Permanentmagnete 27 teilweise oder ganz aufgrund von auftretenden Fliehkräften herausgeschleudert werden.

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Die Länge 1 bzw. 1' der Positionierstege 12 bzw. 23 liegt im Bereich von Jeweils 2% bis 3% der Gesamtlänge L des Rotorkörpers. Ihre Länge sollte 5 % nicht Überschreiten und keinesfalls Io %.

Claims

RAU & SCHNECK

PATENTANWÄLTE

DIPU-ING. DR. MANFRED RAU DIPL-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

VNR: Io6 984 Nürnberg, den Il.o3.88

R/Ba

Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, Scheffelstrasse 73, 683o Schwetzingen/Baden

Ansprüche

1. Rotor für eine permanent-magnetisch erregte elektrische Maschine, der einen im wesentlichen zylindrischen Rotorkttrper (1) mit koaxial von diesem abstehenden Wellenabschnitten (7, 8) aufweist, dessen Permanentmagnete (27) mittels Positioniereinrichtungen axial und tangential zum Rotorkörper (1) festgelegt und an dessen Auiienumfangsfläche (15) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Positioniereinrichtungen Jeweils ein im Bereich jeder Stirnseite (3, 4) eines Rotorkörpers (1) angeordneter Positionierring (16) und mindestens ein zwischen letzteren auf dem Rotorkörper (1) angeordneter Innen-Positionierring (19) vorgesehen sind, die mit sich nur über einen kleinen Teil der Länge (L) der Außenumfangsflache (15) des Rotorkörpers (1) erstreckenden

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Positionierstegen (12, 23) versehen sind, wobei jeweils ein Positionierring (6) und der Innen-

Positionierring (19) einerseits und jeweils mit-

)_ einander fluchtende Positionierstege (12, 23)

&Idigr; andererseits Fächer (26) für jeweils einen Permanent

magneten (27) teilweise begrenzen.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennze1 fine t. daß für die Lunge (1, I¹) der Positionierstege (12, 23) in bezug auf die Länge (L) der Außenumfangs-

flache (15) des Rotorkörpeos (1) gilt Ko,1 L und 1·<&ogr;,1 L.
3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ^;, daß für die Länge (x, 1·) der Positionierstege (12, 23) in bezug auf die Länge (L) der Außen-

umfangsflache (15) des Rotorkörpers (1) gilt 1-<o,o5 L und l'-<o,ob L.
4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen-Positionierring (19) radial nach innen gerichtete Arretierstege (21) aufweist, die in e'ne Ringnut (22) in der Außenumfangsflache (15) des Rotorkörpers (1) eingreifen.
5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionlerringe (6) jeweils einen radial nach innen ragenden, in eine Positioniernut (17) in der Außenumfangsflache (15) des Rotorkörpers (1) eingreifenden Vorsprung (16) aufweisen.
6. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. da/3 die Positionierringe (6) als Ringscheibe (11) ausgebildet sind und Jeweils radiel spielfrei auf einem sich unmittelbar an den Rotorkörper (1)

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anschließenden zylindrischen Aufnahmeabschnitt (5) s' angeordnet sind. ;;
7. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierringe (6) axial spielfrei an Jeweils einer Stirnseite (3, 4) des Rotorkörpers (1) anliegen.
8. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierringe (6) und der Innen-Positionierring (19) aus hartelastischem Kunststoff bestehen.
9. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierstege (12, 23) hohl ausgebildet sind.