WO2009003855A1

WO2009003855A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: WO2009003855A1
Application number: PCT/EP2008/057842
Authority: WO
Inventors: Gert Wolf
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2007-06-30
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-01-08
Also published as: DE102007032135A1; EP2171829A1

Abstract

Elektrische Maschine mit einem Stator (16) und einem Rotor (20), mit einander an dem Stator (16) zugewandten Umfang des Rotors (20) benachbart angeordneten, unterschiedlich polarisierten Erregerpolen (24, 25), insbesondere Klauenpolen, wobei zwischen den Erregerpolen (24, 25) Polzwischenräume (63) angeordnet sind, wobei in zumindest einem Polzwischenraum (63) zumindest ein Permanentmagnet (70) angeordnet ist, der im Betrieb einem Streufluss zwischen seinen benachbarten Erregerpolen (24, 25) entgegen wirkt und der Permanentmagnet (70) durch ein Halteelement (80) gehaltert ist, wobei der Permanentmagnet (70) in radialer Richtung zumindest partiell eine Verjüngung der Kontur im Längsschnitt aufweist und das Halteelement (80) den Permanentmagneten (70) formschlüssig an der sich verjüngenden Kontur angreift.

Description

Beschreibung

Elektrische Maschine

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 51 115 Al ist eine elektrische Maschine bekannt, die als sogenannter Klauenpolgenerator ausgeführt ist. Diese elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei am Umfang des Rotors benachbart angeordnete, unterschiedlich polarisierte Erregerpole bei Drehbewegung eine Ständerspannung in einer Ständerwicklung des Stators erzeugen. Die Erregerpole dieser Maschine sind als sogenannte Klauenpole ausgeführt. Zwischen diesen im Betrieb unterschiedlich polarisierten

Erregerpolen sind Permanentmagnete angeordnet, die zur Streuflusskompensation zwischen den benachbart angeordneten Erregerpolen wirken. Die Permanentmagnete sind in den Polzwischenräumen mittels Halteelementen befestigt, die relativ groß bauen, so dass die rotatorische Massenträgheit des Rotors verhältnismäßig groß ist.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor aneinander an dem dem Stator zugewandten Umfang des

Rotors benachbart angeordnete, unterschiedlich polarisierte Erregerpole aufweist, die insbesondere Klauenpole sind und wobei zwischen den Erregerpolen Polzwischenräume angeordnet sind, wobei in zumindest einem Polzwischenraum zumindest ein Permanentmagnet angeordnet ist, der im Betrieb einem Streufluss zwischen seinem benachbarten Erregerpolen entgegenwirkt und der Permanentmagnet durch ein Halteelement gehaltert ist, wobei der Permanentmagnet in radialer Richtung zumindest partiell eine Verjüngung der Kontur im Längsschnitt aufweist und das Haltelement den Permanentmagneten formschlüssig an der sich verjüngenden Kontur angreift, hat den Vorteil, dass der Permanentmagnet durch verhältnismäßig kurz und klein bauende Halteelemente gehaltert ist, da diese nicht radial unterhalb der Permanentmagnete erstreckt werden müssen. Das Halteelement baut relativ klein, so dass mit der Verringerung der Masse des Halteelements auch die Gesamtmasse des Rotors verringert wird. Zudem kommt hinzu, dass die Haltelemente üblicherweise in der Nähe des radialen Außenumfangs des Rotors angeordnet sind, wo eine Massenverringerung besonders starke Auswirkungen auf die Verringerung der rotatorischen Trägheit hat. Der Vorteil der Verringerung der rotatorischen Massenträgheit ist darin zu sehen, dass die auf die Klauenpole bzw. Erregerpole wirkenden Fliehkräfte verringert sind, so dass das an der Polwurzel wirkende Biegemoment, welches durch das Halteelement hervorgerufen wird, verringert ist. Des Weiteren verringert sich die Torsionsbelastung im wellenartigen Antriebsbereich zwischen der Riemenscheibe und magnetischen Teil des Rotors. Zudem wird die Zugbelastung des an der Riemenscheibe wirkenden Riemens verringert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteelement eine sich nach radial innen erstreckende Lasche aufweist, die die sich verjüngende Kontur des Permanentmagneten hintergreift und dadurch den Permanentmagneten hält. Der Vorteil einer derartigen Befestigung besteht darin, dass im Stillstand des Generators, bei gleichzeitig maximaler Erregung des elektrisch erregbaren Teils des Rotors die auf den Permanentmagneten wirkenden Kräfte nach radial innen sehr gut aufnehmen kann.

Ist die Lasche quer zur Längsachse der Nut beidseitig von Abschnitten des Permanentmagneten umgriffen, so ergibt sich nicht nur eine gute Haltewirkung in radialer Richtung, sondern des weiteren auch unterhalb der Wirkung quer zur radialen Richtung, d. h. in Umfangsrichtung. In diesem Fall ist nicht nur ein Hinterschnitt in radialer Richtung, sondern auch in Umfangsrichtung gebildet.

Vorteilhafter Weise greift die Lasche in eine keilförmige oder rechteckförmige oder ausgerundete Aussparung des Permanentmagneten ein. Derartige Aussparungen haben den Vorteil, dass diese einfach zu fertigen sind und eine zuverlässige Anbindung zwischen Lasche und Permanentmagnet anbieten. Weist der Permanentmagnet an seinem axialen Ende stirnseitig eine Vertiefung (Aussparung) auf, in die eine Aufwölbung der Lasche eingreift, so ergibt sich aus der Paarung von Lasche und Aussparung bzw. Vertiefung eine sehr gute Kraftübertragung zwischen Permanentmagnet und Lasche.

Zur einfachen Befestigung eines Permanentmagneten in einem Halteelement ist vorgesehen, dass die Lasche eine Einfuhrschräge aufweist, die das Einführen des Permanentmagneten erleichtert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein

Hinterschnitt des Permanentmagneten größer ist als die Materialstärke der Lasche. Dies hat den Vorteil einen bestmöglichen Formschluss zu erzielen.

Zur besonders materialsparenden Auslegung bei der Befestigung des Permanentmagneten am Rotor ist vorgesehen, dass ein Permanentmagnet ein bis viermal so breit wie eine Breite der Lasche ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet einen trapezförmigen Längsschnitt aufweist, der längs zum Polzwischenraum orientiert ist, das bedeutet dass der Längsschnitt im wesentlichen längs der Maschinenachse und mit seiner längsten Seite nach radial außen gerichtet ist. Dadurch ergibt sich zunächst eine verhältnismäßig einfache Ausbildung eines Hinterschnitts und eine Halterung des Permanentmagneten durch Ausbildung eines Hinterschnitts und andererseits ließe sich ein Permanentmagnet als längere Stangenware herstellen und an den

Trennstellen zwischen zwei Permanentmagneten beispielsweise sägen. Sägen wäre einerseits ein einfaches Trennmittel zwischen zwei Permanentmagneten und andererseits ergäbe sich dadurch leicht die Möglichkeit, entsprechende Hinterschnitte zu bilden.

Komplizierte Geometrien der Aussparungen lassen sich dann besonders gut herstellen, wenn der Permanentmagnet aus Sintermaterial und hier vorzugsweise aus der Materialkombination „Seltenerd", d.h. aus Neodym, Eisen und Bor. Auch möglich ist eine Materialmischung aus Samarium und Kobalt. Es ist vorgesehen, dass das Halteelement mittels Polnuten in den Erregerpolen gehalten ist, so dass das Halteelement in jedem Fall immer durch die Polnuten - sei es nach radial außen, als auch nach radial innen - an seiner Position gesichert ist.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Halteelement nur unter einem Überstand der Erregerpole radial außen gesichert ist. Hierbei ist vorgesehen, dass das Halteelement bzw. die Kombination aus Halteelement und Permanentmagnet durch ein weiteres Haltemittel unter den Überständen fixiert wird, beispielsweise durch Klebstoff (Harz). Dies ist erforderlich, um im drehenden Zustand des Rotors ein Verschieben der Halteelemente mit den Permanentmagneten nach radial innen zu verhindern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine, ausgeführt als

Generator,

Figur 2 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung einen Rotor der vorgenannten elektrischen Maschine, Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Polzwischenraum mit zwei einander angrenzenden Erregerpolen,

Figur 4a, b und c zeigen in räumlicher Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Permanentmagneten, in einer Längsschnittansicht mit aufgeschobenen

Halteelement und die Baugruppe aus Halteelement und Permanentmagnet in räumlicher Ansicht,

Figur 5a, b und c, 6a, b und c, 7a, 7b, 7c verschiedene weitere

Ausführungsbeispiele von Permanentmagneten mit Haltelement,

Figur 8a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Permanentmagneten in räumlicher Ansicht, Figur 8b und c ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Permanentmagneten in zwei seitlichen Ansichten,

Figur 9 eine Einbausituation eines Permanentmagneten mit Halteelement zwischen zwei Erregerpolen, Figur 10 eine Querschnittsansicht eines Permanentmagneten in einem Polzwischenraum zwischen zwei Erregerpolen, wobei das Halteelement nur unter einem Überstand der Erregerpole nach radial außen gesichert ist.

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine elektrische Maschine 10, ausgeführt als Wechselstromgenerator, speziell als Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, dargestellt. Diese weist u. a. ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das aus einem ersten Lagerschild 13.1 und einem zweiten Lagerschild 13.2 besteht. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in sich einen Stator 16 auf, mit einem kreisringförmigen Blechpaket 17, in dessen innen offene und sich axial erstreckenden Nuten eine Statorwicklung 18 eingelegt ist. Der ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten Oberfläche einen elektromagnetisch erregten Rotor 20, der als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 besteht u. a. aus zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren

Außenumfang sich jeweils in axialer Richtung erstreckende Erregerpole (Klauenpolfinger) 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass ihre sich in axiale Richtung erstreckenden Erregerpole 24, 25 am Umfang des Rotors einander als Nord- und Südpole abwechseln. Es ergeben sich dadurch magnetisch erforderliche

Polzwischenräume zwischen den gegensinnig magnetisierten Erregerpolen 24 und 25, welche wegen der sich zu ihren freien Enden hin verjüngende Erregerpole 24 und 25 leicht schräg zur Maschinenachse 26 verlaufen. Für die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung und in den Ansprüchen ist dieser Verlauf vereinfacht als axial bezeichnet. Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf einer Rotorseite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 bzw. 13.2 drehbar gelagert. Er weist zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30.1 bzw. 30.2 befestigt ist. Diese Lüfter 30.1 und 30.2 bestehen im Wesentlichen aus einem plattenförmigen bzw. scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30.1 und 30.2 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch zwischen der Außenseite und dem Innenraum der elektrischen Maschine 10 zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 an den axialen Enden der Lagerschilder 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30.1 und 30.2 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30.1 und 30.2 radial nach außen beschleunigt, so dass sie durch die für die Kühlluft durchlässigen Wickelköpfe 45 auf der Antriebsseite 46 und auf der Elektronikseite hindurch treten kann. Durch diesen Effekt werden die Wickelköpfe gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem hindurch Treten durch die Wickelköpfe 45 bzw. 46 bzw. nach dem Umströmen dieser Wickelköpfe 45 und 46 einen Weg radial nach außen durch nicht dargestellte Öffnungen. In Figur 1 auf der rechten Seite befindet sich eine Schutzkappe 47, die verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen schützt. So deckt diese Schutzkappe 47 beispielsweise eine Schleifringbaugruppe 49 ab, die eine Erregerwicklung 51 mit Erregerstrom versorgt. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier als Pluspolkörper wirkt. Als sogenannter Minuskühlkörper wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und dem Kühlkörper 53 ist eine Anschlussplatte 56 angeordnet, welche im Lagerschild 13.2 befestigte Minusdioden 58 und in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden im Kühlkörper 53 in Form einer Brückenschaltung miteinander verbindet.

Die Figur 2 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung Teile des Rotors 20, der in Figur 1 dargestellten elektrischen Maschine 10. Die Mantelfläche 60 des

Rotors wird von zwei mal sechs Erregerpolen 24, 25 gebildet, die umfänglich abwechselnd angeordnet sind. Zwischen je einem Erregerpol 24 und einem Erregerpol 25 befindet sich ein Polzwischenraum 63, der durch Erregerpolflanken 65 der Erregerpole 24, 25 begrenzt ist. In den Erregerpolflanken 65 befindet sich jeweils eine Polnut 67, 68, die sich über die komplette Länge des Erregerpols 24,

25 erstreckt. In jedem der Polzwischenräume 63 kann ein Permanentmagnet 60 eingebracht werden, der von einem Halteelement 80 zwischen den Erregerpolen 24, 25 gehalten ist. Dazu greift eine leistenförmige Kante 76 des Halteelements 80 beidseitig in die Polnuten 67, 68. Die Permanentmagnete 70 dienen dabei zur Kompensation des magnetischen Streuflusses zwischen den gegenseitig magnetisierten Erregerpolen 24, 25. Durch die Streuflusskompensation erhöht sich die Leistungsabgabe. Zur Reduzierung des Magnetgeräusches können auf den Erregerpolen 24, 25 auf ihren hinsichtlich der in Umlaufrichtung auflaufenden und/oder ablaufenden Kanten Anfasungen 78 angebracht sein. Figur 3 zeigt den Querschnitt durch einen Erregerpol 24 und einen Erregerpol 25, die beide jeweils aneinander zugewandte Erregerpolflanken 65 aufweisen. Zwischen den Erregerpolflanken 65 ist der Permanentmagnet 60 angeordnet. Der Permanentmagnet 60 wird nach radial außen mittels der leistenförmigen Kante 76, die einstückiges Teil des Halteelements 80 ist, in den Polnuten 67 bzw.

68 gehalten.

In Figur 4a ist eine räumliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Permanentmagneten 70 dargestellt. Dieser Permanentmagnet weist eine prismatische Form auf, wobei der prismatische Querschnitt sich quer zwischen den Erregerpolen 24 und 25 erstreckt. Der prismatische Querschnitt weist in diesem Fall Trapezform auf, siehe auch Figur 3b. Der Permanentmagnet 70 ist dabei derartig gestaltet, dass zwei Stirnflächen 72 dieses Permanentmagneten 70 im Wesentlichen in Richtung des Polzwischenraums 63 ausgerichtet sind. Dabei weisen diese Stirnflächen 72 eine Zusatzkomponente auf, wonach diese

Stirnflächen 72 derartig gekippt sind, dass diese Stirnflächen 72 in Richtung zur Drehachse der elektrischen Maschine gerichtet sind. Dadurch weist der Permanentmagnet 70 durch seine sich nach radial innen verjüngende Gestalt - die Querschnittsfläche von radial außen betrachtet nimmt mit dem Abstand der Schnittfläche durch den Permanentmagneten 70 in radialer Richtung zur Achse hin ab - eine Verjüngung auf. Denkt man sich somit eine Art tangentialen Längsschnitt durch den Permanentmagneten 70 und macht mehrere dieser Schnitte in Abhängigkeit vom Abstand des tangentialen Längsschnitts zur Rotationsachse des Rotors 20, so wird die tangentiale Längsschnittfläche in Abhängigkeit vom radialen Abstand kleiner. Wie in Figur 3b erkennbar ist, liegt das Halteelement 80 mit seinem Basiselement 82 auf der radial nach außen gerichteten Oberfläche 73 des Permanentmagneten 70 auf. Vom Basiselement 82 ausgehend erstrecken sich zwei Laschen 84, die vom Basiselement 82 nach radial innen abgewinkelt sind und dadurch den Permanentmagneten 70 an dessen Stirnfläche 72 umgreifen. Das Basiselement 82 und auch die Lasche 84 schließen somit zwischen sich einen sogenannten spitzen Winkel ein. Aufgrund dieses spitzen Winkels ergibt sich letztlich ein Formschluss zwischen dem Permanentmagneten 70 und dem Halteelement 80. Die Laschen 84 weisen an ihrem nach radial innen gerichteten Enden 85 sogenannte Einführschrägen 86 auf, die das Fügen des Permanentmagneten 70 in das Halteelement 80 erleichtern, so fern dieser nicht seitlich in das Haltelement 80 gefügt wird. In Figur 3c ist eine räumliche Ansicht auf die Teilbaugruppe aus Permanentmagnet 70 und Halteelement 80 erkennbar. Die Laschen 84 klemmen den Permanentmagneten 70 von dessen Stirnflächen 72.

Es ist somit eine elektrische Maschine 10 mit einem Stator 16 und einem Rotor 20, miteinander an dem Stator 16 zugewandten Umfang des Rotors 20 benachbart angeordneten, unterschiedlich polarisierten Erregerpolen 24, 25, insbesondere Klauenpolen offenbart, wobei zwischen den Erregerpolen 24, 25 Polzwischenräume 63 angeordnet sind, wobei in zumindest einem

Polzwischenraum 63 zumindest ein Permanentmagnet 70 angeordnet ist, der im Betrieb einem Streufluss zwischen seinen benachbarten Erregerpolen 24, 25 entgegenwirkt und der Permanentmagnet 70 durch ein Haltelement 80 gehaltert ist. Der Permanentmagnet 70 weist in radialer Richtung, d. h. nach innen zur Drehachse des Rotors betrachtet, zumindest partiell eine Verjüngung der Kontur im Längsschnitt auf. Das Halteelement 80 greift den Permanentmagneten 70 formschlüssig an dessen sich verjüngender Kontur an und hält somit den Permanentmagneten 70 an einer fixen Position zwischen den Erregerpolen 24, 25.

Des Weiteren hintergreift eine sich nach radial innen erstreckende Lasche 84 des Haltelements 80 die sich verjüngende Kontur und hält dadurch den Permanentmagneten 70.

In Figur 3c ist ersichtlich, dass das Basiselement 82 einen plattenförmigen

Abschnitt des Halteelements 80 bildet, welches nach radial außen gerichtet ist und in Umfangsrichtung beidseitig über den Permanentmagneten 70 übersteht. Mittels dieses Überstands kann das Halteelement 80 in je eine Nut 67, 68 eines gepolten Erregerpols 24 (bpw. magnetischer Nordpol) und eines gegengepolten Erregerpols 25 (bspw. magnetischer Südpol) eingeführt werden. Die Überstände

76 weisen vorzugsweise Einführschrägen 77 auf, die zur erleichterten Einführung des Halteelements 76 zwischen die Erregerpole 24, 25 aufweist.

In Figur 5a bis Figur 5c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines von einem Halteelement 80 gehalterten Permanentmagneten 70 dargestellt. Wie aus den Figuren 5a und 5b hervorgeht, hat der Permanentmagnet 70 an seinen beiden Stirnflächen 72 jeweils partiell eine Verjüngung, d. h. in diesem Fall, dass der Permanentmagnet 70 in seiner Mittelebene entlang der Linie (Vb - Vb) in diesem Fall wieder einen trapezförmigen Querschnitt hat, so dass sich an den Stirnflächen 72 partiell eine Verjüngung des Permanentmagneten 70 ergibt. Mit anderen Worten, die Klemmlänge des Permanentmagneten 70 nimmt in Richtung nach radial innen zur Maschinenachse 26 des Rotors 20 ab. Das Halteelement 80 weist wiederum zwei Laschen 84 auf, die jeweils am entgegengesetzten Ende des Halteelements 80 angeordnet sind und in die keilförmige Aussparung des Permanentmagneten 70 eingreifen. Auch hier schließen je eine Lasche 84 und das Basiselement 82 eine Ecke des Permanentmagneten 70 derartig ein, dass ein spitzer Winkel zwischen der Oberfläche 73 und der Verjüngung des Permanentmagneten 70 ebenso im spitzen Winkel gebildet aus Lasche 84 und Basiselement 82 aufgenommen ist. Wie im Zusammenhang mit Figur 5c gut zu erkennen ist, ist die Lasche 84 quer zur Längsachse der Nut beidseitig von Abschnitten 71 des Permanentmagneten 70 umgriffen. Die zwischen den beiden Abschnitten 71 angeordnete Verjüngung 73 bildet den Eingriff für die Lasche 84.

Während die Aussparung 87 in Figur 5a bis 5c keilförmig ausgebildet ist, so sind die Aussparungen 87 gemäß Figur 6a bis 6c und Figur 7a bis 7c rechteckförmig.

Während der Permanentmagnet gemäß Figur 6a an seinen beiden Stirnflächen 72 jeweils eine rechteckförmige (quaderförmige) Aussparung aufweist, die an ihrem stirnseitigen Umfang gänzlich von permanentmagnetischem Material umgeben ist, weist die Ausgestaltung der Stirnfläche 72 des Permanentmagneten nach Figur 7a Aussparungen 87 auf, die nach radial innen offen sind. Diese Aussparungen sind zwar prinzipiell auch quaderförmig, hier jedoch derartig gelegen, dass eine Fläche des einbeschriebenen Hohlquaders mit einer oberflächlichen Ebene (endseitige Stirnfläche) des Permanentmagneten

70 zusammenfällt. Die in Figur 6b dargestellte Verjüngung kommt dadurch zustande, dass auch hier der Längsschnitt des Permanentmagneten gemäß der Linie VIb-VIb nach radial innen eine Veränderung des Querschnitts erfährt und dadurch eine Verjüngung durch den verringerten axialen Abstand der Oberfläche beider Stirnflächen 72 zustande kommt. In diese beiden stirnseitigen Aussparungen greift das Halteelement 80 mit seinen beiden stirnseitigen Laschen 84 ein, wobei die Laschen 84 jeweils eine zum Permanentmagneten 80 bzw. dessen Stirnflächen 72 gerichtete Aufwölbungen aufweist. Der Permanentmagnet 70 weist dementsprechend an seinem axialen Ende stirnseitig jeweils eine Aussparung auf, in die eine Aufwölbung der Lasche eingreift, siehe auch Figur 6c.

In die Aussparungen des Permanentmagneten 70 gemäß Figur 7a bis 7c greifen ebenfalls zwei Aufwölbungen der Laschen 84 ein.

In Figur 8a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Permanentmagneten dargestellt, in diesem Fall in seiner Seitenansicht ein T-förmiges Längsschnittprofil aufweist. Der Permanentmagnet 70 hat hierbei an seinem radial äußeren Ende eine näherungsweise in axialer Richtung ausgerichtete Länge von l_m]_, an einem radial inneren Einschnitt der Aussparung beträgt die

Länge l_m2. Der Permanentmagnet 70 hat eine radiale Höhe von h_m und eine maximale Breite b_m in näherungsweise der Umfangsrichtung. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Längenunterschied l_mi-l_m2 mindestens doppelt so groß ist wie die Blechstärke 534 des Halteelements 80, Fig. 8b. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Lasche 84 des Halteelements 80 eine Breite in

Umfangsrichtung von 0.25 bis 1,0 - b_m aufweist, mit anderen Worten, ein

Permanentmagnet soll ein- bis viermal so breit wie eine Breite bß4 der Lasche 84 sein, siehe auch Figur 8c.

Es ist vorgesehen, dass die Permanentmagneten 70 aus Sintermaterial und hier vorzugsweise aus der Materialkombination „Seltenerd", d.h. aus Neodym, Eisen und Bor bestehn. Auch möglich ist eine Materialmischung aus Samarium und Kobalt.

In Figur 9 ist ausschnittweise eine räumliche Ansicht auf den Rotor 20 dargestellt. Die beiden Erregerpole 24 und 25 weisen, wie bereits zuvor beschrieben, in ihren Polflanken 65 je eine sich in Axialrichtung bzw. Polzwischenraumrichtung erstreckende Polnut 67 und 68 auf. In diese Polnuten 67 und 68 ist ein Halteelement 80 mit den Überständen eingeschoben. Vom Halteelement 80 geht auf der einen axialen Seite eine Lasche 84 aus, die mit ihrer Aufwölbung in eine hier nicht dargestellte Aussparung des Permanentmagneten 70 eingreift. Axial beiderseits des Halteelements 80 angeordnete Verstemmungen 68, d. h. plastische Verformungen des Erregerpolmaterials, verhindern ein axiales Verlagern des Halteelements 80 und damit des Permanentmagneten 70.

In Figur 10 ist ausschnittweise eine Halterung des Permanentmagneten 70 mit Halteelement 80 dargestellt, die lediglich unter Überständen 69 der Klauenpole bzw. Erregerpole 24 und 25 vorgenommen ist. Das Halteelement 80 sichert somit nur unter einem Überstand 69 der Erregerpole 24, 25 den Permanentmagneten nach radial außen.

Claims

Ansprüche

1. Elektrische Maschine mit einem Stator (16) und einem Rotor (20), mit einander an dem Stator (16) zugewandten Umfang des Rotors (20) benachbart angeordneten, unterschiedlich polarisierten Erregerpolen (24, 25), insbesondere Klauenpolen, wobei zwischen den Erregerpolen (24, 25)

Polzwischenräume (63) angeordnet sind, wobei in zumindest einem Polzwischenraum (63) zumindest ein Permanentmagnet (70) angeordnet ist, der im Betrieb einem Streufluss zwischen seinen benachbarten Erregerpolen (24, 25) entgegen wirkt und der Permanentmagnet (70) durch ein Halteelement (80) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der

Permanentmagnet (70) in radialer Richtung zumindest partiell eine Verjüngung der Kontur im Längsschnitt aufweist und das Halteelement (80) den Permanentmagneten (70) formschlüssig an der sich verjüngenden Kontur angreift.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich nach radial innen erstreckende Lasche (84) des Halteelements (80) die sich verjüngende Kontur hintergreift und dadurch den Permanentmagneten (70) hält.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (84) quer zur Längsachse des Polzwischenraums (63) beidseitig von Abschnitten des Permanentmagneten (80) umgriffen ist.

4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (84) in eine keilförmige oder rechteckförmige oder ausgerundete Aussparung (87) des Permanentmagneten (70) greift.

5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (80) an seinem axialen Ende stirnseitig eine Aussparung (87) aufweist, in die eine Aufwölbung der Lasche (84) eingreift.

6. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (84) eine Einführschräge (86) aufweist, die ein Einführen des Permanentmagneten (70) in das Halteelement (80) erleichtert.

7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hinterschnitt des Permanentmagneten (70) größer ist als die Materialstärke der Lasche (84).

8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnet (70) ein bis vier mal so breit wie eine Breite (b84) der Lasche (84) ist.

9. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (70) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, der quer zum Polzwischenraum (63) orientiert ist.

10. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (70) aus Sintermaterial, vorzugsweise aus der Materialkombination „Seltenerd", d.h. aus Neodym, Eisen und Bor oder einer Materialmischung aus Samarium und Kobalt.

11. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (80) mittels Polnuten (67, 68) in den Erregerpolen (24, 25) gehaltert ist.

12. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (80) einen plattenförmigen Abschnitt in Form eines Basiselements (82) aufweist, der nach radial außen gerichtet ist und in Umfangsrichtung beidseitig über den Permanentmagneten (70) übersteht, wobei je ein Überstand (76) in eine Nut (67) beider benachbarter Erregerpol (24, 25) eingeführt ist und die Überstände (76) vorzugsweise Einführschrägen (77) zur erleichterten Einführung zwischen die Erregerpole (24, 25) aufweist.

13. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (80) nur unter einem Überstand (69) der Erregerpole (24, 25) nach radial außen gesichert ist.