Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ROTOR FOR AN ELECTRIC MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/067741
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a rotor for an electric machine, particularly a DC motor, comprising a commutator (22) carried by a rotor shaft (23) and a ring magnet (24) which is placed on the rotor shaft (23) in a rotationally fixed manner and scans the direction of revolution and the number of revolutions of the rotor. The commutator (22) is provided with an annular, insulating core shape (26) which sits on the rotor shaft (23) in a rotationally fixed manner and receives commutator laminae (27). In order to reduce production and assembly costs, the ring magnet (24) is fixed to the core shape (26) of the commutator (22) by sliding said ring magnet on an axially protruding, coaxial, annular extension (29) of the core shape (26), which has a reduced diameter, and by permanently connecting, e.g. gluing, said ring magnet to the extension (29) via bearing surfaces which enter in contact radially and/or axially in the longitudinal direction thereof.

Inventors:
MEIER HELMUT
FORNOFF DIETER
HAUSSECKER WALTER
WEIDINGER KARL
WOLFGARTEN SVEN
DREWE INGO
SCHNEIDER DARIUSZ
WEHRLE ANDREAS
Application Number:
PCT/DE2002/003702
Publication Date:
August 14, 2003
Filing Date:
September 30, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H02K23/66; (IPC1-7): H02K23/66
Foreign References:
EP1117174A12001-07-18
DE8811966U11989-07-20
US5351439A1994-10-04
US6013961A2000-01-11
US6340856B12002-01-22
US6198372B12001-03-06
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 04 30 April 1999 (1999-04-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 486 (E - 1143) 10 December 1991 (1991-12-10)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche
1. Anker für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Gleichstrommotor, mit einem von einer Ankerwelle (23) getragenen Kommutator (22), der ein auf der Ankerwelle (23) drehfest sitzendes, ringförmiges, isolierendes Kernformstück (26) aufweist, und mit einem auf der Ankerwelle (23) drehfest angeordneten Ringmagneten (24 ; 24'), dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet (24 ; 24') an dem Kernformstück (26) des Kommutators (22) befestigt ist.
2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernformstück (26) einen axial vorstehenden, koaxialen, ringförmigen Ansatz (29 ; 29') mit reduziertem Außendurchmesser aufweist und daß der Ringmagnet (24 ; 24') zumindest teilweise auf dem Ansatz (29 ; 29') aufgeschoben und mit diesem längs radial und/oder axial aneinanderstoßender Anlageflächen fest verbunden ist.
3. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Kommutator (22) zugekehrten Stirnseite des Ringmagneten (24') eine koaxiale Vertiefung (30) mit einem gegenüber dem Außendurchmesser des Ansatzes (29') nur wenig größeren Durchmesser ausgebildet ist und daß der Ringmagnet (24') mit seiner Vertiefung (30) auf den Ansatz (29') aufgeschoben ist und mit dem planen Grund (301) der Vertiefung (30) an der planen, ringförmigen Stirnfläche des Ansatzes (29') anliegt.
4. Anker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Achsrichtung sich erstreckenden, aufeinanderliegenden Ringflächen (302) und/oder die in der Radialebene aneinanderliegenden Planflächen (301) von Ansatz (29') und Vertiefung (30) im Ringmagneten (24') aneinander befestigt, vorzugsweise verklebt, sind.
5. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet (24) einen gegenüber dem Außendurchmesser des Ansatzes (29) größeren Innendurchmesser aufweist und auf den Ansatz (29) aufgeschoben ist.
6. Anker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Achsrichtung sich erstreckenden Ringflächen von Ringmagnet (24) und Ansatz (29) aneinander befestigt, vorzugsweise verklebt, sind.
7. Anker nach einem der Ansprüche 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (29 ; 29') zylinderförmig ist.
8. Anker nach einem der Ansprüche 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (29) konisch ist und sich zum freien Ende hin verjüngt.
9. Anker nach einem der Ansprüche 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandfläche des Ringmagneten (24) konisch so ausgebildet ist, daß der lichte Durchmesser des Ringmagneten (24) zum Aufschiebeende hin zunimmt.
10. Anker nach einem der Ansprüche 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (29 ; 29') einstückig an dem Kernformstück (26) angeformt ist.
Description:
Anker für eine elektrische Maschine Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Anker für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Gleichstrommotor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Fig. 1 ist ausschnittweise der Anker oder Rotor eines bekannten Gleichstrommotors in Seitenansicht (obere Bildhälfte) und im Längsschnitt (untere Bildhälfte) dargestellt. Der neben dem Ankerkörper 10 mit Ankerwicklung 11 und Kommutator 12 auf der Rotor-oder Ankerwelle 13 sitzende Ringmagnet 14 dient zusammen mit einem im Stator oder Ständer des Gleichstrommotors angeordneten Hallsensor zur Erfassung der Drehrichtung und Drehzahl des Ankers. Der Ringmagnet 14 ist als eigenständiges Bauteil auf der Ankerwelle 13 befestigt. Hierzu ist auf der Ankerwelle 13 ein Rändelabschnitt 15 ausgebildet, der von einer in die Stirnseite des Ringmagneten 14 eingearbeiteten, koaxialen Vertiefung 16 übergriffen ist. In die Vertiefung 16 ist ein

Klebemittel 17 eingebracht, das eine drehfeste Klebeverbindung zwischen dem Ringmagneten 14 und dem Rändelabschnitt 15 herstellt.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Anker für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Fertigungs-und Montageaufwand bei der Ankerfertigung reduziert wird, da einerseits die Herstellung eines Rändelabschnitts auf der Ankerwelle zur Festlegung des Ringmagneten entfällt und andererseits Kommutator und Ringmagnet eine vorfertigbare Baueinheit bilden, die nur noch - wie herkömmlich der Kommutator-auf die Ankerwelle aufgepreßt oder aufgeklebt werden muß.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ankers möglich.

Zeichnung Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen : Fig. 2 jeweils ausschnittweise eine Seitenansicht und 3 eines Ankers für einen Gleichstrommotor mit in der unteren Bildhälfte dargestelltem Längsschnitt gemäß zweier Ausführungsbeispiele.

Beschreibung ; der Ausführungsbeispiele Der in Fig. 2 und 3 ausschnittweise je zur Hälfte in Seitenansicht und im Längsschnitt dargestellte Anker für einen Gleichstrommotor als Ausführungsbeispiel für eine allgemeine elektrische Maschine weist einen lamellierten Ankerkörper 20 mit einer Ankerwicklung 21 auf, der drehfest auf einer Ankerwelle 23 sitzt. Die Ankerwicklung 21 ist in bekannter Weise an einem Kommutator 22 angeschlossen, der ebenfalls drehfest auf der Ankerwelle 23 aufgenommen und z. B. durch Preßsitz oder Klebeverbindung auf der Ankerwelle 23 befestigt ist. Die Ankerwelle 23 ist in Drehlagern aufgenommen, die im Ständer oder Stator des Gleichstrommotors festgelegt sind. Das in Fig. 2 und 3 zu sehende, linke Drehlager 25 der Ankerwelle 23 ist im Ausführungsbeispiel als Wälzlager, hier Kugellager, ausgebildet, das mit seinem inneren Lagerring 251 auf der Ankerwelle 23 befestigt ist und mit seinem äußeren Lagerring 252 am Ständer gehalten wird.

Zur Drehrichtungs-und Drehzahlmessung des Ankers ist auf der Ankerwelle 23 noch ein Ringmagnet 24 angeordnet, der mit einem im Ständer des Gleichstrommotors räumlich feststehend angeordneten Hallsensor zusammenwirkt.

Der Kommutator 22 besteht aus einem auf der Ankerwelle 23 drehfest sitzenden, ringförmigen, isolierenden Kernformstück 26 und aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Kommutatorlamellen 27, die am Umfang des Kernformstücks 26 befestigt sind und in Umfangsrichtung mit Spaltabstand nebeneinander angeordnet sind. Jede Kommutatorlamelle 27 ist mit einer Kommutatorfahne 28 versehen, in die jeweils eine im

Wicklungsdraht der Ankerwicklung 21 gebildete Drahtschlaufe zu elektrischen Kontaktierung eingehängt ist. Am Kernformstück 26 ist ein koaxialer, ringförmiger Ansatz 29 mit reduziertem Außendurchmesser einstückig angeformt, der auf der von den Kommutatorlamellen 27 abstehenden Seite des Kernformstücks 26 axial vorsteht.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 hat der zylinderförmig ausgebildete Ansatz 29 eine axiale Länge, die etwa der axialen Länge des Ringmagneten 24 entspricht. Der Ringmagnet 24 hat einen Innendurchmesser, der nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Ansatzes 29, so daß der Ringmagnet 24 paßgenau auf den Ansatz 29 aufgeschoben werden kann. Die nach Aufschieben des Ringmagneten 24 aufeinanderliegenden, sich in Achsrichtung erstreckenden Ringflächen, also die Innenringfläche des Ringmagneten 24 und/oder die Außenringfläche des Ansatzes 29, sind aneinander befestigt, z. B. verklebt, so daß eine feste Verbindung zwischen Ringmagnet 24 und Kernformstück 26 hergestellt ist und Ringmagnet 24 und Kernformstück 26 eine transportier-und montierbare Baueinheit bilden. Die feste Verbindung zwischen Ringmagnet 24 und Kernformstück 26 kann auch durch Kaltschweißen, Vergießen oder dgl. hergestellt werden.

Bei der Ankerfertigung erfolgt das Zusammenfügen von Ringmagnet 24 und Kommutator 22 in einer Vorfertigungsstufe, so daß die Baueinheit aus Kommutator 22 und Ringmagnet 24 als Kompletteinheit in den Fertigungsvorgang eingebracht und lediglich der Kommutator 22 wie bei der herkömmlichen Ankerfertigung von Ankern ohne Ringmagneten auf der Ankerwelle 23 befestigt wird. Zum Ausgleich von

Fertigungstoleranzen und zur Erzielung eines geringen Preßsitzes des Ringmagneten 24 auf dem Ansatz 29 kann der Ansatz 29 konisch ausgebildet sein und sich zum freien Ende hin leicht verjüngen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Innenwandfläche des Ringmagneten 24 leicht konisch so ausgeführt sein, daß der lichte Durchmesser des Ringmagneten 24 zum Aufschieben leicht zunimmt. Das Aufschiebeende des Ringmagneten 24 ist dasjenige Ende, mit dem voran der Ringmagnet 24 auf den Ansatz 29 aufgeschoben wird.

Das in Fig. 3 in gleicher Darstellung wie in Fig. 2 wiedergegebene Ausführungsbeispiel des Ankers stimmt weitgehend mit dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Anker ist insoweit modifiziert, als die axiale Länge des Ansatzes 29'relativ gering ist und im Ringmagnet 24'auf der dem Kommutator 22 zugekehrten Stirnseite eine koaxiale Vertiefung 30 eingearbeitet ist, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des zylinderförmigen Ansatzes 29'.

Der Grund 301 der Vertiefung ist plan und rechtwinklig zur Achse des Ringmagneten 24'ausgebildet. Der Ringmagnet 24' ist mit seiner Vertiefung 30 auf den Ansatz 29'aufgesetzt, so daß die axiale Ringfläche 302 die äußere Mantelfläche des Ansatzes 29'übergreift und der Grund 301 der Vertiefung 30 an der ringförmigen, planen Stirnfläche des Ansatzes 29' anliegt. Zwischen den in Achsrichtung sich erstreckenden, aufeinanderliegenden Ringflächen und den in der Radialebene aneinanderliegenden Planflächen von Vertiefung 30 im Ringmagneten 24'und von Ansatz 29'am Kernformstück 26 ist ein Klebemittel eingebracht, so daß der Ringmagnet 24'längs

dieser Flächen mit dem Ansatz 29'verklebt ist und Ringmagnet 24'und Kommutator 22 eine transportier-und montierbare Baueinheit bilden.

Bei beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 ist sichergestellt, daß der gefügte Ringmagnet 24 einen exakten Rundlauf besitzt und Rundlaufabweichungen eliminiert sind.

Auch hat der Ringmagnet 24 eine glatte Zylinderoberfläche.