Titel

Selbstsicherndes Spannelement für Magnete eines Maschinenteils einer elektrischen Maschine

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinenteil für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Läufer oder einen Stator eines elektrischen Motors, welcher mit wenigstens einem Permanentmagneten versehen ist.

Stand der Technik

Bei einem elektrisch kommutierten Motor ist ein Maschinenteil, insbesondere ein Rotor mit einer Mehrzahl von Permanentmagneten versehen, welche möglichst stabil im Rotor befestigt werden müssen.

Ein derartiger Rotor ist üblicherweise als ein Speichenrotor ausgebildet, welcher ein Paket aufeinander angeordneter Rotorlamellenbleche umfasst. Die Rotorlamellenbleche sind Stanzteile, in welchen jeweils speichenförmig angeordnete Ausnehmungen angeordnet sind. Im Rotorpaket liegen die speichenförmig angeordneten Ausnehmungen derart übereinander, dass Taschen zur Aufnahme der Permanentmagnete gebildet werden. Die Permanentmagnete werden in den Taschen durch Klebstoff oder durch Klemmnasen fixiert.

Die Taschen sind üblicherweise aus Toleranzgründen länger bemessen als die einzuschiebenden Magnete. Die aus einem Rotorlamellenblech gebildeten Klemmnasen sind allerdings üblicherweise nicht oder nur zu einem geringen Grad elastisch verformbar, so dass die Oberfläche der Magneten beim Einschieben beschädigt werden kann. Meist ist ein zusätzliches Verkleben der Magnete erforderlich, da die Klemmnasen die Magnete nicht ausreichend in den Taschen fixieren.

Auch mit einer zusätzlichen Verklebung kann allerdings keine sichere Befesti- gung der Magnete in den Taschen des Rotorpakets erreicht werden, da Klebstoff und Metall jeweils einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweisen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Maschinenteil für eine elektrische Maschine bereitzustellen, welches eine verbesserte Befestigung der Magnete ermöglicht, wobei eine Beschädigung der Magnete beim Einbau verhindert werden soll.

Offenbarung der Erfindung

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Maschinenteil gemäß Anspruch 1 , ein elektrisch kommutierter Motor und ein Bügelfederring gemäß den nebengeordneten Ansprüchen bereitgestellt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Maschinenteil, insbesondere ein Läufer oder Stator einer elektrischen Maschine, vorgesehen. Das Maschinenteil umfasst:

ein Paket aus einer Mehrzahl von übereinander geschichteten Lamellenblechen,

wenigstens einen Magneten, welcher in einer im Paket ausgebildeten Tasche aufgenommen ist, und

ein Bügelfederbauteil, umfassend wenigstens ein Federelement, das zwischen dem Magneten und einem Rand der Tasche angeordnet ist.

Ein derartiges Bügelfederbauteil kann gleichzeitig mit dem Einbau des Magneten in das Paket angebracht werden und ermöglicht eine sichere Befestigung des Magneten. Das Bügelfederbauteil kann eine Deckplatte umfassen, an der mehrere Federelemente angeordnet sind, so dass mit einem Arbeitsschritt gleichzeitig mehrere Federelemente montiert werden können. Gemäß einer Ausführungsform kann die Deckplatte des Bügelfederbauteils in

Kontakt mit einer Oberfläche des Magneten sein. Hierdurch kann der Magnet auch in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Lamellenbleche fixiert werden.

Die Federelemente können jeweils V-förmig ausgebildet sein, wobei ein Schen- kel des Federelements mit der Deckplatte verbunden ist und der andere Schenkel des Federelements an einem Rand der im Paket ausgebildeten Tasche angeordnet ist. Somit wird beim Einschub eines derartigen V-förmigen Federelements kein möglicherweise scharfkantiges Ende des Federelements an der Oberfläche des Magneten vorbei geschoben, sondern das Federelement berührt den Magneten flächig. Nach Einbau des Federelements kann sich der gesamte mit der Deckplatte verbundene Schenkel an der Oberfläche des Magneten abstützen, so dass eine hohe Haltekraft auf den Magneten ausgeübt werden kann, ohne dass die Oberfläche des Magneten einer übermäßigen punktuellen Druckbelastung ausgesetzt ist.

Gemäß einer Ausführungsform kann jedes Federelement mit einer Rastnase versehen sein, welche sich an einer durch zwei Lamellenbleche des Pakets gebildeten Stufe abstützt. Eine derartige Rastnase sichert das Bügelfederbauteil gegen Herausrutschen aus dem Paket.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann an zwei Seiten des Pakets jeweils ein Bügelfederbauteil angeordnet sein. Hierdurch können die Magnete nach allen Seiten gegen eine Verlagerung oder ein Herausfallen gesichert werden.

Vorzugsweise ist das Bügelfederbauteil als Stanzteil oder als Drahtbiegeteil ausgebildet.

Weiterhin wird ein elektrisch kommutierter Motor bereitgestellt, umfassend einen Rotor, welcher als ein voranstehend beschriebenes Maschinenteil ausgebildet ist. Insbesondere kann der Rotor als ein Speichenrotor ausgebildet sein und das Bügelfederbauteil kann als ein Bügelfederring ausgebildet sein.

Um eine stabile Fixierung der Magnete im Rotor zu erreichen, kann hierbei das Federelement an der radial innen gelegenen Oberfläche des Magneten angeordnet sein.

Schließlich wird ein Bügelfederring zur Befestigung von einer Mehrzahl von Magneten in Taschen in einem Rotor eines elektrisch kommutierten Motors bereitge- stellt, umfassend:

einen Deckring und

eine Mehrzahl von Federelementen, welche einstückig mit dem Deckring verbunden sind und welche jeweils zwischen einen der Magneten und den Rand einer dem Magneten zugeordneten Tasche einschiebbar sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf Rotorpaket;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bügelfederring;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Rotors; und

Fig. 4 eine Schnittansicht des Bügelfederrings.

Beschreibung von Ausführungsformen

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind in einem Rotorpaket 12 für den Rotor (Maschinenteil) eines elektrisch kommutierten Motors speichenförmig Taschen 14 ausgebil- det, in welchen Permanentmagnete 16 aufgenommen sind. Die Taschen 14 sind hierbei in radialer Richtung etwas länger ausgeführt als die Länge der Magnete 16. Das Rotorpaket 12 ist aus einer Mehrzahl übereinander angeordneter Rotorlamellenbleche gebildet.

Fig. 2 zeigt einen Bügelfederring 18 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher als ein Stanzteil aus einem nicht ferromagnetischen Metallblech gebildet ist. Der Bügelfederring 18 umfasst einen Deckring 20 und eine Mehrzahl von Federelementen 22, welche radial innen am Deckring 20 angeordnet sind.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Federelemente 22 jeweils zwischen einen Magneten 16 und eine radial innen liegende Wand der zugeordneten Tasche 14 eingeschoben. Dadurch können die Magnete 16 in radialer Richtung fixiert werden. Weiterhin liegt der Deckring 20 an einer Oberfläche des Magneten 16 derart an, dass der Magnet 16 durch den Deckring 18 auch gegen eine Verlagerung in axialer Richtung gesichert ist.

Der Bügelfederring 18 kann hierbei zusammen mit den Magneten 16 im Rotorpaket 12 eingebaut werden, so dass der Rotor 10 mit wenigen Arbeitsschritten effizient hergestellt werden kann. Beim Einbau der Magneten 16 und des Bügelfederrings 18 werden beispielsweise zuerst die Magneten 16 in die zugeordneten Taschen 14 im Rotorpaket 12 eingelegt, und anschließend wird der Bügelfederring 18 so eingeschoben, dass die Federelemente 22 zwischen die Magneten 16 und die radial innen liegenden Wände der Taschen 14 eingreifen.

Dadurch, dass das möglicherweise scharfkantige Ende der Federelemente 22, das nicht mit dem Deckring 20 verbunden ist, der Tasche 14 zugewandt ist, kommen nur glatte Flächen und Biegekanten des Federelements 20 in Berührung mit der Oberfläche des Magneten 16. Somit kann eine Beschädigung der Oberfläche des Magneten 16 verhindert werden.

Wenn, wie in Fig. 3 gezeigt, zwei Bügelfederringe 18 an beiden axialen Seiten des Rotors 10 verwendet werden, kann somit jeder Magnet 16 zu allen Seiten gesichert im Rotorpaket 12 fixiert werden.

Wie in Fig. 4 vergrößert dargestellt, weisen die Federelemente 22 jeweils einen V-förmigen Querschnitt auf, der vor dem Einbau in das Rotorpaket, wie in Teil a) von Fig. 4 gezeigt, so ausgebildet sein kann, dass die beiden Schenkel des V im Wesentlichen spiegelsymmetrisch geformt sind. Wird der Bügelfederring 18 in ein Rotorpaket 12 eingeschoben, wird das Federelement 22 derart elastisch verformt, dass der dem Magneten 16 zugewandte Schenkel im Wesentlichen parallel am Magneten 16 anliegt, wie in Teil b) von Fig. 4 gezeigt ist. Dadurch kann über die gesamte Fläche dieses Schenkels eine Haltekraft in radialer Richtung auf den Magneten 16 ausgeübt werden. Der Magnet 16 wird somit in radialer Richtung sicher in der Tasche 14 fixiert, ohne dass die Oberfläche des Magneten 16 beschädigt wird.

Der dem radial inneren Ende der Tasche 14 zugewandte Schenkel des V- förmigen Federelements 22 wird derart verformt, dass eine Rastnase 24 am Ende des Schenkels in eine Trennebene zwischen zwei Rotorlamellenblechen des Rotorpakets 12 eingreifen kann. Somit wird der Bügelfederring 18 gegen ein

Herausrutschen aus dem Rotorpaket 12 gesichert.