DE-102024132164-A1 - Rotor und Verfahren zum Montieren eines Rotors

Abstract

Es wird ein Rotor (10) für einen Elektromotor angegeben, insbesondere ein SPM-Rotor, mit einem Rotorkern (12), mehreren an der Umfangsfläche des Rotorkerns (12) angebrachten Magneten (14), und mit einem Befestigungselement (16), das einen Grundkörper (22) sowie mindestens zwei von dem Grundkörper (22) axial abstehende, in Umfangsrichtung des Rotors (10) beabstandete Befestigungsarme (24) hat, die jeweils seitlich an einem Magneten (14) anliegen, derart, dass die Magnete (14) durch die Befestigungsarme (24) formschlüssig am Rotorkern (12) gehalten sind, wobei die Befestigungsarme (24) elastisch an den Magneten (14) anliegen. Des Weiteren wird ein Verfahren zum Montieren eines Rotors (10) angegeben.

Inventors

• Roland Stoessel

Assignees

• VALEO EMBRAYAGES

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (12)

1. Rotor (10) für einen Elektromotor, insbesondere ein SPM-Rotor, mit einem Rotorkern (12), mehreren an der Umfangsfläche des Rotorkerns (12) angebrachten Magneten (14), und mit einem Befestigungselement (16), das einen Grundkörper (22) sowie mindestens zwei von dem Grundkörper (22) axial abstehende, in Umfangsrichtung des Rotors (10) beabstandete Befestigungsarme (24) hat, die jeweils seitlich an einem Magneten (14) anliegen, derart, dass die Magnete (14) durch die Befestigungsarme (24) formschlüssig am Rotorkern (12) gehalten sind, wobei die Befestigungsarme (24) elastisch an den Magneten (14) anliegen.
2. Rotor (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsarme (24) des Befestigungselements (16) in einem Ausgangszustand des Befestigungselements (16) bogenförmig gekrümmt sind und in einem montierten Zustand des Befestigungselements (16) aufgrund der elastischen Verformung geradlinig oder weniger stark gekrümmt sind als im Ausgangszustand.
3. Rotor (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Rotor (10) eine Halteplatte (18) aufweist, die an einer Stirnseite (39) des Rotorkerns (12) anliegt, wobei die Befestigungsarme (24) des Befestigungselements (16) an der Halteplatte (18) verrastet sind.
4. Rotor (10) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass in der Halteplatte (18) Aussparungen (30) vorhanden sind und an den freien Enden der Befestigungsarme (24) Rastelemente (28) geformt sind, die in den Aussparungen (30) verrastet sind.
5. Rotor (10) nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , dass an der Halteplatte (18) mindestens ein Federarm (34) angeformt ist, der an einer axialen Stirnseite (35) eines der mehreren Magnete (14) unter Spannung anliegt.
6. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass an der Halteplatte (18) ein in axialer Richtung zum Rotorkern (12) hin vorstehender Vorsprung (38) vorhanden ist, der sich am Rotorkern (12) abstützt.
7. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsarme (24) in dem Bereich, in dem die Befestigungsarme (24) seitlich an den Magneten (14) anliegen, zumindest abschnittsweise ein V-förmiges oder ein Y-förmiges Profil haben.
8. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Befestigungselement (16) auf einer Antriebswelle (20) sitzt.
9. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Befestigungselement (16) an einer Innenseite des Rotorkerns (12) ausgerichtet ist.
10. Verfahren zum Montieren eines Rotors (10), insbesondere eines Rotors (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: - ein Rotorkern (12) wird bereitgestellt, - auf der Umfangsfläche des Rotorkerns (12) werden mehrere Magnete (14) angeordnet, - ein Befestigungselement (16), das einen Grundkörper (22) sowie mindestens zwei von dem Grundkörper (22) axial abstehende, in Umfangsrichtung des Rotors (10) beabstandete Befestigungsarme (24) hat, wird in axialer Richtung auf den Rotorkern (12) geschoben, derart, dass die Befestigungsarme (24) jeweils seitlich an den Magneten (14) anliegen, - die Befestigungsarme (24) werden elastisch verformt, und - im elastisch verformten Zustand der Befestigungsarme (24) wird eine Halteplatte (18) an dem Rotor (10) montiert, wobei die Befestigungsarme (24) in der Halteplatte (18) verrasten.
11. Verfahren nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsarme (24) bei der Montage mittels eines Hilfswerkzeugs (50) verformt werden, das über den Rotor (10) geschoben wird und dabei die Befestigungsarme (24) nach radial innen drückt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsarme (24) des Befestigungselements (16) in einem Ausgangszustand des Befestigungselements (16) bogenförmig gekrümmt sind und derart elastisch verformt werden, dass die Befestigungsarme (24) geradlinig oder weniger stark gekrümmt sind als im Ausgangszustand.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor, insbesondere ein Surface-mounted-magnets Rotor, auch als SPM-Rotor („Surface-mounted Permanent Magnet“) bezeichnet, mit einem Rotorkern und mehreren an der Umfangsfläche des Rotorkerns angebrachten Magneten, sowie ein Verfahren zum Montieren eines Rotors. Rotoren mit mehreren an der Umfangsfläche eines Rotorkerns angebrachten Magneten sind grundsätzlich bekannt. Die Magnete werden üblicherweise an dem Rotorkern verklebt. Allerdings kann sich der Klebstoff im Laufe der Zeit zersetzten, wodurch die Gefahr besteht, dass die Magnete sich vom Rotorkern lösen. Um dies zu vermeiden, kann eine zusätzliche Hülse über den Rotor geschoben sein, allerdings ist diese Lösung mit zusätzlichen Kosten verbunden. Außerdem erhöht sich durch die Hülse der in radialer Richtung benötigte Bauraum, und der Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator ist vergrößert. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Rotor bereitzustellen sowie ein Verfahren zum Montieren eines Rotors anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Rotor für einen Elektromotor, insbesondere einen SPM-Rotor, mit einem Rotorkern, mehreren an der Umfangsfläche des Rotorkerns angebrachten Magneten und mit einem Befestigungselement, das einen Grundkörper sowie mindestens zwei von dem Grundkörper axial abstehende, in Umfangsrichtung des Rotors beabstandete Befestigungsarme hat, die jeweils seitlich an einem Magnet anliegen, derart, dass die Magnete durch die Befestigungsarme formschlüssig am Rotorkern gehalten sind, wobei die Befestigungsarme elastisch an den Magneten anliegen. Ein derartiger Rotor hat den Vorteil, dass eine rein mechanische Fixierung der Magnete möglich ist und kein Klebstoff zur Befestigung der Magnete erforderlich ist. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Rotors. Durch die elastische Anlage der Befestigungsarme an den Magneten werden diese in radialer Richtung mit einer ausreichend großen Haltekraft an den Rotorkern angedrückt, wobei Toleranzen in radialer Richtung ausgeglichen werden. Es ist jedoch denkbar, Klebstoff als Montagehilfe einzusetzen, um die Magnete zumindest vorübergehend in Position zu halten. Dabei sind jedoch wesentlich geringere Anforderungen an die Festigkeit der Klebeverbindung gestellt, da diese nur vorübergehend und nicht dauerhaft halten muss. Ein weiterer Vorteil ist, dass dadurch, dass die Befestigungsarme lediglich seitlich an den Magneten anliegen, ein sehr kleiner Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator realisiert werden kann. Der radiale Bauraumbedarf des Rotors ist im Vergleich zu einer reinen Klebelösung nicht oder nur unwesentlich erhöht. Das Befestigungselement lässt sich beispielsweise als einteiliges Spritzgussteil herstellen, wobei das Befestigungselement in eine Richtung entformbar sein kann. Gemäß einem Aspekt ist das Befestigungselement käfigförmig. Die Befestigungsarme des Befestigungselements sind beispielsweise in einem Ausgangszustand des Befestigungselements bogenförmig gekrümmt und in einem montierten Zustand des Befestigungselements aufgrund der elastischen Verformung geradlinig oder weniger stark gekrümmt als im Ausgangszustand. Die bogenförmige Krümmung im Ausgangszustand erzeugt eine sehr wirksame Vorspannung, sobald das Befestigungselement montiert ist. Diese sorgt für einen festen Sitz und eine zuverlässige Fixierung. Der Rotor kann eine Halteplatte aufweisen, die an einer Stirnseite des Rotorkerns anliegt, wobei die Befestigungsarme des Befestigungselements an der Halteplatte verrastet sind. Die Befestigungsarme werden somit durch die Halteplatte in einem elastisch verformten Zustand gehalten. Zudem ist das Befestigungselement durch die Halteplatte an dem Rotor gehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind in der Halteplatte Aussparungen vorhanden und an den freien Enden der Befestigungsarme sind Rastelemente geformt, die in den Aussparungen verrastet sind. Die Montage des Befestigungselements kann dadurch auf einfache Weise erfolgen, indem die Halteplatte in axialer Richtung auf das Befestigungselement aufgesetzt ist. Zudem ist die Verbindung zwischen der Halteplatte und dem Befestigungselement sehr stabil und kann sich auch bei hohen Drehzahlen des Rotors nicht lösen. Andererseits lässt sich die Halteplatte im Zuge einer Reparatur oder zum Zwecke der Bauteiltrennung beim Recycling einfach vom Befestigungselement lösen. An der Halteplatte kann mindestens ein Federarm angeformt sein, der an einer axialen Stirnseite eines der mehreren Magnete unter Spannung anliegt. Genauer gesagt ist pro Magnet jeweils ein Federarm vorhanden. Die Federarme sind in axialer Richtung elastisch und dienen somit zum Ausgleich von Längentoleranzen der Magnete in axialer Richtung. An jedem Federarm ist beispielsweise ein zum Magnet hin vorstehender Vorsprung vorhanden, wobei der Vorsprung an dem Magnet anliegt. An der Halteplatte kann ein in axialer Richtung zum Rotorkern hin vorstehender Vorspr