DE102012003442A1

DE102012003442A1 - Rotor base body for rotor of permanent magnet synchronous machine, has receiving opening including deformation zone that is deformed by exerting pressing force to reduce size of opening to allow fitting of permanent magnet in opening

Info

Publication number: DE102012003442A1
Application number: DE102012003442A
Authority: DE
Inventors: Thomas Albrecht; Werner König
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-09-13

Abstract

The body (3) has a receiving opening (4) receiving a permanent magnet (2), where size of the receiving opening is larger than that of the permanent magnet. A deformation zone (5) is formed in a region of the receiving opening, where the deformation zone is deformed by exerting predetermined pressing force to reduce the size of the receiving opening to allow fitting of the permanent magnet in the receiving opening. A projection is formed over the receiving opening at an external periphery of the base body. An independent claim is also included for a method for manufacturing a rotor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorgrundkörper eines Rotors für eine elektrische Maschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, einen Rotor für eine elektrische Maschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5 und ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.The invention relates to a rotor main body of a rotor for an electric machine according to the features of the preamble of claim 1, a rotor for an electrical machine according to the features of the preamble of claim 5 and a method for producing a rotor according to the features of the preamble of claim 8.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2010 012 322 A1 beschrieben, ein Rotor für eine elektrische Maschine bekannt. Der Rotor weist wenigstens einen Permanentmagneten auf, welcher in einer Aufnahmeöffnung eines Grundkörpers des Rotors gehalten ist, wobei zwischen dem Grundkörper und dem Permanentmagneten ein Presssitz besteht.From the prior art, as in the DE 10 2010 012 322 A1 described a rotor for an electric machine known. The rotor has at least one permanent magnet, which is held in a receiving opening of a main body of the rotor, wherein there is an interference fit between the main body and the permanent magnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Rotorgrundkörper eines Rotors für eine elektrische Maschine, einen verbesserten Rotor für eine elektrische Maschine und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Rotors anzugeben.The invention has for its object to provide an improved rotor body of a rotor for an electric machine, an improved rotor for an electric machine and an improved method for producing a rotor.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Rotorgrundkörper eines Rotors für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Rotor für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors mit den Merkmalen des Anspruchs 8.The object is achieved by a rotor main body of a rotor for an electrical machine having the features of claim 1, a rotor for an electrical machine having the features of claim 5 and a method for producing a rotor having the features of claim 8.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Rotorgrundkörper eines Rotors für eine elektrische Maschine weist zumindest eine Aufnahmeöffnung für einen Permanentmagneten auf.A rotor main body of a rotor for an electric machine has at least one receiving opening for a permanent magnet.

Erfindungsgemäß ist die Aufnahmeöffnung größer als der in dieser zu positionierende Permanentmagnet, wobei im Bereich der Aufnahmeöffnung im Rotorgrundkörper zumindest ein vorgegebener Verformungsbereich ausgebildet ist, welcher durch Ausüben einer vorgegebenen Presskraft plastisch verformbar ist, um die Aufnahmeöffnung zu verkleinern und einen Presssitz des Permanentmagneten in der Aufnahmeöffnung des Rotorgrundkörpers zu erzeugen.According to the invention, the receiving opening is larger than the permanent magnet to be positioned therein, wherein in the region of the receiving opening in the rotor base body at least a predetermined deformation region is formed, which is plastically deformable by applying a predetermined pressing force to reduce the receiving opening and a press fit of the permanent magnet in the receiving opening of the rotor body.

Durch die größere Aufnahmeöffnung ist das Positionieren des Permanentmagneten in der Aufnahmeöffnung erleichtert, so dass dies beispielsweise auch automatisiert durchführbar ist. Ein Fixieren des Permanentmagneten in der Aufnahmeöffnung durch Flächenpressung, d. h. das Erzeugen des Presssitzes durch Umformen des zumindest einen Verformungsbereiches, kann ebenfalls automatisiert in einer entsprechenden Umformeinheit erfolgen. Danach ist der Rotor sofort weiterzuverarbeiten, d. h. zur Fertigung einer elektrischen Maschine, insbesondere einer permanent erregten Synchronmaschine, einzusetzen. Derartige elektrische Maschinen sind beispielsweise als Fahrzeugantrieb verwendbar. Aus dem Stand der Technik bekannte Wartezeiten zum Aushärten oder Abkühlen einer Füllmasse, mittels welchen dort die Aufnahmeöffnungen verfüllt werden, um die Permanentmagnete darin zu fixieren, sind auf diese Weise nicht erforderlich. Des Weiteren ist auch keine derartige Füllmasse erforderlich, so dass dadurch Kosteneinsparungen zu realisieren sind.Due to the larger receiving opening the positioning of the permanent magnet in the receiving opening is facilitated, so that this example is also carried out automatically. Fixing the permanent magnet in the receiving opening by surface pressure, d. H. the production of the press fit by forming the at least one deformation region, can also be done automatically in a corresponding forming unit. Thereafter, the rotor is to be further processed immediately, d. H. for producing an electrical machine, in particular a permanent magnet synchronous machine to use. Such electrical machines can be used, for example, as a vehicle drive. Waiting times known from the prior art for hardening or cooling a filling compound, by means of which the receiving openings are filled there in order to fix the permanent magnets therein, are not required in this way. Furthermore, no such filling compound is required, so that thereby cost savings can be realized.

Zudem ist gegenüber einem anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, in welchem die Permanentmagnete in etwas kleiner dimensionierte Aufnahmeöffnungen eingepresst werden, eine mechanische Belastung der Permanentmagnete deutlich reduziert, da die Verformung mit einer vorgegebenen Presskraft, d. h. kraftdosiert, erfolgt. Erreichen die Wandungen der Aufnahmeöffnung den Permanentmagneten, so dass die Flächenpressung beginnt, dann steigt ein Kraftaufwand, welcher für eine weitere Verformung erforderlich wäre, stark an. Dadurch ist erkennbar, dass die Verformung zu beenden ist, so dass eine Beschädigung des Permanentmagneten verhindert ist. D. h. auf diese Weise ist eine Obergrenze einer Krafteinwirkung auf den Permanentmagneten einstellbar.In addition, compared with another known from the prior art method, in which the permanent magnets are pressed into slightly smaller sized receiving openings, a mechanical load on the permanent magnets significantly reduced, since the deformation with a predetermined pressing force, d. H. kraftdosiert, takes place. If the walls of the receiving opening reach the permanent magnet, so that the surface pressure begins, then a force that would be required for further deformation rises sharply. As a result, it can be seen that the deformation is to be stopped, so that damage of the permanent magnet is prevented. Ie. In this way, an upper limit of a force on the permanent magnet is adjustable.

Dies ist bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren des Einpressens des Permanentmagneten in die kleinere Aufnahmeöffnung nicht möglich, da hier die Kraft stets ausreichend groß sein muss, um den Permanentmagneten einzupressen, bei Fertigungstoleranzen der Permanentmagnete und/oder der Rotorgrundkörper kann daraus ein sehr hoher Kraftaufwand zum Einpressen des Permanentmagneten resultieren. Diese hohe mechanische Belastung des Permanentmagneten in Verfahren nach dem Stand der Technik kann zu strukturellen Schäden des Permanentmagneten führen.This is not possible in the known from the prior art method of pressing the permanent magnet into the smaller receiving opening, since the force must always be large enough to press the permanent magnet, with manufacturing tolerances of the permanent magnets and / or the rotor body can from a very high force for pressing in the permanent magnet result. This high mechanical load of the permanent magnet in prior art methods can lead to structural damage of the permanent magnet.

Durch die erfindungsgemäße größere Ausbildung der Aufnahmeöffnung und deren Verkleinerung nach der Positionierung des Permanentmagneten ist eine Verwendung von Permanentmagneten und Rotorgrundkörpern mit größeren Fertigungstoleranzen und eine geringere Produktionsgenauigkeit ermöglicht, wodurch Kosteneinsparungen zu realisieren sind.The inventive larger design of the receiving opening and its reduction after the positioning of the permanent magnet allows the use of permanent magnets and rotor main bodies with larger manufacturing tolerances and a lower production accuracy, which cost savings can be realized.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Schnittansicht eines Positionierens eines Permanentmagneten in einer Aufnahmeöffnung eines Rotorgrundkörpers eines Rotors einer elektrischen Maschine, 1 schematically a sectional view of a positioning of a permanent magnet in a receiving opening of a rotor main body of a rotor of an electrical machine,

2 schematisch eine Schnittansicht eines Ausbildens eines Presssitzes eines Permanentmagneten in einem Rotorgrundkörper eines Rotors einer elektrischen Maschine, 2 2 is a schematic sectional view of forming a press fit of a permanent magnet in a rotor main body of a rotor of an electric machine;

3 schematisch eine Schnittansicht eines Rotors einer elektrischen Maschine, 3 schematically a sectional view of a rotor of an electric machine,

4 schematisch eine Ausführungsform eines Rotorgrundkörpers eines Rotors einer elektrischen Maschine, und 4 schematically an embodiment of a rotor body of a rotor of an electric machine, and

5 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Rotorgrundkörpers eines Rotors einer elektrischen Maschine. 5 schematically another embodiment of a rotor body of a rotor of an electric machine.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In den 1 bis 3 ist ein beispielhafter Ablauf einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Rotors 1 mit zumindest einem Permanentmagneten 2 für eine elektrische Maschine dargestellt. Der Rotor 1 ist insbesondere für eine permanent erregte Synchronmaschine geeignet. Derartige elektrische Maschinen werden beispielsweise für einen Fahrzeugantrieb verwendet. Die 4 und 5 zeigen zwei beispielhafte Ausführungsformen eines Rotorgrundkörpers 3 eines Rotors 1 einer derartigen elektrischen Maschine, wobei in 5 bereits ein Permanentmagnet 2 in einer Aufnahmeöffnung 4 des Rotorgrundkörpers 3 positioniert ist.In the 1 to 3 FIG. 10 is an exemplary flow of one embodiment of a method of manufacturing a rotor. FIG 1 with at least one permanent magnet 2 shown for an electric machine. The rotor 1 is particularly suitable for a permanent magnet synchronous machine. Such electrical machines are used for example for a vehicle drive. The 4 and 5 show two exemplary embodiments of a rotor body 3 a rotor 1 such an electric machine, wherein in 5 already a permanent magnet 2 in a receiving opening 4 of the rotor body 3 is positioned.

Der Rotor 1 weist zur Drehmomentübertragung zweckmäßigerweise eine Mehrzahl derartiger Aufnahmeöffnungen 4 mit jeweils einem darin angeordneten Permanentmagneten 2 auf. In 3 und 5 ist beispielhaft jeweils lediglich eine Aufnahmeöffnung 4 im Rotorgrundkörper 3 des Rotors 1 mit darin angeordnetem Permanentmagnet 2 dargestellt. Der Rotorgrundkörper 3 ist aus einer vorgegebenen Anzahl ringförmiger segmentierter Blechpakete gebildet. Jeder Permanentmagnet 2 ist vergraben, d. h. in jeweils einer axialen Aufnahmeöffnung 4 in einem Außenbereich des Rotorgrundkörpers 3 angeordnet, aber noch durch Rotormaterial in radialer Richtung überdeckt. Der Permanentmagnet 2 ist dabei durch Flächenpressung in der jeweiligen Aufnahmeöffnung 4 im Rotorgrundkörper 3 gehaltert, so dass ein zusätzliches Verkleben, Verspritzen oder Umgießen nicht erforderlich ist.The rotor 1 has for transmitting torque expediently a plurality of such receiving openings 4 each with a permanent magnet disposed therein 2 on. In 3 and 5 is exemplified only one receiving opening 4 in the rotor body 3 of the rotor 1 with permanent magnet disposed therein 2 shown. The rotor body 3 is formed of a predetermined number of annular segmented laminated cores. Every permanent magnet 2 is buried, ie in each case an axial receiving opening 4 in an outer region of the rotor main body 3 arranged, but still covered by rotor material in the radial direction. The permanent magnet 2 is by surface pressure in the respective receiving opening 4 in the rotor body 3 held, so that an additional gluing, splashing or pouring is not required.

Um dies zu ermöglichen ist die jeweilige Aufnahmeöffnung 4 größer als der in dieser zu positionierende Permanentmagnet 2 ausgebildet, so dass der Permanentmagnet 2 ohne einen Kraftaufwand in der Aufnahmeöffnung 4 positioniert werden kann, wie in 1 dargestellt. Danach wird, wie in 2 dargestellt, die Aufnahmeöffnung 4 in einem Umformprozess verkleinert, wodurch der in der jeweiligen Aufnahmeöffnung 4 positionierte Permanentmagnet 2 verpresst und dadurch fixiert wird, d. h. es wird ein Presssitz des Permanentmagneten 2 im Rotorgrundkörper 3 ausgebildet, wie in 3 dargestellt. Des Weiteren kann durch das Umformen ein Gefüge des Rotorgrundkörpers 3 hinsichtlich dessen Magnetflusseigenschaften optimiert werden. Um ein gezieltes Umformen zu ermöglichen, ist im Bereich der Aufnahmeöffnung 4 im Rotorgrundkörper 3 zumindest ein vorgegebener Verformungsbereich 5 ausgebildet, welcher durch Ausüben einer vorgegebenen Presskraft plastisch verformbar ist, um die Aufnahmeöffnung 4 zu verkleinern und den Presssitz des Permanentmagneten 2 in der Aufnahmeöffnung 4 des Rotorgrundkörpers 3 zu erzeugen.To make this possible is the respective receiving opening 4 larger than the permanent magnet to be positioned in this 2 formed so that the permanent magnet 2 without a force in the receiving opening 4 can be positioned as in 1 shown. After that, as in 2 shown, the receiving opening 4 reduced in a forming process, whereby the in the respective receiving opening 4 positioned permanent magnet 2 is compressed and thereby fixed, ie it is a press fit of the permanent magnet 2 in the rotor body 3 trained as in 3 shown. Furthermore, by forming a structure of the rotor body 3 be optimized in terms of its magnetic flux properties. In order to allow a targeted forming, is in the area of the receiving opening 4 in the rotor body 3 at least one predetermined deformation range 5 formed, which is plastically deformable by applying a predetermined pressing force to the receiving opening 4 to shrink and the interference fit of the permanent magnet 2 in the receiving opening 4 of the rotor body 3 to create.

D. h. im Verfahren zur Herstellung eines Rotors 1 wird in einem ersten Arbeitsschritt der Permanentmagnet 2 in die Aufnahmeöffnung 4 des Rotorgrundkörpers 3 eingelegt. Die Aufnahmeöffnung 4 und der Permanentmagnet 2 sind korrespondierend zueinander ausgeformt, wobei die Aufnahmeöffnung 4 vor dem plastischen Verformen leicht größer als der Permanentmagnet 2 ausgebildet ist, damit dieser leicht und ohne Widerstand in die Aufnahmeöffnung 4 eingelegt werden kann. Die noch nicht verformte Aufnahmeöffnung 4 ist dabei nur minimal größer als der Permanentmagnet 2, damit keine zu großen Umformungen an der Aufnahmeöffnung 4 vorgenommen werden müssen, aber dennoch groß genug, um auch Permanentmagnete 2, welche aufgrund von Fertigungstoleranzen etwas größere Abmessungen aufweisen, leicht aufnehmen zu können. Dadurch ist eine Verwendung von Permanentmagneten 2 mit größeren Fertigungstoleranzen und geringeren Produktionsgenauigkeiten ermöglicht. Dies trifft auch auf die verwendbaren Rotorgrundkörper 3 zu. Auf diese Weise sind gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren Kosteneinsparungen zu realisieren.Ie. in the method of manufacturing a rotor 1 In a first step, the permanent magnet 2 in the receiving opening 4 of the rotor body 3 inserted. The receiving opening 4 and the permanent magnet 2 are formed corresponding to each other, wherein the receiving opening 4 slightly larger than the permanent magnet before plastic deformation 2 is formed so that this easily and without resistance in the receiving opening 4 can be inserted. The not yet deformed receiving opening 4 is only minimally larger than the permanent magnet 2 , so that no too large deformations at the receiving opening 4 must be made, but still big enough to even permanent magnets 2 , which have slightly larger dimensions due to manufacturing tolerances, easy to accommodate. This is a use of permanent magnets 2 with larger manufacturing tolerances and lower production accuracy possible. This also applies to the usable rotor body 3 to. In this way cost savings can be realized compared to methods known from the prior art.

Im Bereich der Aufnahmeöffnung 4 ist im Rotorgrundkörper 3 zumindest ein vorgegebener Verformungsbereich 5 ausgebildet, welcher nach dem Einlegen des Permanentmagneten 2 in die Aufnahmeöffnung 4 in einem weiteren Arbeitsschritt des Verfahrens durch Ausüben einer vorgegebenen Presskraft plastisch verformbar ist, um die Aufnahmeöffnung 4, d. h. deren Querschnitt, zu verkleinern und dadurch den Presssitz des Permanentmagneten 2 in der Aufnahmeöffnung 4 des Rotorgrundkörpers 3 zu erzeugen, d. h. den Permanentmagneten 2 in der Aufnahmeöffnung 4 zu verklemmen und dadurch kraftschlüssig zu fixieren.In the area of the receiving opening 4 is in the rotor body 3 at least one predetermined deformation range 5 formed, which after inserting the permanent magnet 2 in the receiving opening 4 in a further step of the method by applying a predetermined pressing force is plastically deformable to the receiving opening 4 , ie their cross-section, to reduce and thereby the interference fit of the permanent magnet 2 in the receiving opening 4 of the rotor body 3 to produce, ie the permanent magnet 2 in the receiving opening 4 to jam and thereby fix non-positively.

Der vorgegebene Verformungsbereich 5 ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass eine Verformbarkeit der Aufnahmeöffnung 4 in radialer Richtung des Rotorgrundkörpers 3 ermöglicht ist, da eine Fixierung an großen Magnetflächen des Permanentmagneten 2 in radialer Richtung des Rotorgrundkörpers 3 leichter möglich ist und daraus eine bessere Fixierung resultiert. Zusätzlich wirkt bei dem sich drehenden Rotor 1 auch eine auf den jeweiligen Permanentmagneten 2 einwirkende Fliehkraft in radialer Richtung. Diese wird ebenfalls durch die Flächenpressung aufgrund des Verformens aufgenommen, so dass sich der Permanentmagnet 2 nicht in der Aufnahmeöffnung 4 bewegen und insbesondere nicht klappern kann.The specified deformation range 5 is advantageously designed such that a Deformability of the receiving opening 4 in the radial direction of the rotor main body 3 allows, as a fixation on large magnetic surfaces of the permanent magnet 2 in the radial direction of the rotor main body 3 easier is possible and results in a better fixation. In addition, acts at the rotating rotor 1 also one on the respective permanent magnet 2 acting centrifugal force in the radial direction. This is also absorbed by the surface pressure due to the deformation, so that the permanent magnet 2 not in the receiving opening 4 move and in particular can not rattle.

Der zumindest eine Verformungsbereich 5 wird beispielsweise durch Walzen und/oder durch Pressen des Rotorgrundkörpers 3 verformt. Die Permanentmagnete 2 werden dabei in die jeweilige Aufnahmeöffnung 4 eingesetzt, bevor der Rotorgrundkörper 3 in eine jeweilige Umformeinheit eingesetzt wird oder erst nachdem er bereits in der Umformeinheit angeordnet ist.The at least one deformation area 5 For example, by rolling and / or by pressing the rotor body 3 deformed. The permanent magnets 2 are doing in the respective receiving opening 4 used before the rotor body 3 is used in a respective forming unit or only after it is already arranged in the forming unit.

Bei einem Walzverfahren weist die Umformeinheit beispielsweise zwei Rollen auf, wobei sich der ringförmig ausgebildete Rotorgrundkörper 3 mit eingelegten Permanetmagneten 2 mit einer Innenseite über eine der Rollen bewegt und an einer Außenseite durch die andere Rolle flachgewalzt wird. Dadurch wird eine radiale Erstreckung der jeweiligen Aufnahmeöffnung 4 verkleinert, bis die radiale Erstreckung der Aufnahmeöffnung 4 einer Dicke des Permanentmagneten 2 entspricht und Wandungen der Aufnahmeöffnung 4 am Permanentmagneten 2 anliegen, wobei durch das Walzen zwischen dem Permanentmagneten 2 und der Aufnahmeöffnung 4 eine Flächenpressung entsteht, die den Permanentmagneten 2 fixiert.In a rolling process, the forming unit, for example, two rollers, wherein the annularly shaped rotor body 3 with inserted permanent magnet 2 is moved over one of the rollers with an inner side and is rolled flat on one outer side by the other roller. As a result, a radial extent of the respective receiving opening 4 reduced until the radial extent of the receiving opening 4 a thickness of the permanent magnet 2 corresponds and walls of the receiving opening 4 on the permanent magnet 2 abutment, wherein by rolling between the permanent magnet 2 and the receiving opening 4 a surface pressure is created, the permanent magnet 2 fixed.

Alternativ kann jede Aufnahmeöffnung 4, wie in 2 schematisch dargestellt, durch Pressen verkleinert werden. Eine hierfür ausgebildete Umformeinheit weist einen Stempel 6 und einen Gegenhalter 7 auf. Mittels einer derart ausgebildeten Umformeinheit wird jede Aufnahmeöffnung 4 einzeln so durch Verformen verkleinert, dass der Permanentmagnet 2 durch Flächenpressung fixiert ist. Der Stempel 6, welcher zweckmäßigerweise an der Außenseite des ringförmigen Rotorgrundkörpers 3 im Bereich der jeweiligen Aufnahmeöffnung 4 angreift, kann dabei besondere Formen aufweisen, um nicht nur die Aufnahmeöffnung 4 an bestimmten Punkten gezielt zu verkleinern, sondern auch eine Außenfläche des Rotorgrundkörpers 3 zu formen und zu gestalten.Alternatively, each receiving opening 4 , as in 2 shown schematically, be reduced by pressing. A forming unit designed for this purpose has a stamp 6 and a backstop 7 on. By means of a forming unit formed in this way, each receiving opening 4 individually so reduced by deforming that the permanent magnet 2 is fixed by surface pressure. The Stamp 6 , which expediently on the outside of the annular rotor body 3 in the region of the respective receiving opening 4 attacks, it may have special shapes, not only the receiving opening 4 targeted to reduce at certain points, but also an outer surface of the rotor body 3 to shape and shape.

Vorteilhaft ist, wie in 4 dargestellt, ein Außenumfang des ringförmigen Rotorgrundkörpers 3 vor dem Einlegen der Permanentmagnete 2 nicht kreisrund ausgeformt, sondern weißt über den Aufnahmeöffnungen 4 jeweils eine Erhebung auf. Diese kleinen wellenförmigen Erhebungen oder Wellenberge verstärken das Verformen der darunter liegenden Aufnahmeöffnung 4. Die Erhebungen oder Wellen können über einen Umfang des Rotorgrundkörpers 3 hinweg beispielsweise sinusförmig ausgebildet sein oder auch in anderen Formen und Verteilungen ausgebildet sein.It is advantageous, as in 4 shown, an outer periphery of the annular rotor main body 3 before inserting the permanent magnets 2 not circular shaped, but knows about the receiving openings 4 one survey each. These small undulating peaks or crests reinforce the deformation of the underlying receiving opening 4 , The elevations or waves can over a circumference of the rotor body 3 Be formed, for example, sinusoidal or formed in other shapes and distributions.

Vorteilhaft wird ein solcher ringförmiger Rotorgrundkörper 3 mit den Erhebungen über den Aufnahmeöffnungen 4 dann durch ein Walzverfahren mit den eingelegten Permanentmagneten 2 zu einem ringförmigen Rotor 1 mit einem flacheren Wellenverlauf flachgewalzt, bis hin zu einem insbesondere kreisrunden Außenumfang des ringförmigen Rotors 1. Die Wellenberge unterstützen das Flachwalzen und die kreisrunde oder fast kreisrunde Endform des Außenumfang verhindert ein Zurückverformen durch die Fliehkräfte des Rotors 1 im Betrieb, da die auftretenden Kräfte in der Kreisform besser verteilt werden können.Advantageous is such an annular rotor body 3 with the elevations over the intake openings 4 then by a rolling process with the inserted permanent magnet 2 to an annular rotor 1 Flat rolled with a flatter waveform, up to a particular circular outer circumference of the annular rotor 1 , The wave crests support the flat rolling and the circular or almost circular final shape of the outer circumference prevents a back deformation by the centrifugal forces of the rotor 1 in operation, since the forces occurring in the circular shape can be better distributed.

Der Rotor 1 kann auch andere Ausformungen am Außenumfang haben, beispielsweise Magnetflusssperren, die, wie in 5 dargestellt, als Ausnehmungen 8 zwischen den einzelnen Aufnahmeöffnungen 4 im Rotorgrundkörper 3 ausgebildet sind. Ein Verformen wird hier durch Stege 9 zwischen der jeweiligen Aufnahmeöffnung 4 und den an diese angrenzenden Ausnehmungen 8 erleichtert, da die Stege 9, welche hier die Verformungsbereiche 5 bilden oder zumindest jeweils ein Teil eines Verformungsbereichs 5 sind, leichter beim Verformen nachgeben und durch die Aufnahmeöffnung 4 und die jeweils angrenzende Ausnehmung 8 in beide Richtungen ausweichen und sich verformen können und sich so leichter zusammenpressen lassen als massives Material.The rotor 1 can also have other shapes on the outer periphery, such as magnetic flux barriers, which, as in 5 shown as recesses 8th between the individual receiving openings 4 in the rotor body 3 are formed. A deformation is here by webs 9 between the respective receiving opening 4 and the adjacent recesses 8th relieved, since the webs 9 , which here the deformation areas 5 form or at least in each case a part of a deformation range 5 are, easier to give way when deforming and through the receiving opening 4 and the respective adjacent recess 8th dodge in both directions and can deform and be compressed more easily than solid material.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird jeder ringförmige Rotorgrundkörper 3 mit den eingelegten Permanentmagneten 2 einzeln verformt, beispielsweise gewalzt. Danach werden zur Herstellung der elektrischen Maschine eine Mehrzahl derartiger ringförmiger Rotoren 1, d. h. einzelner Rotorringe, in axialer Länge zu einem Rotorkern und dann zu einem Gesamtrotor zusammengesetzt. Die als Rotorringe ausgebildeten einzelnen Rotoren 1 mit den durch die Verformung fixierten Permanentmagneten 2 können auf diese Weise leicht und prozesssicher auch mit einer Schrägung der Permanentmagnete 2 in axialer Richtung zu einem Rotorkern zusammengefügt werden. Eine veränderte Position der Aufnahmeöffnungen 4 und der jeweiligen Verformung über die axiale Länge hinweg muss auf diese Weise beim Verformen nicht berücksichtigt werden.In an advantageous embodiment, each annular rotor body 3 with the inserted permanent magnets 2 individually deformed, for example rolled. Thereafter, for the production of the electric machine, a plurality of such annular rotors 1 , ie individual rotor rings, assembled in axial length to a rotor core and then to an overall rotor. The trained as rotor rings individual rotors 1 with the permanent magnets fixed by the deformation 2 can in this way easily and reliably with a skew of the permanent magnets 2 be joined together in the axial direction to a rotor core. An altered position of the receiving openings 4 and the respective deformation over the axial length must not be taken into account in this way during deformation.

Je nach Ausführung der Verformungsvorrichtung kann der ringförmige Rotorgrundkörper 3 an jedem Permanentmagneten 2 einzeln verformt werden und somit jeder Permanentmagnet 2 einzeln nacheinander durch eine Flächenpressung fixiert werden oder auch mehrere Permanentmagnete 2 gleichzeitig. So kann eine Verformungsvorrichtung insbesondere auch mehrere Walzen zum gleichzeitigen Umformen aufweisen oder auch mehrere Stempelvorrichtungen, die gleichzeitig gegen einen oder mehrere Gegenhalter pressen und so die Verformung des Rotorgrundkörper 3 an mehreren Permanentmagneten 2 gleichzeitig durchführen können. So kann der Verformungsschritt in kürzerer Zeit durchgeführt werden.Depending on the design of the deformation device, the annular rotor body 3 at each permanent magnet 2 individually deformed and thus every permanent magnet 2 be fixed one after the other by a surface pressure or several permanent magnets 2 simultaneously. Thus, a deformation device may in particular also have a plurality of rolls for simultaneous forming or also a plurality of punch devices which simultaneously press against one or more counter-holders and thus the deformation of the rotor base body 3 at several permanent magnets 2 can perform at the same time. Thus, the deformation step can be carried out in a shorter time.

Alternativ können bei einem Rotorkern ohne Schrägung oder bei einer Verformung durch Walzen auch die einzelnen ringförmigen Rotorgrundkörper 3 mit den in den Aufnahmeöffnungen 4 eingelegten Permanentmagneten 2 erst zu einem Rotorkern zusammengefügt werden, um dann den gesamten Rotorkern, d. h. alle Rotorgrundkörper 3, gleichzeitig zu verformen, insbesondere umzuwalzen. Auf diese Weise werden Verformungsbereiche 5 einer Mehrzahl von Rotorgrundkörpern 3 gemeinsam plastisch verformt. Es können aber auch lediglich einzelne axiale Bereiche der jeweiligen Rotorgrundkörper 3 zusammen verformt werden oder es kann in einem derartigen aus einzelnen Rotorgrundkörpern 3 zusammengesetzten Rotorkern jeder einzelne Rotorgrundkörper 3 wieder einzeln verformt werden, obwohl der Rotorkern als gesamte Einheit in die Umformeinheit eingesetzt ist.Alternatively, in a rotor core without skewing or in a deformation by rolling, the individual annular rotor body 3 with those in the intake openings 4 inserted permanent magnet 2 are first joined together to form a rotor core, then the entire rotor core, ie all rotor body 3 to deform at the same time, in particular to roll over. In this way, deformation areas 5 a plurality of rotor main bodies 3 plastically deformed together. But it can also only single axial areas of the respective rotor body 3 can be deformed together or it can in such a single Rotorgrundkörpern 3 composite rotor core every single rotor body 3 be deformed again individually, although the rotor core is inserted as a whole unit in the forming unit.

Durch dieses nachträgliche Verformen, d. h. Pressen oder Walzen, wie oben beschrieben, lässt sich der jeweilige Permanentmagnet 2 auch mit geringer Produktionsgenauigkeit einfach in die Aufnahmeöffnung 4 einlegen und dann durch das Verformen über eine Flächenpressung einfach fixieren. Der Arbeitsschritt des Magneteinfügens ist erleichtert und kann so auch automatisiert werden. Die Fixierung durch Umformen kann danach ebenfalls automatisiert in einer jeweiligen Umformeinheit erfolgen, wobei der Rotor 1 oder der gesamte Rotorkern mit den fixierten Permanentmagneten 2 sofort weiterverarbeitbar ist und keine Wartezeiten durch Aushärten oder Abkühlen einer Füllmasse anfallen, wie dies bei Verfahren nach dem Stand der Technik der Fall ist. Des Weiteren wird keine derartige Füllmasse zur Fixierung der Permanentmagnete 2 benötigt, woraus Kosteneinsparungen resultieren.By this subsequent deformation, ie pressing or rolling, as described above, the respective permanent magnet can be 2 even with low production accuracy simply into the receiving opening 4 Insert and then fix by deforming a surface pressure simply. The step of Magneteinfügens is facilitated and can be automated as well. The fixation by forming can then also be done automatically in a respective forming unit, wherein the rotor 1 or the entire rotor core with the fixed permanent magnets 2 Immediately further processed and no waiting times incurred by curing or cooling of a filling compound, as is the case with the prior art method. Furthermore, no such filling compound for fixing the permanent magnets 2 requires, resulting in cost savings.

Durch die Verformung ist eine mechanische Belastung des Permanentmagneten 2 reduziert, da die Verformung kraftdosiert erfolgen kann. Wenn die Wandungen der Aufnahmeöffnung 4 den Permanentmagneten 2 durch die Verformung erreichen, steigt die Kraft stark an, da die Flächenpressung beginnt. Dadurch ist auf einfache Weise erkennbar, dass der Verformungsprozess beendet werden kann. Auf diese Weise ist eine Obergrenze der Krafteinwirkung auf den Permanentmagneten 2 einstellbar. Dies ist bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Einpressen des Permanentmagneten 2 mit einem hohen Kraftaufwand in eine etwas kleinere Aufnahmeöffnung 4 nicht möglich, da der Permanentmagnet 2 unter allen Bedingungen, auch beispielsweise bei höheren Fertigungstoleranzen, in die jeweilige Aufnahmeöffnung 4 eingefügt werden muss und es dadurch zu einer erhöhten mechanischen Belastung des Permanentmagneten 2 kommen kann, so dass strukturelle Schäden entstehen können.Due to the deformation is a mechanical stress of the permanent magnet 2 reduced because the deformation can be force metered. If the walls of the receiving opening 4 the permanent magnet 2 As a result of the deformation, the force increases strongly, since the surface pressure begins. This makes it easy to see that the deformation process can be terminated. In this way is an upper limit of the force on the permanent magnet 2 adjustable. This is in a known from the prior art press-fitting of the permanent magnet 2 with a high force in a slightly smaller receiving opening 4 not possible because of the permanent magnet 2 under all conditions, including for example at higher manufacturing tolerances, in the respective receiving opening 4 must be inserted and thereby increased mechanical stress on the permanent magnet 2 can come, so that structural damage can occur.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rotorrotor
22: Permanentmagnetpermanent magnet
33: RotorgrundkörperRotor body
44: Aufnahmeöffnungreceiving opening
55: Verformungsbereichdeformation zone
66: Stempelstamp
77: Gegenhalterbackstop
88th: Ausnehmungrecess
99: Stegweb

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010012322 A1 [0002]

Claims

Rotor body of a rotor ( 1 ) for an electrical machine, with at least one receiving opening ( 4 ) for a permanent magnet ( 2 ), characterized in that the receiving opening ( 4 ) is greater than that in this permanent magnet to be positioned ( 2 ), wherein in the region of the receiving opening ( 4 ) in the rotor body ( 3 ) at least one predetermined deformation range ( 5 ) is formed, which is plastically deformable by applying a predetermined pressing force to the receiving opening ( 4 ) and an interference fit of the permanent magnet ( 2 ) in the receiving opening ( 4 ) of the rotor body ( 3 ) to create.

Rotor body according to claim 1, characterized by a substantially annular formation, wherein over the at least one receiving opening ( 4 ) on an outer circumference of the rotor main body ( 3 ) An elevation is formed.

Rotor main body according to claim 1 or 2, comprising a plurality of receiving openings ( 4 ).

Rotor main body according to claim 3, characterized in that between the receiving openings ( 4 ) Recesses ( 8th ) in the rotor body ( 3 ) are formed.

Rotor ( 1 ) for an electrical machine, with at least one permanent magnet ( 2 ), which in a receiving opening ( 4 ) of a rotor base body ( 3 ) of the rotor ( 1 ), wherein between the rotor main body ( 3 ) and the permanent magnet ( 2 ) is an interference fit, characterized in that the interference fit of the permanent magnet ( 2 ) in the receiving opening ( 4 ) of the rotor body ( 3 ) after positioning the permanent magnet ( 2 ) in the receiving opening ( 4 ) by a plastic deformation of at least one deformation region ( 5 ) in the rotor body ( 3 ) in the region of the receiving opening ( 4 ) is formed with a predetermined pressing force.

Rotor ( 1 ) according to claim 5, comprising a plurality of receiving openings ( 4 ), in each of which a permanent magnet ( 2 ) is arranged in a press fit.

Rotor ( 1 ) according to claim 6, characterized in that between the receiving openings ( 4 ) with permanent magnets ( 2 ) Recesses ( 8th ) in the rotor body ( 3 ) are formed.

Method for producing a rotor ( 1 ) with at least one permanent magnet ( 2 ) for an electrical machine, characterized in that the permanent magnet ( 2 ) in a receiving opening ( 4 ) of a rotor base body ( 3 ) is inserted and by the action of a predetermined pressing force at least one deformation region ( 5 ) in the rotor body ( 3 ) in the region of the receiving opening ( 4 ) is plastically deformed such that thereby the receiving opening ( 4 ) and a press fit of the permanent magnet ( 2 ) in the rotor body ( 3 ) is formed.

Method according to claim 8, characterized in that the at least one deformation region ( 5 ) by rolling and / or by pressing the rotor body ( 3 ) is deformed.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that a plurality of deformation regions ( 5 ) of a rotor base body ( 3 ) and / or deformation areas ( 5 ) of a plurality of rotor main bodies ( 3 ) are plastically deformed together.