DE102011002327A1

DE102011002327A1 - Permanentmagnetläufer

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Publication number: DE102011002327A1
Application number: DE102011002327A
Authority: DE
Inventors: Hans Kuss; Joachim Sabinski
Original assignee: Individual
Current assignee: Guthardt Uwe De; Kadletz Konrad De; KUSS, HANS, PROF. DR. ING., DE; Sabinski Joachim Dr Ing De
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-02-02

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, modifizierbare permanenterregte Läuferbaugruppen mit tangentialer Anordnung der Permanentmagnete für unterschiedlichste Achshöhen, Drehzahlen und mechanische und elektromagnetische Beanspruchungen zu realisieren, wobei eine Minimierung der Permanentmagnetmasse sowie eine Erreichung einer hohen Luftspaltinduktion bei Verkleinerung des Streuflusses der Magnete sowie eine Verringerung der Läuferverluste und eine hohe mechanische Festigkeit des Läufers zur Realisierung hoher Umfangsgeschwindigkeiten des Läufers in Verbindung mit einem großen Feldstellbereich in einem weiten Bereich der Einsatztemperatur der elektrischen Maschine ohne zusätzliche Läuferbandage erreicht werden soll. Hierzu soll eine vereinfachte konstruktive Ausführung und Befestigung der Läuferpole geschaffen werden. Außerdem soll eine hohe Polteilungsgenauigkeit auch ohne Komplettschnitt gewährleistet werden. Weiterhin soll eine Verbesserung des Schutzes der Magnete gegen Entmagnetisierung bei Überlast der Maschine und im Störfall des Kurzschlusses erreicht werden. Der Permanentmagnetläufer mit geschützt und vergraben angeordneten, annähernd tangential ausgerichteten Permanentmagneten bei radialer Ausrichtung der Magnetpole rotierender elektrischer Maschinen nach Patentanmeldung DE 10 2010 036 716 , besitzt ferromagnetische Polschuhe (5.1, 5.3), die mittels Ausrichtungs- und Montagehilfen (10.1 bis 10.6) und Fußsicherungen (24.2) teilungs-, und winkelgenau kraftschlüssig, insbesondere durch Verschrauben oder Verkeilen, auf einem Magnetkreisgrundkörper (5.2) mittels Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) befestigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Permanentmagnetläufer mit geschützt und vergraben angeordneten, annähernd tangential ausgerichteten Permanentmagneten bei radialer Ausrichtung der Magnetpole rotierender elektrischer Maschinen nach Patentanmeldung DE 10 2010 036 716 .
Mit Permanentmagneten bestückte Läufer von Elektromotoren werden vorteilhaft mit geschützt und vergraben angeordneten Permanentmagneten ausgestattet. Dadurch lässt sich eine starke Erwärmung und eine Entmagnetisierung der Permanentmagnete verhindern, die bei offen am Läufer liegenden Permanentmagneten auftreten können.
In der Patentanmeldung DE 10 2010 036 716 wird ein Permanentmagnetläufer beschrieben, bei dem ein ferromagnetischer Magnetkreisgrundkörper und ferromagnetische Polschuhe unmittelbar mit Permanentmagneten und amagnetischen Pollückenankern formschlüssig verbunden sind und die Pollückenanker und die Permanentmagnete in der Weise ausgebildet sind, dass um den Permanentmagnetläufer eine vorgegebene Luftspaltfeldform, insbesondere mit einem annähernd sinusförmigen Verlauf ausbildbar ist.
In einer Variante sind die Polschuhe als Blechpakete ausgebildet und die Blechpakete aus einer Vielzahl von wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildeten, im Wechsel gestapelt angeordneten Blechen gebildet, wobei wenigstens zwei unterschiedlich geformte Ausnehmungen in den Blechen vorgesehen sind, in denen jeweils eines von wenigstens zwei unterschiedlichen, den Ausnehmungen entsprechend geformten Blechen des als Blechpaket ausgebildeten Pollückenankers angeordnet sind.
In einer weiteren Variante sind der Magnetkreisgrundkörper und die Polschuhe zusammen als Komplettschnitt ausgeführt, wobei die das Blechpaket bildenden Blechronden so ausgebildet sind, dass die Pollückenanker in Ausnehmungen des Magnetkreisgrundkörper und der Polschuhe eingreifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, modifizierbare permanenterregte Läuferbaugruppen mit annähernd tangentialer Anordnung der Permanentmagnete für unterschiedlichste Achshöhen, Drehzahlen und mechanische und elektromagnetische Beanspruchungen zu realisieren, wobei eine Minimierung der Permanentmagnetmasse sowie eine Erreichung einer hohen Luftspaltinduktion bei Verkleinerung des Streuflusses der Magnete sowie eine Verringerung der Läuferverluste und eine hohe mechanische Festigkeit des Läufers zur Realisierung hoher Umfangsgeschwindigkeiten des Läufers in Verbindung mit einem großen Feldstellbereich in einem weiten Bereich der Einsatztemperatur der elektrischen Maschine ohne zusätzliche Läuferbandage erreicht werden soll. Hierzu soll eine vereinfachte konstruktive Ausführung und Befestigung der Läuferpole geschaffen werden. Außerdem soll eine hohe Polteilungsgenauigkeit auch ohne Komplettschnitt gewährleistet werden. Weiterhin soll eine Verbesserung des Schutzes der Magnete gegen Entmagnetisierung bei Überlast der Maschine und im Störfall des Kurzschlusses erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch einen Permanentmagnetläufer mit geschützt und vergraben, annähernd tangential angeordneten Permanentmagneten mit radialer Polung, wobei wenigstens ein ferromagnetischer Magnetkreisgrundkörper und ferromagnetische Polschuhe unmittelbar mit Permanentmagneten und amagnetischen Pollückenankern formschlüssig verbunden und die Pollückenanker und die Permanentmagnete in der Weise ausgebildet sind, dass um den Permanentmagnetläufer die Luftspaltfeldform beeinflussbar und in vorgegebener Form und Intensität, insbesondere mit einem annähernd sinusförmigen Verlauf, ausbildbar ist. Die Pollückenanker werden formschlüssig im Magnetkreisgrundkörper gehalten und nehmen, durch ihre Ankerform an ihren gegenüberliegenden Enden die Polschuhe auf und sichern diese in ihrer Position. Besonders vorteilhaft ist es, das die Polschuhe keinerlei Schwächung ihres Querschnitts erfahren, da Kanäle oder Bohrungen für ihre Versteifung oder für die Montage, das Setzen der Polschuhbleche, nicht erforderlich sind. Da Kanäle und Bohrungen wegfallen, kommt es auch nicht zu Inhomogenitäten des Magnetfelds im und am Polschuh. Allerdings können zur spezifischen Beeinflussung des Feldverlaufs spezielle Ausnehmungen im Polschuh erfindungsgemäß vorgesehen sein. Am Ende der Polschuhe greifen die Pollückenanker in eine Ausnehmung der Polschuhe ein. Während die Polschuhe bevorzugt aus einem ferromagnetischen Material bestehen, ist das Material der Pollückenanker amagnetisch. In dem Bereich, in dem Polschuh und Pollückenanker ineinandergreifen, ist demnach eine abgeschwächte Permeabilität vorhanden, die Magnetfeldlinien durchdringen den Bereich teilweise, werden aber auch teilweise abgelenkt. Durch eine entsprechende Ausformung des Übergangsbereichs und die Auswahl der Materialstärken des ferromagnetischen und des amagnetischen Materials bezüglich der Feldlinien kann damit die Feldkurve des Magnetfelds beeinflusst werden. Dadurch lässt sich in den Randbereichen des Polschuhs in besonders vorteilhafter Weise die Feldkurve des Magnetfelds festlegen und beispielsweise eine nahezu sinusförmige Feldkurve erzeugen. Gleichzeitig wird durch die Gestaltung des Permanentmagnetläufers, dessen Polschuhe einen ungeschwächten und in einer Ausführungsform einen im Bereich des höchsten Biegemoments zusätzlich verstärkten Querschnitt besitzen, eine hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit gegen Verformung erzielt. Damit können im Einsatz hohe Motordrehzahlen ohne zusätzliche Läuferbandage je nach Entwurf auch ein kleiner Luftspalt zwischen dem Permanentmagnetläufer und dem Stator erreicht werden. Die bevorzugt im Bereich zwischen Magnetkreisgrundkörper und Polschuh angeordneten Permanentmagnete weisen in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eine annähernd dem Radius des Permanentmagnetläufers angepasste Form auf.
Es ist günstig, wenn eine Ebene des Blechpakets des Magnetkreisgrundkörpers mit Ausnehmungen besteht, wobei in den Ausnehmungen ein Teil eines Pollückenankers eingreift und damit mit dem Magnetkreisgrundkörper formschlüssig verbunden sind und ein weiterer Teil des Pollückenankers in einer Ausnehmung eines Polschuhs angeordnet ist und zwischen den mit dem Pollückenanker zusammengefügten Magnetkreisgrundkörper und Polschuh eine Ausnehmung bildet, in der später wenigstens ein Permanentmagnet vorgesehen ist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die annähernd tangential im Permanentmagnetläufer angeordneten Permanentmagnete für jeden Pol aus einen oder wenigstens zwei, durch ein Distanzelement oder eine Distanzhilfe getrennten Permanentmagnete ausgebildet. Als Distanzelemente oder Distanzhilfen kommen bevorzugt elektrisch isolierende Materialien infrage, die daneben obligatorisch amagnetische Eigenschaften aufweisen. Es ist mit besonderen Vorteilen verbunden, wenn das wenigstens eine Distanzelement als Polschuhanker ausgebildet ist, der den Polschuh mit dem Magnetkreisgrundkörper mechanisch verbindet. Diese Vorteile kommen vor allem dann zum Tragen, wenn es sich um einen sehr großen Polschuh handelt, der im Betrieb starke Radiallasten aufzunehmen hat. Dessen Belastbarkeit lässt sich durch die Anordnung wenigstens eines Polschuhankers verbessern, der den Polschuh mit dem Magnetkreisgrundkörper mechanisch verbindet. Besonders bevorzugt ist eine solche mechanische Verbindung als formschlüssige Verbindung, beispielsweise durch einen I-förmigen Polschuhanker, ausgeführt. Ist nur ein einziger Polschuhanker im Polschuh vorgesehen, wird dieser bevorzugt in der Mitte des Polschuhs angeordnet, da sich hier die Vorteile eines in der Mitte angeordneten Distanzelements und eines in der Mitte angeordneten Polschuhankers auf besonders günstige Weise ergänzen, insbesondere da in der Mitte das höchste Biegemoment im Polschuh auftritt. Es ist aber auch vorgesehen, mehr als einen Polschuhanker an einem Polschuh einzusetzen, insbesondere wenn diese auch mehr als zwei Permanentmagnete durch ihre Eigenschaft als Distanzelemente magnetisch trennen.
Es können zur Lösung der Aufgabenstellung konstruktive Maßnahmen miteinander kombiniert werden. Eine erste konstruktive Maßnahme besteht darin, einen zusätzlichen Magneten in der Polmitte anzuordnen, so dass in diesem Bereich eine Verstärkung des Magnetfelds erfolgt. Ein Vorteil dieser Lösung besteht insbesondere in der Einfachheit, da in der besonders bevorzugten Ausgestaltung jeweils dieselbe Bauart von Permanentmagneten verwendet wird.
Weiterhin sind die Polschuhe sind durch Pollücken voneinander getrennt. Bei herkömmlichen, bekannten Polschuhen bricht der magnetische Fluss unmittelbar am Ende des Polschuhs ab. Hieraus resultieren Effekte, wie bei der Würdigung des Stands der Technik bereits erwähnt, die die Laufeigenschaften eines mit einem solchen Anker ausgestatteten Elektromotors ungünstig beeinflussen. Erfindungsgemäß ist zur Überwindung dieser Nachteile daher ein Übergangsbereich vorgesehen, der in der besonders bevorzugten Ausgestaltung ein annähernd sinusförmiger Verlauf des magnetischen Flusses zwischen der Mitte des Polschuhs und der Mitte des Pollückenankers erzeugt. Pollückenanker und Polschuhe greifen in der Weise einander, dass sich die in Richtung des magnetischen Flusses überdeckenden und in der besonders bevorzugten Ausgestaltung zusätzlich ineinandergreifenden Materialien mit gegensätzlichen Eigenschaften unter Einfluss von Magnetfeldern, ferromagnetischen und amagnetischen Eigenschaften, den Übergangsbereich bilden. Im Übergangsbereich fallen die magnetischen Eigenschaften von ferromagnetisch am Beginn des Übergangsbereichs zu amagnetisch am Ende des Übergangsbereichs ab. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsformen ist dieser Verlauf sinusförmig, sind aber auch andere Möglichkeiten für die Gestaltung des Übergangsbereichs vorgesehen. So kann beispielsweise dieser Feldverlauf durch entsprechende Überdeckung der Materialien erzeugt werden.
Die zwischen den Polen liegenden Pollückeanker und die Polschuhanker haben die Aufgabe die Polschuhe mit dem Magnetkreisgrundkörper fest zu verbinden. Hierzu besitzen insbesondere die Pollückenanker im Fußbereich besondere konstruktive Lösungen, die eine Verankerung des Pollückenankers in entsprechenden Ausnehmungen des Magnetkreisgrundkörpers ermöglicht. Ausrichtungs- und Montagehilfen, wie z. B. keilförmige Ausbuchtungen der Ausnehmungen des Magnetkreisgrundkörpers und dazu passende keilförmige Aussparungen des Fußes des Pollückenankers ermöglichen ein automatisches Ausrichten und Verankern der Pollückenanker und damit auch der Polschuhe. Zum Festsetzen der Pollückenanker bzw. der Polschuhanker dienen Festsetzer z. B. in Keilform.
Insgesamt weist die vorliegende Erfindung den besonderen Vorteil auf, dass der Permanentmagnetläufer für hohe Umfangsgeschwindigkeiten geeignet ist und das um den Permanentmagnetläufer, insbesondere über den Polschuhen der einzelnen Pole, aufgebaute Luftspaltfeld in seiner Form und Ausprägung weitgehend vorgabengemäß eingestellt werden kann, sowie die Permanentmagnete gegen Entmagnetisierung infolge Überlast oder Kurzschluss geschützt sind. Daraus resultiert eine günstige Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Maschine.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ausführungsbeispielen und der Beschreibung der Figuren zu entnehmen. Es zeigen:
1 die schematische Darstellung einer halbierten Ansicht einer Ausführungsform mit wellenförmiger Anordnung der Permanentmagnete,
2 die schematische Darstellung eines Permanentmagnetläufers mit quadratischen Querschnitt des Magnetkreisgrundkörpers mit unterschiedlichen Varianten der Polschuhe, Pollückenanker und Polschuhanker,
3 die schematische Darstellung eines Permanentmagnetläufers mit einem sechseckigen Querschnitt des Magnetkreisgrundkörpers mit unterschiedlichen Varianten der Polschuhe, Pollückenanker und Polschuhanker und
4 die schematische Darstellung eines Permanentmagnetläufers mit einem vieleckigen Querschnitt des Magnetkreisgrundkörpers bzw. mit einem Magnetkreisgrundkörper mit Auswölbungen und Einschnitten mit unterschiedlichen Varianten der Polschuhe, Pollückenanker, Polschuhanker und Permanentmagnetanordnungen.
1 zeigt die schematische Darstellung einer halbierten Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetläufers 20.8, bei der an der Außenseite des Magnetkreisgrundkörpers 5.2 pro Pol zwei Permanentmagnete 1.9 und jeweils rechts und links ein weiterer Permanentmagnet 1.9, also insgesamt vier Permanentmagnete 1.9, in einer wellenförmigen Anordnung flach anliegend auf dem Magnetkreisgrundkörper 5.2 durch die Polschuhe 5.3 über die Pollückenanker 2.15 arretiert sind. Zwischen den Permanentmagneten 1.9 sind Distanzhilfen 4.2 angeordnet. Der Pollückenanker 2.15 weist hier eine Fußsicherung 24.2 im Bereich der den Fuß des Pollückenankers 2.15 aufnehmenden Ausnehmung 22.2 auf. Diese Fußsicherung 24.2 entspricht einer Ausrichtungs- und Montagehilfe 10.1 bis 10.6, wie in den 2 bis 4 dargestellt, die den Pollückenanker 2.15 automatisch genau positioniert. Die erfindungsgemäßen, dreieckförmigen Auskrakungen mit unterschiedlichen Seitenlängen und Seitenwinkeln am Kopf des Pollückenankers 2.15 greifen in die Ausnehmungen 23.2 der rechts und links angeordneten Polschuhe 5.3. Neben den Ausnehmungen 22.2 am Fuß des Pollückenankers 2.15 können noch weitere Ausnehmungen, wie z. B. die Ausnehmungen 22.1, vorgesehen sein. Die Ausnehmungen 22.1 und 22.2 sind so groß und so gestaltet, dass mittels Festsetzer 7.8, z. B. Keile, eine Arretierung des Pollückenankers 2.15 im Magnetkreisgrundkörper 5.2 erfolgt. Der Pollückenanker 2.15 bildet also das Verankerungselement für den Polschuh 5.1 und damit auch für die Permanentmagnete 1.9 und der weiteren zwei kleinen Permanentmagnete 1.9 pro Pol. Neben der sehr stabilen mechanischen Lösung wird hier nochmals auf die guten magnetischen Wirkungen bzw. Effekte für eine rotierende elektrische Maschine, wie bereits oben beschrieben, hingewiesen.
Der Polschuh 5.3 kann zur spezifischen Beeinflussung des Feldverlaufs erfindungsgemäße Ausnehmungen 13 besitzen, die im Bedarfsfall zur Sicherung der Stabilität mit Kunststoff oder einem anderen amagnetischen Material ausgefüllt sind.
Wie in den 2 bis 4 dargestellt, besitzen die Pollückenanker 2.1 bis 2.13 vorzugsweise im Schnitt eine Dreieckform, wobei eine Dreieckspitze mit einer abgeflachten Form in Richtung Magnetkreisgrundkörper 5.2 gerichtet ist und die beiden anderen Dreieckspitzen die unterschiedlichsten Formen besitzen können. Z. B. als Pollückenanker 2.1 mit abgewinkelten Enden, die in den Polschuh 5.1 eingreifen, als Pollückenanker 2.2 mit abgewinkelten Enden und den Permanentmagneten 1 angepassten Seiten, als Pollückenanker 2.3, mit einer Keilbefestigung am Magnetkreisgrundkörper 5.2, als Pollückenanker 2.4 mit abgewinkelten Enden mit einer Mehrfachverzahnung am Polschuh 5.1, als Pollückenanker 2.5 mit abgewinkelten Enden, die den Polschuh 5.1 von Außen umfassen und zwischen Pollückenanker 2.5 und Permanentmagnet 1 einen dreieckförmigen, amagnetischen Füllkörper 8 besitzen, als Pollückenanker 2.6 mit unterhalb der Enden abgezweigten Verankerungsnasen, als Pollückenanker 2.7 mit einem durchgehenden Gewindeloch, als Pollückenanker 2.8 mit einem Gewindesackloch, als Pollückenanker 2.9 mit einer vogelschwingenartigen Form mit einem Durchgangsloch mit Innengewinde, wobei deren Enden in zu den Permanentmagneten 1 parallele Nuten des Polschuhs 5.1 eingreifen, als Pollückenanker 2.10 mit einer vogelschwingenartigen Form mit einem Durchgangsloch, wobei deren Enden in zu den Permanentmagneten 1 parallele Nuten des Polschuhs 5.1 eingreifen, als Pollückenanker 2.11 mit einer treppenartigen Montagehilfe mit integriertem Schwalbenschwanz, als Pollückenanker 2.12 mit abgewinkelten Enden und den Permanentmagneten 1 angepassten Seiten und zusätzlicher mechanischer Befestigung der Polschuhe, als Pollückenanker 2.13 mit einem Verankerungsfuß mit einer Keilbefestigung. Die Pollückenanker 2.1, 2.2, 2.4 bis 2,12 besitzen Schraubverbindungen zum Magnetkreisgrundkörper 5.2, mit den Varianten einer Verschraubung durch die Pollückenanker 2.1, 2.2, 2.4, 2.5, 2.6, 2.10 bis 2.12 in Richtung Magnetkreisgrundkörper 5.2 und den Varianten einer Verschraubung durch die Pollückenanker 2.7 bis 2.9 in Richtung Luftspalt. Die Pollückenanker 2.3 und 2.13 sind durch Keile am Magnetkreisgrundkörper 5.2 arretiert.
Die Pollückenanker 2.1 bis 2.13 und die Polschuhanker 3.1 bis 3.3 besitzen vorteilhaft Ausrichtungs- und Montagehilfen 10.1 bis 10.6 zur Ausrichtung und Verankerung in dazu komplementäre Aussparungen im Magnetkreisgrundkörper 5.2. Diese Ausrichtungs- und Montagehilfen 10.1 bis 10.6 können zylinderförmig 10.1, schwalbenschwanzförmig 10.2, dreieckförmig 10.3, 10.4 treppenförmig, abgewinkelt 10.5 oder dreieck-trapezförmig 10.6 ausgeführt sein und ziehen bei der Montage den Pollückenanker 2.1 bis 2.13 in die gewünschte Position.
Die Polschuhe 5.1 und 5.3 sind über die Pollückenanker 2.1 bis 2.13 bzw. die Polschuhanker 3.1 bis 3.3 und den damit verbundenen Ausrichtungs- und Montagehilfen 10.1 bis 10.6 und Fußsicherungen 24.2 teilungs-, und winkelgenau kraftschlüssig, insbesondere durch Verschrauben oder Verkeilen, auf dem Magnetkreisgrundkörper 5.2 befestigt.
Die Polschuhe 5.1 besitzen vorteilhaft Polschuhversteifungen 6.1. bis 6.3 in Form von verstärkten Polschuhseitenrändern 6.1, von Stäben 6.2 oder von flachen Leisten 6.3.
Bei Pollückenankern 2.1. bis 2.12 in geblechter Ausführung werden vorzugsweise Stabilisatoren bzw. Versteifer 7.1 bis 7.6 in Form von Stäben 7.1 oder Flachmaterial 7.2, 7.4 und 7.5 aus nichtmetallischen Hochleistungswerkstoffen mit Verstärkungsprofilen im Inneren oder aus amagnetischen metallischen Werkstoffen 7.3 eingesetzt und/oder an der Oberseite zum Luftspalt hin werden Kunststoffkeile 11 zur Gewichtsreduzierung und/oder es werden umhüllte amagnetische Metalleinlagen 12 zur zusätzlichen Versteifung der Pollückenanker 2.1 bis 2.12 aus faserverstärkten Hochleistungskunststoff eingesetzt.
Die Läuferwelle 9 kann, mit Auswölbungen 9.1 und/oder Einschnitten 9.2 versehen sein, wie in 4 dargestellt. Der Magnetkreisgrundkörper 5.2 kann als geblechter Körper, als gesinterter oder als gegossener Körper komplementäre Auswölbungen und Einschnitte besitzen. Hierdurch sind sehr flach gehaltene Magnetkreisgrundkörper 5.2 möglich. An der Außenseite des Magnetkreisgrundkörpers 5.2 sind zwei Permanentmagnete 1 in geradliniger Anordnung je Läuferpol, getrennt durch ein amagnetisches Distanzelement 4, flach anliegend. Durch speziell ausgeformte Polschuhe 5.1 und diese Polschuhe 5.1 haltende Pollückenanker 2.13 sind die Permanentmagnete 1 auf dem Magnetkreisgrundkörper 5.2 arretiert. Auch eine doppellagige Anordnung der Permanentmagnete 1 ist denkbar, wie in 3 dargestellt.
Der Permanentmagnetläufer besitzt mindestens einseitig eine abdichtende, amagnetische Läuferendplatte, die den gesamten Pollückenbereich axial abdichtet. Diese Läuferendplatte wird insbesondere beim Tränkprozess oder beim Verkleben der Permanentmagnete 1, 1.1, 1.9 benötigt.
Bezugszeichenliste

1, 1.1, 1.2, 1.9: Permanentmagnet
2.1 bis 2.13, 2.15: Pollückenanker, Pollückenankerblech
3.1 bis 3.3: Polschuhanker, Polschuhankerblech
4: Distanzelement
4.2: Distanzhilfe
5.1, 5.3: Polschuh, Polschuhblech
5.2: Magnetkreisgrundkörper
6.1 bis 6.3: Polschuhversteifung
7.1 bis 7.6: Versteifer
7.7 bis 7.9: Festsetzer
8: Füllkörper
9: Läuferwelle
9.1: Auswölbung der Läuferwelle
9.2: Einschnitte der Läuferwelle
10.1 bis 10.6: Ausrichtungs- und Montagehilfen
11: Kunststoffkeil
12: umhüllte amagnetische Metalleinlage
13: Ausnehmung im Polschuh
20.8: Permanentmagnetläufer
22.1, 22.2: Ausnehmung für Festsetzer
23.2: Ausnehmung Polschuh
24.2: Fußsicherung Pollückenanker

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010036716 [0001, 0003]

Claims

Permanentmagnetläufer mit geschützt und vergraben angeordneten, annähernd tangential ausgerichteten Permanentmagneten bei radialer Ausrichtung der Magnetpole rotierender elektrischer Maschinen nach Patentanmeldung DE 10 2010 036 716 , dadurch gekennzeichnet, dass ferromagnetische Polschuhe (5.1, 5.3) mittels Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) auf einem Magnetkreisgrundkörper (5.2) insbesondere durch Verschrauben oder Verkeilen befestigt sind, wobei die Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) und der Magnetkreisgrundkörper (5.2) Ausrichtungs- und Montagehilfen (10.1 bis 10.6) und Fußsicherungen (24.2) zur teilungs-, und winkelgenauen kraftschlüssigen Verbindung untereinander besitzen.
Permanentmagnetläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Magnetkreisgrundkörpers (5.2) Permanentmagnete (1, 1.1, 1.2, 1.9) in geradliniger, bogenförmiger oder wellenförmiger Anordnung mit einer gleichmäßigen Dicke oder einer sich von einem zum anderen Ende ändernden Dicke in bogenförmiger Anordnung je Läuferpol flach anliegend auf dem Magnetkreisgrundkörper (5.2) arretiert sind.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Permanentmagneten (1) ein I-förmiger amagnetischer Polschuhanker (3.1 bis 3.3) angeordnet ist, der im Polschuh (5.1) und im Magnetkreisgrundkörper (5.2) verankert und so ausgebildet ist, dass er eine Zugspannung vom Polschuh (5.1) zum Magnetkreisgrundkörper (5.2) überträgt.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe (5.1) Polschuhversteifungen (6.1 bis 6.3) in Form von verstärkten Polschuhseitenrändern (6.1), von Stäben (6.2) oder von flachen Leisten (6.3) besitzen.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollückenanker (2.1. bis 2.13, 2.15) in geblechter Ausführung Versteifer (7.1 bis 7.6) in Form von Stäben oder Flachmaterial aus nichtmetallischen Hochleistungswerkstoffen mit Verstärkungsprofilen im Inneren oder aus amagnetischen metallischen Werkstoffen und/oder an der Oberseite zum Luftspalt hin Kunststoffkeile (11) und/oder umhüllte amagnetische Metalleinlagen (12) zur zusätzlichen Versteifung der Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) aus faserverstärkten Hochleistungskunststoff besitzen.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) und die Polschuhe (5.1, 5.3) als Ganzes oder über die Läuferlänge als Segmente ausgeführt sind und die Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) im Magnetkreisgrundkörper (5.2) oder in der Läuferwelle (9) mittels amagnetischer Schrauben oder mittels Keile festgesetzt sind.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) und die Polschuhanker (3.1 bis 3.3) aus massiven metallischen oder nichtmetallischen oder im Verbund hergestellten amagnetischen Werkstoffen bestehen.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollückenanker (2.1 bis 2.13, 2.15) im Kopfbereich dreieckförmige Auskragungen mit unterschiedlichen Seitenlängen und Seitenwinkeln besitzen.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwelle (9) mit Auswölbungen (9.1) und/oder Einschnitten (9.2) versehen ist und der Magnetkreisgrundkörper (5.2) als geblechter Körper, als gesinterter oder als gegossener Körper komplementäre Auswölbungen und Einschnitte besitzt.
Permanentmagnetläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnetläufer (20.8) mindestens einseitig eine abdichtende, amagnetische Läuferendplatte, die den gesamten Pollückenbereich axial abdichtet, besitzt.