DE2150766A1

DE2150766A1 - Stator fuer permanentmagnetische,dynamoelektrische Maschinen

Info

Publication number: DE2150766A1
Application number: DE19712150766
Authority: DE
Inventors: Ferdig Russell G; Burby Robert W
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-10-12
Publication date: 1972-07-13
Also published as: GB1328760A; US3631277A; JPS5411882B1; CA948259A

Description

Patentanmeldung Stator für permanentmagnetische, dynamoelektrische Maschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator für permanentmagnetlache, dynamoelektrische Maschinen, mit einer ferromagnetischen, zylindrischen Hülse und einem Paar in die Hülse passender, gewölbter Permanentmagneten, die über zwischen ihren gegenüberliegenden, ebenen Endflächen angeordneten Federclipsen gegen den Innenumfang der Hülse verspannt sind.

In dynamoelektrischen Maschinen geringer Leistung, wie sie ira Kraftfahrzeugbau für Scheibenwischer, Belüftungsgebläse und Fensterheber Verwendung finden, werden keramische Pereamentmagaete in einer ferromagnetischen, zylindrischen Hülse angeordnet, um das erforderliche Magnetfeld für die dynamoelektrische Maschine bereit zu stellen. Diese Permanentmagnete sind im allgemeinen gewölbt ausgebildet und ihr Außenumfang stimmt mit dem Innenumfang der Hülse überein.

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Sitz der Gesellschaft: Köln Registergericht Köln, HRB 84 Vorsitzender des Aufsichtsrates: Max Ueber - Vorstand: John A. Banning, Vorsitzender

Dr Klaus B Amedick Hans-Adolf Barthelmeh - Waldemar Ebers Wilhelm Inden - Alfred Langer - Hans Schaberger

Stellvertretend: Horst Bergemann Hans-Joachim Lehmann

Es wurden bereits die verschiedensten Lösungen vorgeschlagen um diese gewölbten Permanentmagnete in der zylindrischen Hülse zu befestigen. Einer dieser Lösungsvorschläge bestand im Verkleben des Außenumfanges der Permanentmagnete mit dem Innenumfang der Hülse mittels entsprechender Kleber. Ein weiterer dieser Lösungsvorschläge bestand in der Anordnung von Federclipsen zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Permanentmagnete, die diese gegen den Innenumfang der zylindrischen Hülse verspannten und gleichzeitig gegen eine axiale Bewegung in der Hülse sicherten.

Bei diesem Lösungsvorschlag wurden die Federclipse und die Permanentmagnete in einer Vorrichtung fixiert und hierauf die zylindrische Hülse über diese Anordnung geschoben. Die Federclipse wurden hierauf über Nieten mit der zylindrischen Hülse verbunden und verspannten nun die Permanentmagnete in der zylindrischen Hülse. Diese bekannten Federclipse wiesen weiterhin Laschen auf, die die axialen Enden der Permanentmagnete umfaßten und diese somit gegen axiales Verschieben in der Hülse sicherten.

Diese bekannten Lösungsvorschläge weisen in Hinblick auf die Hontage und die Funktion verschiedene Nachteile auf.

Im ersten Lösungsvorschlag des Verklebens« ist der Montage-Klebevorgang verhältnismäßig aufwendig und zeitraubend und die Funktion der dynamoelektrischen Maschine kann durch Nachlassen der Klebeverbindung, z.B. infolge übermäßiger Erwärmung der dynamoelektrischen Maschine, gestört werden.

Im Falle des zweiten Lösungsvorschlages, der Anordnung von Federclipsen zwischen den Permanentmagneten, stellt das erforderliohe Vernieten der bekannten Federclipse mit der zylindrischen Hülse einen erheblichen Montageaufwand dar und die Funktion der dynamoelektrischen Maschine kann auch hier durch Locker werden des Nietes und damit Nachlassen der Verspannkraft der Federclipse gestört werden.

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Die Aufgabe der Krfinciting Ist <·». einen Stator für permanentmagnet 1 ache, dynamoelektrische Maschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Lösungsvorschläge vermeidet, indem er bei einfachster Montage einen sicheren Halt der montierten Teile und damit eine störungsfreie Funktion der dynamoelektrischen Maschine gewährleistet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem die Federclipse aus einem im wesentlichen rechteckigen Streifen aus Federstahl bestehen, der an seinen Längskanten mit abgewinkelten Laschen versehen und quer zu seiner Längsrichtung in Richtung seiner Laschen leicht hochgewölbt ist und die Federclipse sich an den gegenüberliegenden ebenen Endflächen der Permanentmagnete über ihre Laschen und am Innenumfang der Hülsen über ihre Biegekanten an den Laschen abstützend angeordnet und unter Streckung der Querwölbung in Richtung einer Sehne verspannt sind.

Erfindungsgemäß erfolgt die Montage der Einzelteile des erfindungsgemäßen Stators indem ein Paar Federclipse in eine Montagevorrichtung aufgenommen und mit dieser in die zylindrische Hülse eingebracht werden, hierauf die Querwölbung der Federclipse durch radiales Verspannen umgeklappt wird, so daß die rechteckigen Streifen der Federclipse dem Innenumfang der Hülse anliegen und sich die abgewinkelten Laschen zueinander bewegen, hierauf ein Paar gewölbter Permanentmagneten in die Hülse eingebracht und durch Lösen der radialen Verspannung der Federclipse über die sich nun auseinanderbewegenden abgewinkelten Laschen gegen den Innenumfang der zylindrischen Hülse verspannt werden.

Die von den erfindungsgemäßen Federclipsen ausgeübten Verspannkräfte sind hierbei nicht nur ausreichend um die gewölbten Permanentmagnete in ihrer Lage zu halten, sondern sie sichern gleichzeitig auch die Lage der Federclipse in der zylindrischen Hülse. Darüberhinaus sind die von den erfindungsgemäßen Federclipsen ausgeübten Verspannkräfte ausreichend um auch eine axiale Verschiebung der Permanentmagnete in der zylindrischen Hülse zu verhindern.

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Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 Zeigt eine Draufsicht auf einen Pederclip gemäß der Erfindung. Fig. 2 Zeigt eine Seitenansicht des Federclipses nach Fig. 1. Fig. 3 Zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2. Fig. 4 Zeigt eine Endansicht eines Stators gemäß der Erfindung. Fig. 5 Zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Pig· 4.

Fig. 6 Zeigt einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 7 und zeigt die erfindungsgemäße Montagevorrichtung.

Fig. 7 Zeigt einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6.

In den Zeichnungen sind in den verschiedenen Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein erfindungsgemäßer Federclip mit Io bezeichnet. Der Federclip Io besteht im wesentlichen aus einem rechteckigen Streifen aus Federstahl dessen Mittelteil 12 mit einem Paar Verstärkungsoder Versteifungslängskanten 14 und 16 versehen ist. Von den Versteifungslängskanten 14 und 16 erstrecken sich 4 Laschen l8, 2o, 22 und 24 nach außen.

Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind die Versteifungslängskanten 14 und 16 fast rechtwinklig zum Mittelteil 12 abgewinkelt, der eine leichte Querwölbung in Richtung der abgewinkelten Laschen 18, 2o, 22 und aufweist. Die Laschen 18, 2o, 22 und 24 sind hierbei über Verstärkungssicken 26, 28, 3o und 32 mit dem Mittelteil 12 verbunden, die dafür sorgen,

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daß der Winkel zwischen den Versteifungslängskanten 14 und 16 und somit zwischen den Laschen l8, 2o, 22 und 24 und dem Hittelteil 12 des Federclipses Io während des Montagevorganges im wesentlichen gleich bleibt. Der Mittelteil 12 des Federclipses Io ist mit zwei Zentrieröffnungen 3& und >6 in seiner Mitte versehen.

Der Federclip Io kann aus einem geeigneten Federstahl bestehen und etwa eine Dicke von o,45-o,55 ram aufweisen.

In den Figuren 4 und 5 ist ein Stator 4o für eine permanentmagnet Ische, dynamoelektrische Maschine gezeigt, bei dem der erfindungsgemäße Federclip Io wie er in den Figuren 1-3 gezeigt wurde, verwendet ist. Der Stator 4o besteht aus einer zylindrischen Hülse 42 die aus ferromagnetische!!! Material, z.B. Stahl besteht. Die zylindrische Hülse 42 weist einen Innenumfang 44 auf, der ein Paar von Permanentmagneten 46 und 48 aufnimmt. Diese Permanentmagnete können aus einem herkömmlichen harten keramischen Material bestehen und gewölbt ausgebildet sein, so daß Ihr Außenumfang 5o mit dem Innenumfang 44 der zylindrischen Hülse 42 übereinstimmt.

Die Permanentmagnete 46 und 48 werden in der zylindrischen Hülse 42 so angeordnet, daß die ebenen Endflächen 32 und 54 des einen Permanentmagneten 46 im Abstand zu den ebenen Endflächen 56 und 58 des anderen Permanentmagneten 48 liegen.

Ein erfindungsgemäßer Federclip Io wird nun zwischen den ebenen Endflächen 32 und 56 und ein anderer Federclip Io wird zwischen den ebenen Endflächen 54 und 38 der beiden Permanentmagnete 46 und 48 angeordnet. Die abgewinkelten Laschen l8, 2o, 22 und 24 stützen sich hierbei an den ebenen Endflächen 52, 5^, 56 und 38 der beiden Permanentmagnete 46 und 48 ab und halten diese gegen den Innenumfang 44 der zylindrischen Hülse 42 verspannt. Dies wird durch die Verspannkräfte in den Federolipsen Io erreicht, die ausreichen nicht nur die Permanentmagnete 46 und 48 in ihrer Lage in der zylindrischen Hülse 42 zu halten, sondern die auch die Lage der Federclipse Io in der zylindrischen

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Hülse 42 sichern.

Das Verfahren und die Vorrichtung zum Montieren eines Stators 4o einer permanentmagnetischen, dynamoelektrischen Maschine, wie er in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, wird nun im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 beschrieben.

In diesen beiden Figuren ist eine Montagevorrichtung 6o gezeigt, die einen Grunddorn 62 und einen radialen Flansch 64 aufweist. Ein zylindrischer Teil 65 erstreckt sich vom radialen Flansch 64 nach oben. Der zylindrische Teil 65 weist einen unteren Abschnitt 66 auf, dessen Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser der zylindrischen Hülse 42 und einen " oberen Abschnitt 67, dessen Außendurehmesser etwas geringer ist als der von den Innenflächen der beiden Permanentmagnete 46 und 48 gebildete Innendurchmesser. Der obere Abschnitt 67 ist mit einem diametralen Schlitz 68 versehen, s. Fig. 7. Spannschieber 70 und 72 sind im Schlitz 68 angeordnet und können über einen Keil 74 radial verschoben werden. Der Keil 74 wirkt mit inneren Keilflächen an den Spannschiebern 7o und 72 zusammen, um die Spannschieber 7o und 72 nach außen zu drücken sobald der Keil 74 in Fig. 6 gesehen nach unten bewegt wird.

Jeder Spannschieber 7o und 72 weist federbelastete Bolzen 76 und 78 auf sowie einen zwischen den beiden Bolzen 76 und 78 angeordneten Permanentmagneten Diese Bolzen 76 und 78 dienen zur Aufnahme der Zentrieröffnungen 34 und 56 ) im Mittelteil 12 der Federclipse Io.

Bei der Montage wird ein Federclip Io am Spannschieber Jo und ein anderer Federclip Io am Spannschieber 72 aufgenommen. Die Bolzen 76 und 78 erstrecken sich hierbei durch die Zentrieröffnungen 34 und 36 in den Mittelteilen 12 der Federclipse Io. Der Permanentmagnet 80 hält hierbei die Federclipse Io in Anlage gegen die äußere Fläche der Spannschieber 7o und 72. Die zylindrische Hülse 42 wird hierauf über die Montagevorrichtung 60 geschoben bis sie gegen den radialen Flansch 64 anliegt (s. Fig. 6).

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In dieser Lage befindet sich das Mittelteil 12 und die abgewinkelten Laschen 18, 2o, 22 und 24 des Pederclipses Io in ungespanntem Zustand, wie er in den Figuren 1-3 gezeigt ist. Nun wird der Keil J4 in Fig. 6 gesehen nach unten bewegt und drückt hierdurch die Spannschieber Jo und 72 radial nach außen in ihre in den Figuren 6 und 7 gezeigte Stellung.

Die soeben beschriebene Wirkung verformt die Mittelteile 12 der Federclipse nach außen, bis sie dem Innenumfang 44 der zylindrischen Hülse 42 anliegen. Dadurch bewegen sich die abgewinkelten Laschen 2o und 22 aufeinander zu, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Das gleiche gilt natürlich auch für die abgewinkelten Laschen 18 und 24. Die Versteifungssicken 26, 28, 3° und 32 halten hierbei den Winkel zwischen dem Mittelteil 12 und den abgewinkelten Laschen der Federclipse Io im wesentlichen konstant. Die abgewinkelten Laschen bewegen sich hierbei um ihre Biegekanten zwischen dem Mittelteil und den Laschen. Durch das Zueinanderbewegen der abgewinkelten Laschen wird ausreichender Raum frei um die Permanentmagneten 46 und 48 axial in die zylindrische Hülse einzuschieben und zwar zwischen dem Innenumfang der zylindrischen Hülse 42 und dem oberen Abschnitt 67 des zylindrischen Teiles 65 der Montagevorrichtung 60. Das ist besonders gut aus Fig. 7 zu erkennen.

Der Keil 74 wird nun nach oben bewegt, wodurch die Spannschieber 7o und sich radial nach einwärts bewegen können und die federbelasteten Bolzen 76 und 78 außer Eingriff mit den Zentrieröffnungen 3^ und 36 kommen. Hierauf wird der montierte Stator 4o axial von der Montagevorrichtung 60 abgehoben.

Wenn der Keil 74 nach oben bewegt wird, so wird die Vorspannung im Mittelteil 12 der Federclipse Io die abgewinkelten Laschen l8, 2o, 22 und 24 verschwenken bzw. auseinanderbewegen, so daß diese sich an den ebenen Endflächen 52, 54, 56 und 58 der Permanentmagnete 46 und 48, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, abstützen.

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Der Abstand zwischen den Laschen 18 und 24 und zwischen den Laschen 2o und 22 in montierten Stator 4o, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, liegt zwischen dem Abstand der Laschen wie er in den Figuren 1-3 gezeigt ist und de» geringeren Abstand wie er in Fig. 7 gezeigt ist. Daher üben die abgewinkelten Laschen 18, 2o, 22 uni 24 große Verspannkräfte auf die ebenen Endflächen 52, 54, 56 und 58 der Permanentmagnete 46 und 48 aus und drücken hierdurch den Außenumfang 5o der Magnete in Anlage gegen den Innenumfang 44 der zylindrischen Hülse 42. Diese Verspannkräfte sind ausreichend um eine axiale Bewegung der Permanentmagnete 46 und 48 in der zylindrischen Hülse zu verhindern. Zusätzlich hierzu sorgen die Verspannkräfte der Federclipse Io dafür, daß die Federclipse selbst in ihrer Lage in der zylindrischen Hülse 42 gehalten werden. Es sind daher " keinerlei zusätzliche Befestigungsmittel notwendig um die Federclipse Io an der zylindrischen Hülse 42 festzulegen.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, bildet der Mittelteil 12 der Federclipse im wesentlichen eine Sehne zum Innenumfang 44 der zylindrischen Hülse Das heißt, im montierten Zustand ist die Querwölbung des Mittelteiles 12 durch die Verspannung zu einer geraden Ebene zurückgebogen. Das Zurückbiegen der ursprünglich leichten Querwölbung erhöht dementsprechend die Verspannkräfte der abgewinkelten Laschen l8, 2o, 22 und 24 auf die Permanentmagnete 46 und 48.

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Claims

a 2 !50766

Patentansprüche

Stator für permanentmagnetische, dynamoelektrische Maschinen, mit einer ferromagnetischen zylindrischen Hülse und einem Paar in die Hülse passender, gewölbter Permanentmagnete, die über zwischen ihren gegenüberliegenden ebenen Endflächen angeordneten Pederclipsen gegen den Innenumfang der Hülse verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federclipse (lo) aus einem im wesentlichen rechteckigen Streifen aus Federstahl bestehen, der an seinen Längskanten (14 und 16) mit abgewinkelten Laschen (18, 2o, 22 und 24) versehen und quer zu seiner Längsrichtung in Richtung seiner Laschen leicht hochgewölbt ist und die Federclipse (Io) sich an den gegenüberliegenden ebenen Endflächen (52, 54, 56 und 58) der Permanentmagnete (46, 48) über ihre Laschen (l8, 2o, 22 und 24) und am Innenumfang (44) der zylindrischen Hülse (42) über ihre Biegekanten an den Laschen abstützend angeordnet und unter Streckung der Querwölbung in Richtung einer Sehne verspannt sind.
2. Verfahren zum Montieren eines Stators gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Federclipse (lo) in einer Montagevorrichtung (60) aufgenommen und mit dieser in die zylindrische Hülse (42) eingebracht werden, hierauf die Querwölbung der Federclipse (lo) durch radiales Verspannen umgeklappt wird, so daß der rechteckige Streifen (12) der Federclipse (lo) am Innenumfang (44) der zylindrischen Hülse (42) anliegt und sich die abgewinkelten Laschen (2o, 22) zueinanderbewegen, hierauf ein Paar gewölbter Permanentmagneten (46, 48) in die zylindrische Hülse (42) eingebracht und durch Lösen der radialen Verspannung der Federolipse (lo) über die sich nun auseinanderbewegenden abgewinkelten Laschen (2o, 22) gegen den Innenumfang (44) der zylindrischen Hülse (42) verspannt werden.

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