DE102008050806A1 - Rotor for an electric machine and use thereof and apparatus and method for its manufacture - Google Patents

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Abstract

Elektrische Maschine (100; 800; 1000; 1500) mit einem Stator (102; 801; 1502, 1504, 1506) und einem Rotor (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512), der einen Rotorhauptkörper (200; 402; 502; 600; 802; 1300), der aus Faserverbundmaterial besteht, und einen an dem Rotorhauptkörper (200; 402; 502; 600; 802; 1300) angeordneten Befestigungsflansch (400; 504; 804), der aus Faserverbundmaterial besteht, umfasst; sowie Verfahren zur Herstellung des Rotors und Verwendung desselben.An electric machine (100; 800; 1000; 1500) comprising a stator (102; 801; 1502, 1504, 1506) and a rotor (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512) having a rotor main body (200; 402; 502; 600; 802; 1300) made of fiber composite material and comprising a mounting flange (400; 504; 804) made of fiber composite material disposed on the rotor main body (200; 402; 502; 600; 802; 1300) ; and methods of making the rotor and using the same.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen elektrische Maschinen und insbesondere Rotoren für elektrische Maschinen.The The present invention relates generally to electrical machines and in particular rotors for electric machines.

Elektrische Maschinen, sowohl in Form von Elektromotoren als auch Generatoren, werden in zunehmenden Maße in Bereichen alternativer Energiegewinnung und -versorgung verwendet. Hierbei sind herkömmliche elektrische Maschinen u. a. aufgrund von Baugröße, Gewicht und Wirkungsgrad in vielen Fällen nicht geeignet.electrical Machines, both in the form of electric motors and generators, are increasingly being used in areas of alternative energy production and supply used. Here are conventional electrical Machines and a. due to size, weight and efficiency in many cases not suitable.

Die Patentschrift DE 10 2006 036 707 B3 offenbart einen Trägerring aus faserverstärktem Kunststoff mit Ausschnitten zum Einsetzen von Permanentmagneten. Ein oder mehrere Trägerringe können dabei eine Rotorkonstruktion bilden.The patent DE 10 2006 036 707 B3 discloses a carrier ring of fiber reinforced plastic with cutouts for insertion of permanent magnets. One or more carrier rings can form a rotor construction.

Die internationale Anmeldung WO 01/11755 A1 beschreibt ähnlich DE 10 2006 036 707 B3 einen an einer Welle angeordneten eisenlosen, scheibenförmigen Rotor, der Permanentmagnete aufweist, die in einen faser- oder gewebearmierten Kunststoff eingebettet sind. Die Permanentmagnete sind jeweils formschlüssig mit dem umgebenden Kunststoff verbunden. Der Kunststoff bildet zusammen mit den Permanentmagneten und der Maschinenwelle eine formstabile Einheit.The international application WO 01/11755 A1 describes similarly DE 10 2006 036 707 B3 a arranged on a shaft ironless disc-shaped rotor having permanent magnets which are embedded in a fiber or fabric-reinforced plastic. The permanent magnets are each positively connected to the surrounding plastic. The plastic forms a dimensionally stable unit together with the permanent magnets and the machine shaft.

Ferner beschreibt das Handbuch Verbundwerkstoffe von Manfred Neitzel und Peter Mitschang, Hanser Verlag, 2004, 1. Auflage , verschiedene herkömmliche Verfahren, um Faserkunststoffverbunde zu verarbeiten. 14 zeigt ein Übersichtsdiagramm für solche herkömmlichen Verfahren aus Neitzel und Mitschang. Das Diagramm unterteilt auf der horizontalen Achse die Formkomplexität eines Faserkunststoffverbunds und auf der vertikalen Achse eine ungefähre Bauteilgröße.Furthermore, the manual describes composites of Manfred Neitzel and Peter Mitschang, Hanser Verlag, 2004, 1st edition , various conventional methods for processing fiber-reinforced plastic composites. 14 shows an overview diagram of such conventional methods from Neitzel and Mitschang. The diagram divides the shape complexity of a fiber-plastic composite on the horizontal axis and an approximate component size on the vertical axis.

Das Diagramm in 14 gibt insbesondere Auskunft über Bauteilarten und Verarbeitungsverfahren. Beispielsweise ist die Formkomplexität von runden/ovalen Rohren gering, deren Bauteilgröße kann jedoch von klein bis groß variieren. Die Faserverarbeitungsverfahren Fließformen und Spritzgießen kommen vermehrt bei Bauteilen hoher Formkomplexität und kleiner bis mittlerer Bauteilgröße zum Einsatz, wohingegen das Harzinjektionsverfahren nach Neitzel und Mitschang eher bei hoher Formkomplexität und großer Bauteilgröße zu wählen ist. Als weitere Information kann dem Diagramm entnommen werden welches Verarbeitungsverfahren für ein bestimmtes Bauteil geeignet ist. Demnach eignet sich nach Neitzel und Mitschang das Umformen für Strukturbauteile und Schalen, das Wickeln beispielsweise eher für Druckbehälter und runde/ovale Rohre. Nachteilig an allen Verfahren sind jedoch die Verarbeitungskosten und hoher Energiebedarf beispielsweise bei Einsatz eines Autoklaven zur Aushärtung von Faserkunststoffverbunden.The diagram in 14 gives particular information about component types and processing methods. For example, the shape complexity of round / oval tubes is low, but their component size can vary from small to large. The fiber processing methods flow forming and injection molding are increasingly used in components of high shape complexity and small to medium size components, whereas the resin injection method according to Neitzel and Mitschang is more likely to be selected with high shape complexity and large component size. As further information, it can be seen from the diagram which processing method is suitable for a particular component. Accordingly, according to Neitzel and Mitschang the forming of structural components and shells, the winding, for example, more suitable for pressure vessels and round / oval tubes. However, a disadvantage of all methods is the processing costs and high energy requirements, for example, when using an autoclave for curing fiber-reinforced plastic composites.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.task the present invention, it is the above-mentioned disadvantages of Prior art overcome.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung Gegenstände, Verfahren und Verwendung gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit. Varianten und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.to This object is achieved by the present invention Articles, methods and use according to the independent claims ready. Variants and preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following Description and the drawings.

Insbesondere ist ein Rotor für eine elektrisch Maschine mit einem Rotorhauptkörper vorgesehen, der aus Faserverbundmaterial besteht. Ferner besteht ein an dem Rotorhauptkörper angeordneter Befestigungsflansch aus Faserverbundmaterial. Vorzugsweise sind der Rotorhauptkörper und der Befestigungsflansch einstückig aus Faserverbundmaterial bestehend und werden zusammen als Rotor bezeichnet.Especially is a rotor for an electric machine with a rotor main body provided, which consists of fiber composite material. It also exists a mounting flange disposed on the rotor main body made of fiber composite material. Preferably, the rotor main body and the mounting flange integrally made of fiber composite material and are collectively referred to as a rotor.

Der Befestigungsflansch kann flächig an einer Vorder- und/oder einer Rückseite des Rotorhauptkörpers angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Rotor zylinderförmig und dessen Vorderseite eine kreisförmige Fläche, d. h. der Zylinderdeckel, die der ebenfalls kreisförmigen Rückseite, d. h. der Zylinderboden, gegenüberliegt. Vorzugsweise ist das Verhältnis Rotorhauptkörperdurchmesser zu Rotorhauptkörperdicke hoch, d. h. der Rotorhauptkörper ist vorteilhafterweise flach und hat daher geringeres Gewicht. Wenn der Rotor in seiner Mitte mit einer Welle verbunden werden soll, ist es von Vorteil, wenn der Rotor in der Mitte dicker ist. Dazu kann an der Vorder- und/oder Rückseite des Rotors ein Befestigungsflansch angeordnet werden. Der Befestigungsflansch erhöht vorzugsweise die Dicke des Rotorhauptkörpers zu dessen Mitte hin.Of the Mounting flange can be flat on a front and / or a rear side of the rotor main body be. Preferably, the rotor is cylindrical and its Front a circular area, d. H. of the Cylinder cover, which is also the circular back, d. H. the cylinder bottom, opposite. Preferably the ratio of rotor main body diameter to Rotor main body thickness high, d. H. the rotor main body is advantageously flat and therefore has less weight. If the rotor should be connected to a shaft at its center, It is advantageous if the rotor is thicker in the middle. To can be a mounting flange on the front and / or rear of the rotor to be ordered. The mounting flange preferably increases the thickness of the rotor main body toward the center thereof.

Der Befestigungsflansch kann ausgelegt sein, ein Drehmoment vom Rotorhauptkörper an die Welle zu übertragen, die an dem Befestigungsflansch angeordnet ist. So entsteht eine Baugruppe aus vorzugsweise miteinander verbundenen Komponenten, wobei die Komponenten den Rotorhauptkörper, den Befestigungsflansch und die Welle umfassen.Of the Mounting flange may be configured, a torque from the rotor main body to be transmitted to the shaft, which is arranged on the mounting flange is. This creates an assembly of preferably interconnected Components, wherein the components include the rotor main body, include the mounting flange and the shaft.

Der Befestigungsflansch kann formschlüssig mit der Welle ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Befestigungsflansch ein Passloch auf, in das die Welle eingepasst wird. Vorzugsweise vermeidet eine feste Passung (z. B. Presspassung) ein Befestigungsspiel, mechanischen Verschleiß und Verluste sowie Unwuchten im Rotor.Of the Mounting flange can be positively formed with the shaft be. Preferably, the mounting flange has a fitting hole, in which the shaft is fitted. Preferably, a fixed avoids Fit (eg press fit) a mounting game, mechanical Wear and losses as well as imbalances in the rotor.

Vorzugsweise bildet wenigstens eine Faser eines Fasermaterials den Rotorhauptkörper und den Befestigungsflansch. Vorzugsweise wird die wenigstens eine Faser gewickelt, gelegt, gespannt oder auf eine andere Art so angeordnet, dass ein Volumenkörper wie der Rotorhauptkörper und/oder der Befestigungskörper einstückig gebildet werden kann. Dadurch könne der Rotorhauptkörper und/oder der Befestigungsflansch eine hohe Stabilität aufweisen. Sind der Rotorhauptkörper und der Befestigungsflansch miteinander d. h. einstückig ausgebildet, so kann vorzugsweise ein zusätzlicher Verbindungsvorgang zweier Bauteile vermieden und ein fester Zusammenhalt und eine schnelle Herstellung erreicht werden.Preferably At least one fiber of a fiber material forms the rotor main body and the mounting flange. Preferably, the at least one Fiber wound, laid, stretched or arranged in a different way, that a solid like the rotor main body and / or the fastening body formed in one piece can be. This allows the rotor main body and / or the mounting flange have a high stability. are the rotor main body and the mounting flange with each other d. H. formed integrally, so may preferably a additional connection process of two components avoided and a solid cohesion and rapid production can be achieved.

Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst der Befestigungsflansch wenigstens ein Bauteil, das aus plattenartigem Faserverbundhalbzeug gebildet ist. Vorzugsweise ist der Befestigungsflansch aus ein oder mehreren flachen aufeinandergestapelten Bauteilen gebildet. Vorzugsweise ist ein solches Bauteil ein generisches Bauteil, das leicht und schnell herstellbar ist. Durch Bauteile mit verschiedener Größe und verschiedenen mechanischer Eigenschaften kann vorteilhafterweise ein Befestigungsflansch in einem ”Baukastensystem” zusammengesetzt und anwendungsspezifisch gebildet werden. Unter plattenartigem Faserverbundhalbzeug ist vorzugsweise eine aus Faserverbund-Rohmaterial gebildete Platte zu verstehen, die leicht durch gängige Berarbeitungsverfahren in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Der Vorteil von Faserverbundhalbzeug ist das Einsparen von Faserverbundherstellwerkzeugen, -knowhow, und Infrastruktur. Der Veredelungsvorgang vom Faserverbundhalbzeug bis zum Befestigungsflansch ist vorteilhafterweise kurz, preiswert und kann mit gängigen Maschinenbauwerkzeugen bewältigt werden. Unter plattenartigem Faserverbundhalbzeug sind vorzugsweise auch vorgefertigte Stäbe, Holme, Rohre, Matten und Sandwichplatten, die jeweils Faserverbundmaterial aufweisen, zu verstehen.To In another embodiment, the mounting flange comprises at least one component, the plate-like fiber composite semifinished product is formed. Preferably, the mounting flange is one or formed a plurality of flat stacked components. Preferably is such a component a generic component that is lightweight and can be produced quickly. Through components of different sizes and various mechanical properties can be advantageously a mounting flange in a "modular system" composed and application-specific. Under plate-like composite fiber semi-finished product is preferably a plate formed from composite fiber raw material understand easily through common processing methods can be brought into a desired shape. The advantage of fiber composite semi-finished products is the saving of fiber composite manufacturing tools, -knowhow, and infrastructure. The refining process of the fiber composite semifinished product up to the mounting flange is advantageously short, inexpensive and can be mastered with common mechanical engineering tools become. Under plate-like fiber composite semi-finished are preferably also prefabricated bars, spars, tubes, mats and sandwich panels, the each fiber composite material to understand.

Nach einer weiteren Ausführungsform bildet die wenigstens eine Faser zur Mitte des Rotors hin eine Verdickung. Vorzugsweise entsteht bei einer gleichmässig radial geführten Anordnung der wenigstens einen Faser eine Verdickung zur Mitte des Rotors hin. Vorteilhafterweise kann die Verdickung einen Befestigungsflansch bilden.To In another embodiment, the at least one Fiber towards the center of the rotor towards a thickening. Preferably arises in a uniformly radially guided arrangement the at least one fiber has a thickening towards the center of the rotor out. Advantageously, the thickening a mounting flange form.

Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rotors und Verwendungen des erfindungsgemäßen Rotors bereit.Of Further, the present invention provides a method of preparation a rotor according to the invention and uses the rotor according to the invention ready.

Nachstehend werden weitere bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:below will be further preferred exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. there demonstrate:

1 eine elektrische Maschine, 1 an electric machine,

2 einen Rotorhauptkörper, 2 a rotor main body,

3a einen vergrößerten Teilbereich eines Rotorhauptkörpers, 3a an enlarged portion of a rotor main body,

3b einen vergrößerten Teilbereich eines Rotorhauptkörpers, 3b an enlarged portion of a rotor main body,

4a eine Seitenansicht eines Rotorhauptkörper mit Decklagen, 4a a side view of a rotor main body with cover layers,

4b eine Seitenansicht eines Rotorhauptkörpers mit einem Befestigungsflansch, 4b a side view of a rotor main body with a mounting flange,

5 einen Rotor, 5 a rotor,

6 einen Ausschnitt eines Rotorhauptkörpers, 6 a section of a rotor main body,

7 eine Rotor-Welle-Anordnung, 7 a rotor-shaft arrangement,

8 eine elektrische Maschine, 8th an electric machine,

9a, 9b, 9c und 9d verschiedene Lagerungsvorrichtungen, 9a . 9b . 9c and 9d various storage devices,

10a und 10b weitere Lagerungsvorrichtungen, 10a and 10b other storage devices,

11 eine Negativform zur Rotorherstellung, 11 a negative mold for rotor production,

12 eine weitere Negativform zur Rotorherstellung, 12 another negative mold for rotor production,

13 ein Flussdiagramm für verschiedene Herstellverfahren, 13 a flowchart for different production methods,

14 ein Diagramm gemäß dem Stand der Technik 14 a diagram according to the prior art

15 eine elektrische Maschine, 15 an electric machine,

16 ein Hybridsystem, und 16 a hybrid system, and

17a und 17b eine elektrische Schaltungsanordnung einer Motor/Generatorvorrichtung. 17a and 17b an electrical circuit arrangement of a motor / generator device.

Vor auf die Zeichnung bezugnehmenden, detaillierten Erläuterung, sind im Folgenden allgemeine Anmerkungen zu der vorliegenden Erfindung, Varianten und Ausführungsformen derselben sowie alternative oder optionale zusätzliche Aspekte zu finden.In front referring to the drawing, detailed explanation, In the following, general remarks on the present invention are variants and embodiments thereof and alternative or to find optional additional aspects.

Es ist ein Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Rotorhauptkörper vorgesehen, der Faserverbundmaterial aufweist. Dabei kann der Rotorhauptkörper eine oder eine Mehrzahl von zentrisch zur Mitte des Rotorhauptkörpers angeordnete Aufnahmen umfassen. Weiterhin kann der Rotor eine Mehrzahl von Magneten umfassen, die in wenigstens einer der Aufnahmen angeordnet sind, wobei in wenigstens einer der Aufnahmen mindestens zwei Magnete angeordnet sind. Bevorzugt handelt es sich bei wenigstens einem der Magnete um einen Permanentmagneten.It is a rotor for an electric machine having a rotor main body provided, comprising fiber composite material. In this case, the rotor main body one or a plurality of concentric with the center of the rotor main body arranged recordings include. Furthermore, the rotor may have a plurality comprise magnets arranged in at least one of the receptacles are, wherein in at least one of the receptacles at least two magnets are arranged. Preferably, at least one the magnets around a permanent magnet.

Vorzugsweise weist das Material des Magneten Seltene Erden Metalle oder eine chemische Verbindung mit Seltenen Erden Metallen auf. Ergänzend oder alternativ kann das Material des Magneten Neodym und/oder eine chemische Verbindung mit Neodym aufweisen. Das Material des Magneten kann auch oder alternativ die chemische Verbindung Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Kobalt umfassen.Preferably the material of the magnet has rare earth metals or one chemical compound with rare earth metals on. additional or alternatively, the material of the magnet may be neodymium and / or a have chemical compound with neodymium. The material of the magnet can or alternatively the chemical compound neodymium-iron-boron or Include samarium cobalt.

Es ist vorgesehen, dass in jeder der Aufnahmen entweder kein Magnet oder genau zwei Magnete angeordnet sind. Nach einer weiteren Lösung der Erfindung sind die zentrisch angeordneten Aufnahmen durch den Rotorhauptkörper hindurchgehende Löcher.It is provided that in each of the shots either no magnet or exactly two magnets are arranged. After another solution the invention are the centrally arranged recordings by the Rotor main body through holes.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Decklage vorgesehen, wobei die wenigstens eine Decklage derart an dem Rotorhauptkörper angeordnet sein kann, dass die in den zentrischen Aufnahmen angeordneten Magnete zumindest teilweise abgedeckt werden. Wenigstens eine der Decklagen kann dabei Faserverbundmaterial aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform können die Magnete dabei dergestalt durch zumindest eine der Decklagen abgedeckt sein, dass sie aus den Aufnahmen nicht entnehmbar sind.Preferably At least one cover layer is provided, wherein the at least one Cover layer may be arranged on the rotor main body such that arranged in the central receptacles magnets at least partially covered. At least one of the cover layers can fiber composite material exhibit. According to one embodiment The magnets can thus by at least one covered the cover layers that they can not be removed from the shots are.

Nach einer weiteren Ausführungsform können an einer Vorderfläche und/oder einer Rückfläche des Rotorhauptkörpers jeweils wenigstens eine Decklage angeordnet sein.To a further embodiment can at a Front surface and / or a rear surface of the Rotor main body each arranged at least one cover layer be.

Das Faserverbundmaterial des Rotors kann Carbon, Epoxidharz und/oder Polypropylen aufweisen.The Fiber composite material of the rotor may be carbon, epoxy resin and / or Polypropylene.

Des Weiteren ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem erfindungsgemäßen Rotor vorgesehen.Of Another is an electric machine with a stator and a provided rotor according to the invention.

Bei dem Herstellungsverfahren kann wenigstens eine Faser für das Faserverbundmaterial derart ausgelegt wird, dass sie in/auf ein formgebendes Mittel gelegt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass Faserverbundmaterial aufweisendes Halbzeug zum Bilden des Rotorhauptkörpers verwendet wird. Vorzugsweise wird dabei wenigstens eine Faser für das Faserverbundmaterial derart ausgelegt, dass sie in/auf ein formgebendes Mittel gelegt wird.at the manufacturing process can at least one fiber for the fiber composite material is designed such that it in / on a formative means are laid. It can also be provided that Semi-finished fiber composite material for forming the rotor main body is used. Preferably, at least one fiber for the Fiber composite material designed such that it in / on a shaping Means is laid.

Auch sieht die Erfindung die Verwendung des Rotors in einer elektrischen Maschine als Antrieb für ein Luft-, Wasser- oder Landfahrzeug oder als Generator in einer Stromerzeugungsvorrichtung vor. Die Stromerzeugungsvorrichtung kann Wind- und Wasserkraftanlagen umfassen und oder ausgelegt sein von einem Fahrzeug erzeugte rotatorische Kräfte und/oder Momente in elektrische Energie umzuwandeln.Also the invention provides the use of the rotor in an electrical Machine as drive for an air, water or land vehicle or as a generator in a power generating device. The power generation device may include wind and hydro power plants and or be designed by a vehicle generated rotational forces and / or moments convert into electrical energy.

Außerdem sieht die Erfindung eine als Nabenmotor und/oder -generator für ein Fahrzeug ausgeführte elektrische Maschine vor.Furthermore sees the invention as a hub motor and / or generator for a vehicle engine running.

Ferner ist ein Rotor für eine elektrisch Maschine mit einem Rotorhauptkörper vorgesehen, der aus Faserverbundmaterial besteht. Ein an dem Rotorhauptkörper angeordneter Befestigungsflansch kann ebenfalls aus Faserverbundmaterial bestehen. Vorzugsweise sind der Rotorhauptkörper und der Befestigungsflansch einstückig aus Faserverbundmaterial bestehend und werden zusammen als Rotor bezeichnet.Further is a rotor for an electric machine with a rotor main body provided, which consists of fiber composite material. One on the rotor main body arranged mounting flange can also be made of fiber composite material consist. Preferably, the rotor main body and the Mounting flange in one piece made of fiber composite material consisting and are referred to together as a rotor.

Der Befestigungsflansch kann flächig an einer Vorder- und einer Rückseite des Rotorhauptkörpers angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Rotor zylinderförmig und dessen Vorderseite eine kreisförmige Fläche, d. h. der Zylinderdeckel, die der ebenfalls kreisförmigen Rückseite, d. h. der Zylinderboden, gegenüberliegt. Vorteilhafterweise ist das Verhältnis Rotorhauptkörperdurchmesser zu Rotorhauptkörperdicke hoch, d. h. der Rotorhauptkörper ist vorteilhafterweise flach und hat daher geringeres Gewicht. Wenn der Rotor in seiner Mitte mit einer Welle verbunden werden soll, ist es bevorzugt, wenn der Rotor in der Mitte dicker ist. Dazu kann an der Vorder- und/oder Rückseite des Rotors ein Befestigungsflansch angeordnet werden. Der Befestigungsflansch erhöht vorzugsweise die Dicke des Rotorhauptkörpers zu dessen Mitte hin.Of the Mounting flange can be flat on a front and a Rear side of the rotor main body may be arranged. Preferably, the rotor is cylindrical and the front side a circular area, d. H. the cylinder cover, the also circular back, d. H. the cylinder bottom, opposite. advantageously, is the ratio of rotor main body diameter to rotor main body thickness high, d. H. the rotor main body is advantageously flat and therefore has less weight. If the rotor should be connected to a shaft at its center, it is preferred if the rotor is thicker in the middle. This can at the front and / or rear of the rotor a mounting flange to be ordered. The mounting flange preferably increases the thickness of the rotor main body toward the center thereof.

Der Befestigungsflansch kann ausgelegt sein ein Drehmoment vom Rotorhauptkörper an die Welle zu übertragen, die an dem Befestigungsflansch angeordnet ist. Dies ermöglicht z. B. eine Baugruppe aus vorzugsweise miteinander verbundenen Komponenten, wobei die Komponenten den Rotorhauptkörper, den Befestigungsflansch und die Welle umfassen.Of the Mounting flange may be configured a torque from the rotor main body to be transmitted to the shaft, which is arranged on the mounting flange is. This allows z. B. an assembly of preferably interconnected components, the components comprising the rotor main body, include the mounting flange and the shaft.

Der Befestigungsflansch kann formschlüssig zur Welle ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Befestigungsflansch ein Passloch auf, in das die Welle eingepasst wird. Vorzugsweise wird eine feste Passung (z. B. Presspassung) verwendet, um ein Befestigungsspiel, mechanischen Verschleiß und Verluste sowie Unwuchten im Rotor vermeiden oder reduzieren zu können.The mounting flange may be formed positively to the shaft. Preferably, the mounting flange has a fitting hole into which the shaft is fitted. Preferably, a tight fit (eg, press fit) is used to form a Be play, mechanical wear and losses as well as imbalances in the rotor can be avoided or reduced.

Wenigstens eine Faser eines Fasermaterials kann den Rotorhauptkörper und den Befestigungsflansch bilden. Vorzugsweise wird die wenigstens eine Faser gewickelt, gelegt, gespannt oder auf eine andere Art so angeordnet, dass ein Volumenkörper wie der Rotorhauptkörper und/oder der Befestigungskörper einstückig gebildet werden kann. Das kann den Vorteil haben, dass Rotorhauptkörper und der Befestigungsflansch eine verbesserte, hohe Stabilität aufweisen. Sind der Rotorhauptkörper und der Befestigungsflansch miteinander d. h. einstückig ausgebildet, so kann ein zusätzlicher Verbindungsvorgang zweier Bauteile weggelassen und ein fester Zusammenhalt und eine schnelle Herstellung erreicht werden.At least a fiber of a fiber material may be the rotor main body and form the mounting flange. Preferably, the at least one Fiber wound, laid, stretched or arranged in a different way, that a solid like the rotor main body and / or the fastening body formed in one piece can be. This can have the advantage that rotor main body and the mounting flange improved, high stability exhibit. Are the rotor main body and the mounting flange with each other d. H. integrally formed, so can an additional Joining process of two components omitted and a solid cohesion and a quick production can be achieved.

Der Befestigungsflansch kann wenigstens ein Bauteil umfassen, das aus plattenartigem Faserverbundhalbzeug gebildet ist. Vorzugsweise ist der Befestigungsflansch aus ein oder mehreren flachen aufeinandergestapelten Bauteilen gebildet. Vorteilhafterweise ist ein solches Bauteil ein leicht verfügbares, einfach aufgebautes Bauteil, das leicht und schnell herstellbar ist. Durch Bauteile mit verschiedener Größe und verschiedenen mechanischer Eigenschaften kann vorteilhafterweise ein Befestigungsflansch in einem ”Baukastensystem” zusammengesetzt und anwendungsspezifisch gebildet werden. Unter plattenartigem Faserverbundhalbzeug ist vorzugsweise eine aus Faserverbund-Rohmaterial gebildete Platte zu verstehen, die leicht durch gängige Berarbeitungsverfahren in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Der Veredelungsvorgang vom Faserverbundhalbzeug bis zum Befestigungsflansch ist vorteilhafterweise kurz, preiswert und kann mit gängigen Maschinenbauwerkzeugen bewältigt werden. Unter plattenartigem Faserverbundhalbzeug können vorzugsweise auch oder alternativ vorgefertigte Stäbe, Holme, Rohre, Matten und Sandwichplatten, die jeweils Faserverbundmaterial aufweisen können, verstanden werden.Of the Mounting flange may comprise at least one component that made plate-like composite fiber semi-finished product is formed. Preferably the mounting flange of one or more flat stacked Components formed. Advantageously, such a component is a easily available, simply constructed component that easily and can be produced quickly. Through components of different sizes and various mechanical properties can be advantageously a mounting flange in a "modular system" composed and application-specific. Under plate-like composite fiber semi-finished product is preferably a plate formed from fiber composite raw material to understand the easily by common processing methods can be brought into a desired shape. The refining process of Composite fiber semi-finished to the mounting flange is advantageously short, inexpensive and can with common mechanical engineering tools be dealt with. Under plate-like composite fiber semi-finished product can preferably also or alternatively prefabricated Rods, spars, pipes, mats and sandwich panels, respectively Fiber composite material can be understood.

Die wenigstens eine Faser zur Mitte des Rotors hin kann eine Verdickung bilden. Vorzugsweise entsteht bei einer gleichmässig radial geführten Anordnung der wenigstens einen Faser eine natürliche Verdickung zur Mitte des Rotors hin. Vorteilhafterweise kann die Verdickung einen Befestigungsflansch bilden.The At least one fiber towards the center of the rotor can cause a thickening form. Preferably arises at a uniform radial guided arrangement of at least one fiber, a natural thickening towards the center of the rotor. Advantageously, the thickening form a mounting flange.

Es ist ein Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Rotorhauptkörper vorgesehen, der aus Faserverbundmaterial besteht. Der Rotor weist wenigstens eine Aufnahme zur Anordnung von wenigstens einem Magneten auf. Die wenigstens eine Faser erstreckt sich entlang von wenigstens zwei benachbarten Seiten der wenigstens einen Aufnahme. Der Vorteil eines aus Faserverbundmaterial bestehenden Rotors ist niedrigeres Gewicht und höhere Stabilität im Vergleich zu herkömmlichen aus Weicheisenmaterial bestehenden Rotoren.It is a rotor of an electric machine having a rotor main body provided, which consists of fiber composite material. The rotor points at least one receptacle for the arrangement of at least one magnet on. The at least one fiber extends along at least two adjacent sides of the at least one receptacle. The advantage a rotor made of fiber composite material is lower Weight and higher stability compared to conventional rotors made of soft iron material.

Die wenigstens eine Faser kann als Schlinge um die wenigstens eine Aufnahme geführt sein und dabei maximal eine Seite der wenigstens einen Aufnahme frei lassen. Vorzugsweise führt eine Schlinge so um eine Aufnahme, die beispielsweise vier Seiten aufweist, dass drei von diesen Seiten umschlungen sind.The at least one fiber may act as a loop around the at least one receptacle be guided and at the most one side of at least leave a recording free. Preferably, a loop performs so for a recording that has four pages, for example three of these sides are entwined.

Die wenigstens eine Faser kann wenigstens zwei benachbarte Aufnahmen wenigstens teilweise umschlingen.The at least one fiber can have at least two adjacent images at least partially wrap around.

Der Rotorhauptkörper kann wenigstens ein Flanschloch und/oder eine zentrale Wellenaufnahme und/oder Wellendurchführung umfassen, das bzw. die von wenigstens einer Faser wenigstens teilweise umschlungen sein kann bzw. können.Of the Rotor main body can at least one flange hole and / or a central shaft and / or shaft bushing which at least partially surround at least one fiber can or can be.

Die wenigstens eine Faser kann wenigstens teilweise den Umfang des Rotorhauptkörpers umschlingen.The at least one fiber may at least partially surround the circumference of the rotor main body entwine.

Vorzugsweise umschlingt die wenigstens eine Faser wenigstens zwei Stellen des Rotorhauptkörpers, wobei eine Stelle eine Aufnahme, eine zentrale Wellenaufnahme, ein Flanschloch oder einen bestimmter Bereich des Rotorhauptkörpers umfasst. Der Vorteil von einer in Schlingen geführten Faser ist eine höhere Stabilität des Rotors. Führt die Schlinge um eine Stelle, kann dort eine verbesserte Zugfestigkeit zu einer anderen Stelle im Rotorhauptkörper hergestellt werden. Eine Schlingenführung von inneren Stellen des Rotorhauptkörpers zu seinen äußeren Stellen wirkt beispielsweise der Fliehkraft auf äußere Stellen des Rotorhauptkörpers entgegen.Preferably The at least one fiber wraps around at least two points of the Rotor main body, wherein a location a receptacle, a central shaft mount, a flange hole or a specific area of the rotor main body. The advantage of one in slings guided fiber is a higher stability of the rotor. Lead the noose around a place, can there an improved tensile strength to another location in the rotor main body getting produced. A loop guide from inner points of the rotor main body to its outer locations For example, the centrifugal force acts on external locations of the rotor main body.

Vorzugsweise umfasst die wenigstens eine Faser eine Endlosfaser und/oder stückweise Verdickungsfasern. Die Endlosfaser hat den Vorteil, dass sie als aufgespultes Ausgangsmaterial leicht zu verarbeiten ist. Zusätzlich ermöglichen Verdickungsfasern die Herstellung eines Rotorhauptkörpers mit konstanter und gleichmäßiger Dicke.Preferably The at least one fiber comprises an endless fiber and / or piecewise Thickening fibers. The continuous fiber has the advantage that it as wound-up starting material is easy to work. additionally Thickening fibers allow the manufacture of a rotor main body with constant and uniform thickness.

Wird ein scheibenförmiger Rotorhauptkörper durch wenigstens eine Faser gebildet, so kann eine natürliche Materialverdickung zur Mitte des Rotorhauptkörpers eine Nabe, einen Befestigungsflansch oder eine Wellenanbindung bilden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Flanschloch als Auswuchtmittel für den Rotorhauptkörper dienen, insbesondere dann, wenn dieser scheibenförmig gebildet ist.Becomes a disc-shaped rotor main body by at least a fiber formed, so can a natural material thickening to the center of the rotor main body a hub, a mounting flange or form a shaft connection. Advantageously, at least a flange hole as a balancing means for the rotor main body serve, especially if this disc-shaped is.

Vorzugsweise umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Rotor für eine elektrische Maschine, dass ein Rotorhauptkörper als Rotor nur aus Faserverbundmaterial hergestellt wird, und ein nur aus Faserverbundmaterial bestehender Befestigungsflansch am Rotorhauptkörper angeordnet wird.Preferably, a method for Manufacture of a rotor for an electric machine, that a rotor main body is made as a rotor only of fiber composite material, and is arranged only on the fiber composite material mounting flange on the rotor main body.

Ferner ist eine Rotor-Welle-Anordnung für eine elektrische Maschine vorgesehen, die eine Welle und einen an der Welle angeordneten Rotor mit einem Faserverbundmaterial aufweisenden Rotorhauptkörper umfasst, wobei die Welle und der Rotorhauptkörper mittels wenigstens einer Längsstiftverbindung gekoppelt sind. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Rotor-Welle-Anordnung einen Flansch aufweist, der mit dem Rotorhauptkörper verbunden ist, wobei der Rotorhauptkörper und der Flansch mittels wenigstens einer der Längsstiftverbindungen mit der Welle gekoppelt sind. Bevorzugt umfasst die Längsstiftverbindung wenigstens einen Längsstift aus einem vorbestimmten Material, der gegen einen anderen Längsstift austauschbar ist. Vorzugsweise kann das vorbestimmte Material dabei ein elastischer Werkstoff sein. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Längsstiftverbindung den wenigstens einen Längsstift bei hohem Drehmoment abschert. Weiterhin kann die Längsstiftverbindung Anlauf- und/oder Bremsschlupf und/oder mechanische Dämpfung ermöglichen.Further is a rotor-shaft arrangement for an electric machine provided, which has a shaft and a rotor arranged on the shaft with a fiber composite material having rotor main body wherein the shaft and the rotor main body by means of at least one longitudinal pin connection are coupled. Prefers it can be provided that the rotor-shaft arrangement has a flange, which is connected to the rotor main body, wherein the rotor main body and the flange by means of at least one of the longitudinal pin connections coupled with the shaft. The longitudinal pin connection preferably comprises at least one longitudinal pin made of a predetermined material, which is interchangeable with another longitudinal pin. Preferably the predetermined material is an elastic material. Furthermore, it may be provided that the longitudinal pin connection the shears off at least one longitudinal pin at high torque. Furthermore, the longitudinal pin connection startup and / or brake slip and / or allow mechanical damping.

Ferner ist ein Hybridsystem mit einer Verbrennungsmotoreinheit oder einer anderen Drehantriebseinheit, einer Getriebeeinheit und einer Elektromotoreinheit mit einer Welle vorgesehen, wobei die Getriebeeinheit das Drehmoment der Verbrennungsmotoreinheit oder einer anderen Drehantriebseinheit mit dem Drehmoment der Elektromotoreinheit summiert und die Elektromotoreinheit wenigstens einen Faserverbundmaterial aufweisenden Rotor umfasst, der durch eine Längsstiftverbindung an die Welle der Elektromotoreinheit gekoppelt ist.Further is a hybrid system with an internal combustion engine unit or a another rotary drive unit, a transmission unit and an electric motor unit provided with a shaft, wherein the gear unit, the torque the internal combustion engine unit or another rotary drive unit with sums the torque of the electric motor unit and the electric motor unit comprising at least one fiber composite rotor, the by a longitudinal pin connection to the shaft of the electric motor unit is coupled.

Weiterhin kann die Längsstiftverbindung zur Kopplung des Rotorhauptkörpers mit der Welle wenigstens einen Längsstift aus einem vorbestimmten Material umfassen, der gegen einen Längsstift aus einem anderen vorbestimmten Material austauschbar ist. Dabei kann das vorbestimmte Material ein elastischer Werkstoff sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Längsstiftverbindung bei hohem Drehmoment abschert. Darüber hinaus ist eine Ausführung des Hybridsystems vorgesehen, die Anlauf- und/oder Bremsschlupf und/oder mechanische Dämpfung ermöglicht.Farther For example, the longitudinal pin connection for coupling the rotor main body at least one longitudinal pin of a predetermined material with the shaft include, against one longitudinal pin from another predetermined material is interchangeable. In this case, the predetermined material be an elastic material. Furthermore, it can be provided that the longitudinal pin connection shears at high torque. In addition, an embodiment of the hybrid system provided, the startup and / or brake slip and / or mechanical damping allows.

Des weiteren ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und der oben beschriebenen Rotor-Welle-Anordnung bereitgestellt.Of Another is an electric machine with a stator and the provided above rotor-shaft assembly.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rotor-Welle-Anordnung vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst:

  • – Bereitstellen eines Faserverbundmaterial aufweisenden Rotorhauptkörpers
  • – Bereitstellen einer Welle
  • – Anordnen des Rotorhauptkörpers und der Welle, so dass die Welle und der Rotorhauptkörper mittels wenigstens einer Längsstiftverbindung gekoppelt sind.
Furthermore, a method for producing a rotor-shaft arrangement is provided, which comprises the following steps:
  • - Providing a fiber composite material having rotor main body
  • - Provide a wave
  • Arranging the rotor main body and the shaft such that the shaft and the rotor main body are coupled by means of at least one longitudinal pin connection.

Des Weiteren ist eine oben beschriebene Rotor-Welle-Anordnung, ein oben beschriebenes Hybridsystem und/oder eine oben beschriebene elektrische Maschine als ein und/oder für einen Antrieb für ein Luft-, Wasser- oder Landfahrzeug oder als Generator in einer Stromerzeugungsvorrichtung vorgesehen, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung Wind- und Wasserkraftanlagen umfasst.Of Another is a rotor-shaft assembly described above, one above described hybrid system and / or an electrical described above Machine as one and / or for a drive for one Air, water or land vehicle or as a generator in a power generating device provided, wherein the power generating device wind and hydroelectric power plants includes.

Ferner ist eine Lagerungsanordnung mit einem an einer Rotationsachse drehbar angeordneten Rotor aus Faserverbundmaterial und wenigstens einem Rotorlager vorgesehen, das in einem radial von der Rotationsachse beabstandeten Bereich mit dem Rotor in Wirkverbindung steht. Dabei kann wenigstens eines der Lager und insbesondere zwei Lager an einem radial außen liegenden Bereich des Rotors mit diesem in Wirkverbindung stehen. Auch kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Lager an verschiedenen Seiten des Rotors mit diesem in Wirkverbindung stehen. Nach einer Lösung steht wenigstens eines der Lager mit der Welle in Wirkverbindung. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Lager an oder innerhalb eines Stators des Elektromotors vorgesehen ist. Wenigstens eines der Lager, das an einem radial außen liegenden Bereich des Rotors mit diesem in Wirkverbindung steht, kann dabei ein Gleitlager sein.Further is a storage arrangement with a rotatable on a rotation axis arranged rotor made of fiber composite material and at least one Rotor bearing provided in a radially from the axis of rotation spaced area is in operative connection with the rotor. there At least one of the bearings and in particular two bearings on one radially outer region of the rotor with this in Active compound stand. It can also be provided that at least two of the bearings on different sides of the rotor with this in Active compound stand. After a solution is at least one of the bearings with the shaft in operative connection. Furthermore, can be provided that at least one of the bearings on or within a stator of the electric motor is provided. At least one the bearing, which at a radially outer region of the Rotor is in operative connection with this, can be a plain bearing be.

Für eine der oben beschriebenen Lagerungsvorrichtungen kann eine Magnetlagerung vorgesehen sein, für die Magnete, insbesondere Permanentmagnete, an dem oder innerhalb des Rotors vorgesehen sein können. Die Magnetlagerung kann aktiv steuerbar sein. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass eine kreisförmige Anordnung einer Gruppe von Permanentmagneten an dem oder innerhalb des Rotors und eine entsprechend kreisförmige Anordnung von einer Gruppe von außen liegenden feststehenden Permanentmagneten oder Feldspulen in der Nähe des Rotors bei repulsiver Feldkraft eine radiale Zentrierwirkung auf den Rotor ausübt und ein Radiallager entlastet. Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass die Welle durch wenigstens zwei Lager gestützt ist.For One of the storage devices described above may be a magnetic bearing be provided for the magnets, in particular permanent magnets, may be provided on or within the rotor. The magnetic bearing can be actively controlled. Preference can be given here be provided that a circular arrangement of a Group of permanent magnets on or inside the rotor and a corresponding circular arrangement of a group from outside fixed permanent magnets or Field coils near the rotor with repulsive field force a radial centering effect on the rotor and a radial bearing relieved. Furthermore, it may be preferred that the shaft through at least two bearings is supported.

Des weiteren ist eine elektrische Maschine mit einem Stator, einem Rotor, einer Welle und einer Lagerungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen.Of Another is an electric machine with a stator, a rotor, a shaft and a bearing assembly according to one of the preceding Claims provided.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsanordnung für einen Elektromotor vorgesehen, wobei ein Rotor aus Faserverbundmaterial, eine Welle und ein Rotorlager bereitgestellt wird, und wobei der Rotor, die Welle und das Rotorlager derart angeordnet sind, dass der Rotor drehbar um eine Rotationsachse angeordnet ist und wobei das wenigstens eine Rotorlager in einem radial von der Rotationsachse beabstandeten Bereich mit dem Rotor in Wirkverbindung steht.About that In addition, there is a method of manufacturing a storage arrangement provided for an electric motor, wherein a rotor made Fiber composite material, a shaft and a rotor bearing is provided and wherein the rotor, the shaft and the rotor bearing arranged such are that the rotor is arranged rotatably about a rotation axis and wherein the at least one rotor bearing in a radially from the Rotation axis spaced area with the rotor in operative connection stands.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung einer oben beschriebenen elektrischen Maschine vorgesehen, wobei zur Herstellung der Lagerungsanordnung das oben beschriebene Verfahren verwendet wird.Farther is a method for producing an electrical described above Machine provided, wherein for the preparation of the storage arrangement the method described above is used.

Schließlich ist eine Verwendung der oben beschriebenen Lagerungsvorrichtung in einer elektrischen Maschine als Antrieb für ein Luft-, Wasser- oder Landfahrzeug oder als Generator in einer Stromerzeugungsvorrichtung, insbesondere bei Wind- und Wasserkraftanlagen vorgesehen.After all is a use of the storage device described above in an electric machine as a drive for an air, Water or land vehicle or as a generator in a power generating device, intended especially for wind and hydroelectric power plants.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines aus Faserverbundmaterial bestehenden Rotors mit einem Rotorhauptkörper für einen Elektromotor vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst: Zusammenführen von Fasern eines Fasermaterials mit einer Matrix zu einem Fasergemenge, Einbringen des Fasergemenges mit diffus angeordneten Fasern in eine der Form des Rotorhauptkörpers entsprechende Negativform, Komprimieren des in der Negativform eingebrachten Fasergemenges und Aushärten des komprimierten Fasergemenges, das vorzugsweise bei vorbestimmter Temperatur und vorbestimmtem Druck geschieht.It is also a method of making a fiber composite material existing rotor with a rotor main body for an electric motor is provided, comprising the following steps: Merging fibers of a fiber material with a Matrix to a Fasergemenge, introducing the Fasergemenges with diffuse arranged fibers in one of the shape of the rotor main body corresponding negative mold, compressing the introduced in the negative mold Fiber amounts and curing of the compressed fiber amount, that is preferably at a predetermined temperature and predetermined Pressure happens.

Vorzugsweise entstehen die Fasern des Fasermaterials durch Trennen, Zerschneiden oder ähnliches einer Endlosfaser in Faserteile bestimmter Länge. Vorzugsweise werden diese Faserteile mit einer Matrix zusammengeführt. Die Matrix ist dabei vorzugsweise ein Bindemittel oder Verbindungsmittel, das in Verbindung mit den Fasern bestimmte vorteilhafte physikalische und mechanische Eigenschaften ausbildet.Preferably arise the fibers of the fiber material by separating, cutting or the like of an endless fiber in fiber parts of a certain length. Preferably, these fiber parts are combined with a matrix. The matrix is preferably a binder or bonding agent, the beneficial physical properties associated with the fibers and mechanical properties.

Eine Matrix kann beispielsweise aus der Gruppe der Duroplaste (z. B. ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze, Epoxidharze) oder aus der Gruppe der Thermoplaste (z. B. Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephtalat, Polyphenylensulfid, Polyetheretherketon) stammen.A Matrix can, for example, from the group of thermosets (eg. unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins) or from the group of thermoplastics (eg polypropylene, polyamide, Polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone) come.

Diffus angeordnete Fasern erlauben vorteilhafterweise eine schnelle und preisgünstige Verarbeitung, da kein Zwischenschritt zum Ausrichten oder gezielten Anordnen der Fasern notwendig ist. Vorzugsweise geschieht das Zusammenführen der Fasern mit der Matrix entweder vor dem Einbringen in die Negativform als Fasergemisch oder die diffus angeordneten Fasern werden nach dem Einbringen in die Negativform mit einer flüssigen Matrix zusammengeführt.Diffuse arranged fibers advantageously allow a fast and inexpensive processing, since no intermediate step to Aligning or targeted placement of the fibers is necessary. Preferably happens the merging of the fibers with the matrix either before introduction into the negative mold as a fiber mixture or the diffusely arranged fibers are after introduction into the negative mold merged with a liquid matrix.

Das Aushärten des Fasergemisches ist vorzugsweise ein Vorgang, der einen Phasenübergang der Matrix von flüssig nach fest hervorruft. Bei Duroplasten ist dieser Phasenübergang beispielsweise irreversibel, bei Thermoplasten reversibel. Aushärten bedeutet in diesem Zusammenhang nicht zwangsläufig, dass das nach dem Aushärten entstandene Faserverbundbauteil hart oder versteift ist; es kann je nach Matrix- und Fasertyp verschiedene mechanische und physikalische Eigenschaften aufweisen, wie z. B. hohe Zähigkeit, niedriges Gewicht, elektrische Leitfähigkeit, hohe Flexibilität etc.The Curing the fiber mixture is preferably a process a phase transition of the matrix of liquid after firm causes. For thermosets this phase transition is For example, irreversible, reversible in thermoplastics. Curing means In this context, not necessarily that after the hardened fiber composite component hard or is stiffened; it can vary depending on the type of matrix and fiber have mechanical and physical properties, such. B. high toughness, low weight, electrical conductivity, high flexibility etc.

Das Faserverbundmaterial und/oder die Faser kann Carbon umfassen. Carbon ist ein besonders leichter und strapazierfähiger Werkstoff, der als Fasermaterial viele Formen bilden kann und durch Zusammenwirken mit einem Bindemittel eine solche Form dauerhaft beibehält. Ein aus Carbon-Faserverbundmaterial hergestellter Rotorhauptkörper ist leicht und kann trotzdem einwirkenden Kräften und Momenten standhalten.The Fiber composite material and / or the fiber may include carbon. carbon is a particularly lightweight and durable material, which can form many forms as fiber material and by interaction with a binder permanently retains such a shape. A rotor main body made of carbon fiber composite material is light and can still act on forces and moments withstand.

Das Fasergemenge kann mittels einer Mikrowellenquelle erwärmt werden. Wenn das Faserverbundmaterial Carbon umfasst, kann die elektrische Leitfähigkeit von Carbon dazu eingesetzt werden, durch eine Mirkowellenquelle erhitzt zu werden. Das hat gegenüber herkömmlichen Autoklavenprozessen den Vorteil verringerten Energiebedarfs, um das Fasergemisch auszuhärten.The Fiber amount can be heated by means of a microwave source become. If the fiber composite material comprises carbon, the electrical conductivity of carbon to be used by a microwave source to be heated. This has compared to conventional Autoclave processes the advantage of reduced energy needs to to cure the fiber mixture.

Das Fasergemenge kann vorzugsweise während des Erhitzens durch eine Mikrowelle in einer Negativform unter vorbestimmtem Druck stehen, oder das Fasergemenge wurde vor dem Erhitzen in der Negativform unter vorbestimmten Druck gepresst. Alternativ kann ein vorbestimmter Druck anstatt von einer Negativform vermittelt durch das Fasergemenge umgebenden Gasdruck hervorgerufen werden. Das hat den Vorteil, dass das Fasergemenge eine hohe Materialdichte und dabei niedriges Volumen erreicht.The Fiber amount may preferably be during heating by a microwave in a negative mold are at a predetermined pressure, or the amount of fiber submerged before heating in the negative mold pressed predetermined pressure. Alternatively, a predetermined Pressure instead of a negative form mediated by the amount of fiber surrounding gas pressure are caused. This has the advantage that the amount of fiber a high density of material and thereby low volume reached.

Da die meisten Carbonarten einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, ist für den Aushärteschritt von in einer Negativform eingebrachtem Fasergemenge vorzuziehen, dass das Material der Negativform ebenfalls Faserverbundmaterial und insbesondere Carbon aufweist.There most carbon types have a negative coefficient of thermal expansion is for the curing step of in It is preferable for a quantity of fiber introduced in a negative mold that the Material of the negative mold also fiber composite material and in particular Carbon has.

Desweiteren ist eine Negativform zur Herstellung eines Rotorhauptkörper vorgesehen, wobei wenigstens eine Faser in oder an der Negativform liegt und ein Bindemittel oder Verbindungsmittel Abschnitte der wenigstens einen Faser miteinander verbindet.Furthermore, a negative mold for producing a rotor main body is provided, wherein at least one fiber in or on the negative mold and a binder or connecting means connects portions of the at least one fiber.

Eine elektrische Maschine kann einen Stator und einen Rotor umfassen, der den Rotorhauptkörper nach einer der oben genannten Lösungen umfasst. Vorzugsweise ist eine solche elektrische Maschine ein Scheibenläufer-Elektromotor/-generator mit permanenterregtem Rotor und dient als Antrieb für ein Luft-, Wasser- oder Landfahrzeug oder als Generator in einer Stromerzeugungsvorrichtung, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung gemäß einer Lösung Wind- und Wasserkraftanlagen umfasst.A electric machine may comprise a stator and a rotor, the rotor main body according to one of the above Solutions includes. Preferably, such is an electrical Machine a pancake electric motor / generator with Permanently excited rotor and serves as a drive for an air, Water or land vehicle or as a generator in a power generating device, wherein the power generating device according to a Solution includes wind and hydro power plants.

1 zeigt eine elektrische Maschine, die einen Stator 102 und einen Rotorhauptkörper 104 umfasst. Der Rotorhauptkörper 104 kann dabei scheibenförmig, zylinderförmig, kegelstumpfförmig oder doppelkegelstumpfförmig sein. Am Rotorhauptkörper 104 kann zusätzlich ein Befestigungsflansch angeordnet sein, wobei eine Anordnung Rotorhauptkörper 104 mit einem Befestigungsflansch als Rotor bezeichnet wird. 1 shows an electric machine, which is a stator 102 and a rotor main body 104 includes. The rotor main body 104 may be disc-shaped, cylindrical, frusto-conical or doppelkegelstumpfförmig. On the rotor main body 104 may additionally be arranged a mounting flange, wherein an arrangement rotor main body 104 is referred to as a rotor with a mounting flange.

Des Weiteren zeigt 1 zwei in der Schnittdarstellung des Rotorhauptkörpers 102 sichtbare Magnete 106, z. B. Permanentmagnete, von denen mehrere ringförmig im oder am Rotorhauptkörper 104 angeordnet sind, sowie im Stator 102 vorgesehene Statorwicklungen (nicht gezeigt). Weiterhin zeigt 1 eine Welle 108, die beispielsweise durch den Befestigungsflansch mit dem Rotorhauptkörper 104 so verbunden ist, dass eine Drehbewegung der Welle 108 zu einer Drehbewegung des Rotorhauptkörpers 104 führt und umgekehrt. Die Welle 108 kann z. B. ein stabförmiges Bauteil aus Vollmaterial oder ein hohlzylinderförmiges Bauteil sein, wobei der Querschnitt eines solchen Bauteils vollständig oder teilweise kreisförmig, rechteckförmig, elliptisch oder gezahnt sein kann und als Gelenk-, Hohl-, Kardan- oder biegsame Welle ausgeführt ist.Further shows 1 two in the sectional view of the rotor main body 102 visible magnets 106 , z. B. permanent magnets, of which a plurality of annular in or on the rotor main body 104 are arranged, as well as in the stator 102 provided stator windings (not shown). Further shows 1 a wave 108 , for example, through the mounting flange with the rotor main body 104 connected so that a rotational movement of the shaft 108 to a rotational movement of the rotor main body 104 leads and vice versa. The wave 108 can z. B. be a rod-shaped member made of solid material or a hollow cylindrical member, wherein the cross section of such a component may be completely or partially circular, rectangular, elliptical or toothed and designed as a joint, hollow, gimbal or flexible shaft.

Des Weiteren stellt 1 zwei Lager 110 dar, die die Welle 108 radial stützen, so dass die Welle 108 und der mit ihr verbundene Rotorhauptkörper 104 auch bei Drehung um seine Rotationsachse radial in ihrer Lage gehalten werden.Furthermore, it represents 1 two camps 110 that represents the wave 108 support radially so that the shaft 108 and the rotor main body connected thereto 104 be held radially in its position even when rotating about its axis of rotation.

Wird die elektrische Maschine 100 als Motor betrieben, so treten die am Rotorhauptkörper 104 angebrachten Magnete 106 derart mit den Statorwicklungen am Stator 102 in magnetische Wechselwirkung, dass es zu einer Drehung des Rotorhauptkörpers 100 und der mit ihm verbundenen Welle 108 um die Rotorachse kommt. Bei einem Betrieb der elektrischen Maschine als Generator ist die Wirkweise der elektrischen Maschine dagegen umgekehrt: Eine Drehung der Welle 108 und des mit ihr verbundenen Rotorhauptkörpers 104 führt zu einer elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen den auf dem Rotorhauptkörper angeordneten Magneten 106 und den Statorwicklungen, wodurch schließlich elektrischer Strom erzeugt wird.Will the electric machine 100 operated as a motor, so they occur on the rotor main body 104 attached magnets 106 such with the stator windings on the stator 102 in magnetic interaction, causing a rotation of the rotor main body 100 and the wave associated with it 108 comes around the rotor axis. When operating the electric machine as a generator, however, the mode of action of the electric machine is reversed: a rotation of the shaft 108 and the rotor main body connected thereto 104 results in an electromagnetic interaction between the magnets arranged on the rotor main body 106 and the stator windings, which eventually generates electrical current.

Durch die Anordnung in 1 kann der Rotorhauptkörper 104 bei einem Durchmesser von vorzugsweise größer zwei Metern, vier Metern, sechs Metern und mehr stabil und mit kleinem Statorspalt 112 bei hohen Drehzahlen im Stator drehen, sodass eine gute magnetische Wechselwirkung zwischen den Magneten 106 und dem Stator ausgenutzt wird.Due to the arrangement in 1 For example, the rotor main body 104 with a diameter of preferably greater than two meters, four meters, six meters and more stable and with a small stator gap 112 rotate at high speeds in the stator, allowing a good magnetic interaction between the magnets 106 and the stator is exploited.

Außerdem ist eine Umkehrung der mechanisch bewegten Bauteile in 1 möglich. Das heißt ein Rotor 104 als außenliegendes Bauteil umgreift einen Stator als innenliegendes Bauteil.In addition, a reversal of the mechanically moving components in 1 possible. That is a rotor 104 as an external component surrounds a stator as an internal component.

2 zeigt einen Rotorhauptkörper 200, der scheibenförmig und mit einer vorbestimmten Dicke vorgesehen ist. Das Material des Rotorhauptkörpers 200 umfasst dabei Faserverbundmaterial, vorzugsweise Carbonfaserverbundmaterial. Der Rotorhauptkörper 200 umfasst weiterhin 172 (nur beispielhafte Anzahl) rechteckförmige Aufnahmen 202, die zentrisch um die Rotationsachse des Rotorhauptkörpers 200 und nahe von dessen Außenrand angeordnet sind. Zentrisch angeordnete Flanschlöcher 204 und die mittig im Rotorhauptkörper 200 liegende Wellendurchführung 206 sorgen für eine Verbindungsmöglichkeit mit einer Welle (nicht gezeigt). Die zentrisch angeordneten Flanschlöcher 204 sind zwischen der mittig liegenden Wellendurchführung 206 und den nahe am Außenrand des Rotorhauptkörpers 200 liegenden Aufnahmen 202 angeordnet. Die Anzahl und Anordnung der Flanschlöcher 204 kann dabei insbesondere von zu übertragenden Kräften und Momenten abhängen. 2 shows a rotor main body 200 which is disc-shaped and provided with a predetermined thickness. The material of the rotor main body 200 includes fiber composite material, preferably carbon fiber composite material. The rotor main body 200 continues to include 172 (only exemplary number) rectangular recordings 202 centered about the axis of rotation of the rotor main body 200 and are arranged near its outer edge. Centrally arranged flange holes 204 and the center of the rotor main body 200 lying shaft passage 206 provide connectivity to a shaft (not shown). The centrally arranged flange holes 204 are between the central shaft passage 206 and close to the outer periphery of the rotor main body 200 lying recordings 202 arranged. The number and arrangement of the flange holes 204 may depend in particular on forces and moments to be transmitted.

Die rechteckförmigen Aufnahmen 202 dienen zur Aufnahme von Magneten, insbesondere von Permanentmagneten. Jeweils wenigstens ein Magnet kann dabei in allen, einer Mehrzahl, insbesondere zwei, drei, vier, fünf, acht, elf oder 16, oder aber in genau einer Aufnahme angeordnet sein. Dabei werden für den Rotorhauptkörper 200 eine beliebig wählbare Anzahl von Aufnahmen 202 vorgesehen, beispielsweise genau eine Aufnahme, zwei, drei, vier, fünf, acht, 13, 16, 65 oder 172 Aufnahmen.The rectangular pictures 202 serve for receiving magnets, in particular permanent magnets. In each case at least one magnet can be arranged in all, a plurality, in particular two, three, four, five, eight, eleven or 16, or in exactly one shot. Thereby, for the rotor main body 200 an arbitrary number of shots 202 provided, for example, exactly one shot, two, three, four, five, eight, 13, 16, 65 or 172 shots.

3a zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Teilbereich eines Rotorhauptkörpers 200. Die Aufnahmen 302 am Außenrand des Rotorhauptkörpers nehmen jeweils einen Magneten 304 auf. Während des Betriebs der elektrischen Maschine treten die Magnete 312 in magnetische Wechselwirkung mit den am Stator angeordneten Statorwicklungen (nicht gezeigt) und erzeugen hierdurch Strom (soweit die elektrische Maschine als Generator fungiert), beziehungsweise lösen hierdurch eine Drehbewegung des Rotors aus (falls die elektrische Maschine als Motor arbeitet). In 3a (und ebenso in 3b) ist der Nordpol der Magneten 312 mit N bezeichnet. 3a shows in an enlarged view a portion of a rotor main body 200 , The pictures 302 on the outer edge of the rotor main body each take a magnet 304 on. During operation of the electric machine, the magnets occur 312 in magnetic interaction with the stator windings arranged on the stator (not shown) and thereby generate current (as far as the electric machine acts as a generator), or thereby solve a rotational movement of the rotor (if the electric machine works as a motor). In 3a (and also in 3b ) is the north pole of the magnets 312 denoted by N.

In dem in 3b gezeigten Beispiel werden nun in den Aufnahmen 302 anstatt einem, jeweils zwei kleinere Magnete 312, 314 längs nebeneinander angeordnet. Bei den kleineren Magneten 312, 314 handelt es sich dabei um separat voneinander magnetisierte Magnete. Verglichen mit 3a haben die beiden kleineren Magnete 312, 314 insgesamt das Volumen eines der dort gezeigten Magnete 304. Es wird die Eigenschaft zunutze gemacht, dass bei der Herstellung von Magneten kleinere ferromagnetische Körper in der Regel besser magnetisiert werden können als größere. So haben zwei kleinere Magnete in der Regel eine höhere Magnetisierung als ein vergleichbarer Magnet, dessen Volumen dem der Summe der Volumina der beiden kleineren Magnete entspricht, wenn dieser in demselben magnetischen Feld auf dieselbe Weise wie die beiden kleineren Magnete magnetisiert worden ist.In the in 3b example shown will now be in the shots 302 instead of one, two smaller magnets each 312 . 314 arranged alongside one another. With the smaller magnets 312 . 314 these are separately magnetized magnets. Compared to 3a have the two smaller magnets 312 . 314 Total volume of one of the magnets shown there 304 , It takes advantage of the fact that in the production of magnets smaller ferromagnetic body can be magnetized better than larger in the rule. Thus, two smaller magnets usually have a higher magnetization than a comparable magnet whose volume corresponds to the sum of the volumes of the two smaller magnets when magnetized in the same magnetic field in the same way as the two smaller magnets.

Mit dem in 3b gezeigten Beispiel kann erreicht werden, dass die in einer Aufnahme befindlichen Magnete bei gleichem Gesamtvolumen und gleichem Gesamtgewicht eine größere Magnetisierung aufweisen als ein vergleichbar hergestellter, doppelt so großer Magnet in einer Aufnahme, wie sie z. B. in 3a zu sehen ist. Es kann stellt somit ein Rotor mit leistungsfähigeren Magneten bei gleichem Volumen und Gewicht bereitgestellt werden. Da der Rotorhauptkörper Faserverbundmaterial umfasst, wird das Gewicht des Rotors im Vergleich zu einem ebenso leistungsfähigen, herkömmlich hergestellten Rotor weiter vermindert.With the in 3b shown example can be achieved that the magnets located in a recording with the same total volume and the same total weight have a greater magnetization than a comparably manufactured, twice as large magnet in a recording, as z. In 3a you can see. It can thus provides a rotor with more powerful magnets at the same volume and weight. Because the rotor main body comprises fiber composite material, the weight of the rotor is further reduced as compared to an equally powerful conventionally manufactured rotor.

Ist die Rede davon, dass in wenigstens einer Aufnahme mindestens zwei Magnete angeordnet sind, so sind unter ”mindestens zwei Magneten” oder ähnlichen Formulierungen auch solche Anordnungen zu verstehen, bei denen wenigstens zwei ferromagnetische Körper zwar als separate Körper magnetisiert wurden, dann aber nach ihrer Magnetisierung oder nach einem ersten Magnetisierungsvorgang, dem weitere Magnetisierungsvorgänge folgen können, zu einem Körper zusammengefügt werden, insbesondere durch Zusammenkleben oder anderer Verfahren zum Zusammenfügen von Gegenständen. Die hier dargestellten Vorzüge der Verwendung von Magneten, die als kleinere Körper magnetisiert wurden, kommen auch bei derartigen Ausführungsbeispielen zum Tragen.is the talk of at least two in at least one recording Magnets are arranged so are under "at least two Magnets "or similar formulations also such To understand arrangements in which at least two ferromagnetic Body were magnetized as separate bodies, but after their magnetization or after a first magnetization process, the can follow further magnetization processes, to be put together into a body, in particular by gluing together or other joining methods of objects. The advantages presented here the use of magnets that magnetized as a smaller body were also come in such embodiments to carry.

In dem in 3b dargestellten Beispiel zeigen die Nordpole zweier Magnete 312, 314 immer entweder zur Mitte oder aber zum Rand des Motors. Weitere Beispiele umfassen Anordnungen, bei denen die Nordpole der in einer Aufnahme befindlichen zwei Magnete in verschiedene Richtungen zeigen. Andere Beispiele umfassen des Weiteren Anordnungen, bei denen die Magnete einer Aufnahme nicht an ihren Längskanten, sondern an ihren kurzen Kantenflächen benachbart angeordnet sind. Bei weiteren Beispielen sind in wenigstens einer Aufnahme drei, vier oder mehr kleinere Einzelmagnete angeordnet. Während in dem in 3b gezeigten Beispiel der Nordpol der Magnete in benachbarten Aufnahmen immer in unterschiedliche Richtungen zeigt, sind auch Beispiele umfasst, bei denen die Nordpole der Magnete immer in dieselbe Richtung zeigen. Des Weiteren können Beispiele vorgesehen sein, bei denen die Pole der Einzelmagnete beliebig gerichtet angeordnet sind.In the in 3b Example shown show the north poles of two magnets 312 . 314 always either to the middle or to the edge of the engine. Other examples include arrangements in which the north poles of the two magnets in a receptacle point in different directions. Other examples further include arrangements in which the magnets of a receptacle are arranged not adjacent to their longitudinal edges but adjacent to their short edge surfaces. In further examples, three, four or more smaller individual magnets are arranged in at least one receptacle. While in the in 3b As shown in the example shown, the north pole of the magnets in adjacent photographs always points in different directions, examples are also included in which the north poles of the magnets always point in the same direction. Furthermore, examples may be provided in which the poles of the individual magnets are arranged arbitrarily directed.

4a zeigt einen Rotorhauptkörper 402 und eine Welle 404in einer Seitenansicht. Der Rotorhauptkörper 402 weist, wie in 3 gezeigt, rechteckförmige Aufnahmen 406 auf, von denen eine in der Schnittdarstellung oberhalb der Symmetrielinie zu sehen ist. Auf der Vorder- und Rückseite des Rotorhauptkörpers 402 sind zwei Decklagen 412, 414 angeordnet, die aus plattenartigem Halbzeug aus Carbonfaserverbundmaterial hergestellt sind. Die Decklagen 412, 414 bedecken die rechteckförmigen Aufnahmen 406 und darin gegebenenfalls angeordnete Magnete, von denen in der Schnittdarstellung ein Magnet 420 sichtbar ist. 4a shows a rotor main body 402 and a wave 404in a side view. The rotor main body 402 points as in 3 shown, rectangular shots 406 on, one of which can be seen in the sectional view above the symmetry line. On the front and back of the rotor main body 402 are two cover layers 412 . 414 arranged, which are made of plate-like semi-finished carbon fiber composite material. The cover layers 412 . 414 cover the rectangular shots 406 and optionally arranged therein magnets, of which in the sectional view of a magnet 420 is visible.

Bei den Aufnahmen 406 des Rotorhauptkörpers 402 handelt es sich um hindurchgehende Löcher. Dabei werden in den Aufnahmen 406 je zwei der oben beschriebenen Magnete (nicht gezeigt) angeordnet. Die beiden Decklagen 412 und 414 sind an dem Rotorhauptkörper befestigt und verhindern ein Herausfallen der Magnete. Bei einem Beispiel weisen die Decklagen 412, 414 Faserverbundmaterial auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass die die Magnete haltenden Decklagen 412, 414 geringes Gewicht aufweisen.In the recordings 406 of the rotor main body 402 These are through holes. It will be in the shots 406 each two of the magnets described above (not shown) are arranged. The two cover layers 412 and 414 are attached to the rotor main body and prevent falling out of the magnets. In one example, the topsheet layers 412 . 414 Fiber composite on. This ensures that the magnets holding top layers 412 . 414 have low weight.

Weitere Beispiele sehen vor, dass die Aufnahmen 406 lediglich Ausnehmungen darstellen, die keine durch den Rotorhauptkörper hindurchgehenden Löcher sind. In einem solchen Fall kann vorgesehen sein, dass lediglich eine Decklage 412 zur Befestigung der Magnete 420 am Rotorhauptkörper 402 angeordnet ist.Other examples provide that the shots 406 represent only recesses that are not passing through the rotor main body holes. In such a case, it may be provided that only one cover layer 412 for fixing the magnets 420 on the rotor main body 402 is arranged.

4b zeigt einen Befestigungsflansch 400. Ferner zeigt 4b eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Rotorhauptkörpers 104 und eine Welle 404. Der Rotorhauptkörper 402, der oberhalb der Welle 404 in Schnittdarstellung gezeigt ist, weist eine rechteckförmig Aufnahme 406, wie in 1 gezeigt, auf. An der Vorder- und Rückseite 408 bzw. 410 des Rotorhauptkörpers 402 sind zwei Decklagen 412 und 414 angeordnet, die aus plattenartigem Halbzeug aus Carbonfaserverbundmaterial hergestellt sind und beidseitig vom Außenrand 416 des Rotorhauptkörpers 402 bis zu einer inneren Befestigungsflanschscheibe 418 reichen. Die Decklagen 412 und 414 bedecken die rechteckförmigen Aufnahmen 406 und darin angeordnete Magnete, z. B. Permanentmagnete, von denen in der Schnittdarstellung ein Permanentmagnet 420 sichtbar ist. 4b shows a mounting flange 400 , Further shows 4b a side view of the in 1 shown rotor main body 104 and a wave 404 , The rotor main body 402 , above the shaft 404 is shown in sectional view, has a rectangular recording 406 , as in 1 shown on. At the front and back 408 respectively. 410 of the rotor main body 402 are two cover layers 412 and 414 arranged, which are made of plate-like semi-finished carbon fiber composite material and both sides of the outer edge 416 of the rotor main body pers 402 up to an inner mounting flange disc 418 pass. The cover layers 412 and 414 cover the rectangular shots 406 and arranged therein magnets, for. B. permanent magnets, of which in the sectional view a permanent magnet 420 is visible.

Zur Mitte des Rotorhauptkörpers 402 hin sind an dessen Vorderseite 408 und Rückseite 410 je zwei innere und äußere Befestigungsflanschscheiben 418 und 422 angeordnet. Die inneren Befestigungsflanschscheiben 418 sind direkt am Rotorhauptkörper 402 durch ein Haftmittel (nicht gezeigt) angebracht und weisen einen geringeren Durchmesser als der Rotorhauptkörper 402 sowie einen größeren Durchmesser als die äußeren Befestigungsflanschscheiben 422 auf. Die äußeren Befestigungsflanschscheiben 422 sind wiederum durch ein Haftmittel (nicht gezeigt) jeweils mit einer ihnen benachbarten inneren Befestigungsflanschscheibe 418 verbunden. Die Befestigungsflanschscheiben 418 und 422 sind aus plattenartigem Carbonfaserverbundhalbzeug hergestellte Bauteile. Der gesamte Befestigungsflansch stellt eine form- und kraftschlüssige Verbindung zur Welle 404 her.To the center of the rotor main body 402 are at the front 408 and back 410 two inner and outer mounting flange discs 418 and 422 arranged. The inner mounting flange washers 418 are directly on the rotor main body 402 attached by an adhesive (not shown) and have a smaller diameter than the rotor main body 402 and a larger diameter than the outer mounting flange washers 422 on. The outer mounting flange washers 422 are in turn by an adhesive (not shown) each with an adjacent inner mounting flange disc 418 connected. The mounting flange washers 418 and 422 are made of plate-like carbon fiber composite semi-finished components. The entire mounting flange provides a positive and non-positive connection to the shaft 404 ago.

In Zusammenhang mit 4b erläuterte Begriffe mit dem Bestandteil -”scheibe” sind nicht einschränkend auf zylinderförmige Bauteile zu verstehen. Vielmehr können der Rotorhauptkörper 402 und/oder die Befestigungsflanschscheiben 418 und 422 einen rechteckigen, elliptischen, ringförmigen Querschnitt oder dergleichen aufweisen. Die Befestigungsflanschscheiben 418 und 422 können einstückig miteinander gebildet und an den Rotorhauptkörper 402 angeordnet werden oder die Befestigungsflanschscheiben 418 und 422 sind mit dem Rotorhauptkörper 402 integral ausgebildet.Relating to 4b Explanatory terms with the component "disc" are not to be understood as limiting to cylindrical components. Rather, the rotor main body 402 and / or the mounting flange discs 418 and 422 have a rectangular, elliptical, annular cross-section or the like. The mounting flange washers 418 and 422 can be formed integrally with each other and to the rotor main body 402 be arranged or the mounting flange discs 418 and 422 are with the rotor main body 402 integrally formed.

Die Befestigungsflanschscheiben 418 und 422 verleihen dem Rotorhauptkörper eine flächen- und volumenmässig größere Schnittstelle zur Welle 404, wodurch die Übertragung von Kräften und Momenten zwischen dem Rotorhauptkörper 402 und der Welle 404 verbessert wird.The mounting flange washers 418 and 422 give the rotor main body an area and volume larger interface to the shaft 404 , whereby the transmission of forces and moments between the rotor main body 402 and the wave 404 is improved.

5 zeigt einen Rotor 500. Von außen sind der Reihe nach in 5 zu sehen: ein Rotorhauptkörper 502, ein mit dem Rotorhauptkörper 502 einstückig ausgebildeter kegelstumpfförmiger Befestigungsflansch 504, eine im Befestigungsflansch 504 vorgesehene Wellendurchführung 506 mit darin eingelassener Nut 508 und eine mit einer Mitnehmernase 510 versehene Welle 512 in Querschnittdarstellung. Die Welle 512 ist durch geeignete Passung in der Wellendurchführung 506 des Befestigungsflansches 504 angeordnet. Die austauschbar an der Welle vorgesehene Mitnehmernase 510 greift in die Nut 508 ein und ermöglicht eine Übertragung von Drehmomenten und Kräften zwischen der Welle 512 und dem Rotorhauptkörper 502, sodass sich die Welle 512, der Rotorhauptkörper 502 und der Befestigungsflansch 504 mit im Durchschnitt der gleichen Winkelgeschwindigkeit in die beiden durch den Doppelpfeil 514 angezeigten Drehrichtungen drehen können. 5 shows a rotor 500 , From the outside are in turn in 5 to see: a rotor main body 502 , one with the rotor main body 502 integrally formed frusto-conical mounting flange 504 , one in the mounting flange 504 provided shaft passage 506 with groove embedded in it 508 and one with a driving nose 510 provided shaft 512 in cross-section. The wave 512 is by suitable fit in the shaft bushing 506 of the mounting flange 504 arranged. The interchangeable provided on the shaft drive lug 510 reaches into the groove 508 and allows transmission of torques and forces between the shaft 512 and the rotor main body 502 , so the wave 512 , the rotor main body 502 and the mounting flange 504 with an average of the same angular velocity in the two by the double arrow 514 can rotate in the direction indicated.

6 zeigt einen Ausschnitt eines Rotorhauptkörpers 600. In dem sektorförmigen Ausschnitt des in 6 gezeigten Rotorhauptkörpers 600 sind beispielhafte Carbonfaserschlingen 602, 604, 606, 608, 610 veranschaulicht. Dabei führt eine Wellendurchführungs-Carbonfaserschlinge 602 um eine Wellendurchführung 612 und um eine Aufnahme 614. Eine Befestigungsflanschloch-Carbonfaserschlinge 610 führt um ein Befestigungsflanschloch 616 und um mehrere Aufnahmen 614. Eine Mehrfachaufnahmen-Carbonfaserschlinge 606, 608 führt um eine Mehrzahl an Aufnahmen 614. Oben genannte Carbonfaserschlingen können miteinander kombiniert, in Reihe hintereinander, abwechselnd, nach einem vorbestimmten Ablaufmuster und beispielsweise durch eine Endloscarbonfaser 618 realisiert werden. Außerdem sind folgende Faserschlingenführungen möglich: Faserschlingen werden in Acht-, Helix-, oder Fassbandform um ein oder mehrere Aufnahmen 614 und/oder ein oder mehrere Befestigungsflanschlöcher 616 und/oder die Wellendurchführung 612 und/oder den Außenrand des Rotorhauptkörpers 600 gewickelt oder Faserschlingen werden in geodätischen Linien zwischen zwei oder mehr Stellen gewickelt, die ein oder mehrere Aufnahmen 614 und/oder ein oder mehrere Befestigungsflanschlöcher 616 und/oder die Wellendurchführung 612 und/oder den Außenrand des Rotorhauptkörpers 600 umfassen. 6 shows a section of a rotor main body 600 , In the sector-shaped section of the in 6 shown rotor main body 600 are exemplary carbon fiber loops 602 . 604 . 606 . 608 . 610 illustrated. There is a shaft feedthrough carbon fiber loop 602 around a shaft passage 612 and a shot 614 , A mounting flange hole carbon fiber loop 610 leads around a mounting flange hole 616 and several shots 614 , A multi-pickup carbon fiber loop 606 . 608 leads to a number of shots 614 , Above-mentioned carbon fiber loops can be combined with each other, in series, alternately, according to a predetermined flow pattern and, for example, by a continuous carbon fiber 618 will be realized. In addition, the following fiber loop guides are possible: fiber loops are in eight, helical, or Fassbandform to one or more recordings 614 and / or one or more mounting flange holes 616 and / or the shaft passage 612 and / or the outer periphery of the rotor main body 600 Wrapped or fiber loops are wrapped in geodesic lines between two or more locations containing one or more shots 614 and / or one or more mounting flange holes 616 and / or the shaft passage 612 and / or the outer periphery of the rotor main body 600 include.

Die in 6 gezeigte Faserschlingen 606, 608 und 610 sind nur schematisch als geschlossen gezeichnet, sie können ebenso als an einer Seite geöffnete Schlingen oder an einer Stelle mit überlappenden Teilen einer Endlosfaser 618 ausgeführt sein. Eine solche Endloscarbonfaser 618 wird am Außenrandbereich des Rotorhauptkörpers 600 durch zusätzliche stückweise Carbonfasern ergänzt, um eine vorbestimmte Dicke des Rotorhauptkörpers 600 herzustellen. Zur Mitte des Rotorhauptkörpers 600 hin verdickt die Endloscarbonfaser 618 den Rotorhauptkörper 600 entlang seiner Hochachse zu einer natürlichen Nabe.In the 6 shown fiber loops 606 . 608 and 610 are drawn only schematically as closed, they can also as opened on one side loops or at a position with overlapping parts of a continuous fiber 618 be executed. Such an endless carbon fiber 618 becomes at the outer edge portion of the rotor main body 600 supplemented by additional piecewise carbon fibers to a predetermined thickness of the rotor main body 600 manufacture. To the center of the rotor main body 600 The endless carbon fiber thickens out 618 the rotor main body 600 along its vertical axis to a natural hub.

7 zeigt einen Rotor 700 einer elektrischen Maschine und eine aus Endloscarbonfaser hergestellte Nabe 704. Die durch die Nabe 704 gebildete Wellendurchführung nimmt formschlüssig eine Welle 702 auf. Am Übergang von Welle 702 und Nabe 704 sind vier Löcher mit darin formschlüssig angeordneten Längsstiften 706 gekoppelt. Bei den Längsstiften kann es sich insbesondere um zylinderstiftartige, kegelstiftartige oder kerbstiftartige Längsstifte handeln. Welle und Nabe bilden hierdurch eine gekoppelte Verbindung. Die Anzahl und Anordnung der Längsstifte 706 am Übergang von Welle 702 und Nabe 704 kann insbesondere von den zu übertragenden Kräften und Momenten abhängen. Bei dem in 7 gezeigten Beispiel wurden vier Längsstifte verwendet. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Längsstiften die Stiftverbindung realisieren, insbesondere ein Längsstift, zwei, drei, vier, fünf, elf oder 18 Längsstifte. Das Material der Längsstifte 706 ist dabei elastisch und schert bei hohem Drehmoment ab. Somit bieten die Längsstifte 706 einerseits Anlauf-, Bremsschlupf und Drehdämpfung und andererseits dabei gleichzeitig eine Sicherheitsfunktion, um den Rotor 700 und die Welle 702 vor einem zu hohen Drehmoment zu schützen. Außerdem ist es möglich, einen abgenutzten Längsstift 706 durch einen neuen auszutauschen. 7 shows a rotor 700 an electric machine and a hub made of continuous carbon fiber 704 , The through the hub 704 formed shaft bushing takes a form-fitting shaft 702 on. At the transition from wave 702 and hub 704 are four holes with longitudinally arranged therein form-fitting pins 706 coupled. The longitudinal pins may be, in particular, cylinder-pin-like, conical-pin-type or kerbstift-type longitudinal pins. The shaft and hub thus form one coupled connection. The number and arrangement of the longitudinal pins 706 at the transition from wave 702 and hub 704 may depend in particular on the forces and moments to be transmitted. At the in 7 Example shown four longitudinal pins were used. However, any number of longitudinal pins can realize the pin connection, in particular a longitudinal pin, two, three, four, five, eleven or 18 longitudinal pins. The material of the longitudinal pins 706 is elastic and shears off at high torque. Thus, the longitudinal pins provide 706 on the one hand start-up, brake slip and rotational damping and on the other hand at the same time a safety function to the rotor 700 and the wave 702 to protect against excessive torque. It is also possible a worn longitudinal pin 706 to exchange with a new one.

8 zeigt eine elektrische Maschine 800. In 8 umgreift ein Stator 801 einen Rotorhauptkörper 802. Der Rotorhauptkörper 802 ist einstückig mit einem Befestigungsflansch 804 ausgebildet, der durch eine Mittenehmernase 806 mit einer Welle 808 verbunden ist. Die Mitnehmernase 806 greift dabei in ein im Befestigungsflansch eingelassene Nut 810 ein. Die Welle 408 wird zu beiden Seiten des Stators 801 durch zwei feststehende Wälzlager 812 radial und/oder axial gestützt. 8th shows an electric machine 800 , In 8th engages a stator 801 a rotor main body 802 , The rotor main body 802 is integral with a mounting flange 804 trained by a mate nose 806 with a wave 808 connected is. The driving nose 806 engages in a recessed in the mounting flange groove 810 one. The wave 408 will be on both sides of the stator 801 by two fixed bearings 812 radially and / or axially supported.

Der Stator 801 in 8 umfasst elektrische Statorspulen (nicht gezeigt), deren Magnetfeld mit einem Magnetfeld von in einem Außenbereich des Rotorhauptkörpers angeordneten Permanentmagnete 814 wechselwirkt. Die Permanentmagnete 814 sind in hohlen Aufnahmen 817 des Rotorhauptkörpers 802 angeordnet und durch an beiden Seiten des Rotorhauptkörpers 802 angeordnete Decklagen 816 und 818 nach außen abgeschlossen.The stator 801 in 8th includes electric stator coils (not shown) whose magnetic field is applied with a magnetic field of permanent magnets arranged in an outer area of the rotor main body 814 interacts. The permanent magnets 814 are in hollow shots 817 of the rotor main body 802 arranged and through on both sides of the rotor main body 802 arranged cover layers 816 and 818 completed to the outside.

Der Befestigungsflansch 804 bietet eine große Angriffsfläche für die in die Nut 810 eingreifende Mitnehmernase 806 und ermöglich dadurch die Übertragung von Kräften und Drehmomenten zwischen der Welle 808 und dem am Rotorhauptkörper 802 angeordneten Befestigungsflansch 804.The mounting flange 804 provides a large attack surface for in the groove 810 engaging driver nose 806 and thereby allows the transmission of forces and torques between the shaft 808 and on the rotor main body 802 arranged mounting flange 804 ,

Der Befestigungsflansch 804 erlaubt beispielsweise eine Übertragung höherer Kräfte und Momente, als bei einer in 1 gezeigten in vergleichbaren Dimensionen ausgeführten elektrischen Maschine 100 möglich ist.The mounting flange 804 allows, for example, a transmission of higher forces and moments, as in an in 1 shown executed in comparable dimensions electric machine 100 is possible.

Die in 8 gezeigten Lager 812 sorgen für eine Lagerung der Welle 808 und des mit ihr über den Befestigungsflansch 804 verbundenen Rotorhauptkörpers 802. Sind jedoch als Lager nur die Lager 812 vorgesehen, so ist bei schnellen Drehbewegungen des Rotorhauptkörpers 802 ohne in axiale Richtungen entstehende Schwingung dreht. Wünschenswert wäre es, eine Lagerung zu realisieren, die gewährleistet, dass der Rotorhauptkörper 802 bei einer solchen Drehbewegung und/oder bei entstehenden Vibrationen, Schwingungen oder ähnlichen Bewegungen seine axial vorgesehene Position, insbesondere an seinen Rändern, nicht verlässt.In the 8th shown bearings 812 ensure a storage of the shaft 808 and with her over the mounting flange 804 connected rotor main body 802 , But are only the bearings as bearings 812 provided, so in rapid rotational movements of the rotor main body 802 does not rotate in axial directions. It would be desirable to realize a storage that ensures that the rotor main body 802 does not leave its axially provided position, in particular at its edges, during such a rotational movement and / or in the event of vibrations, oscillations or similar movements.

9a zeigt eine schematische Lagerungsvorrichtung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Rotor 904 über eine geeignete Rotor-Welle-Anordnung mit einer Welle 902 verbunden. Der Rotor 904 aus Carbonfaserverbundmaterial umfasst dabei Aufnahmen 906, 908 für Magnete (nicht dargestellt). Weiterhin ist der Rotor 904 durch zwei Radiallager 912, 914 gelagert. Während des Betriebs der elektrischen Maschine entstehen Vibrationen und/oder Schwingungen am Rotor 904 und der Welle 902. Die Radiallager 912, 914 stellen sicher, dass die Welle 902 und der an ihr befestigte Rotor 904 in ihrer vorgesehenen Position in Radialrichtung R gehalten werden. 9a shows a schematic storage device. In the embodiment shown is a rotor 904 via a suitable rotor-shaft arrangement with a shaft 902 connected. The rotor 904 Carbon fiber composite material includes recordings 906 . 908 for magnets (not shown). Furthermore, the rotor 904 through two radial bearings 912 . 914 stored. During operation of the electric machine, vibrations and / or vibrations occur on the rotor 904 and the wave 902 , The radial bearings 912 . 914 make sure the shaft 902 and the rotor attached to it 904 be held in their intended position in the radial direction R.

Neben den Radiallagern 912, 914 der Welle 902 sind bei dem in 9a gezeigten Beispiel erfindungsgemäß weitere Lager 916, 918 vorgesehen, die den Rotor an beiden Seiten stützen und für eine axiale Lagerung des Rotors 904 sorgen. Die Axiallager 916, 918 stellen sicher, dass der Rotor 904 und die mit ihm verbundene Welle 902 auch bei Betrieb der elektrischen Maschine in einer vorbestimmten axialen Position A gehalten werden. Abhängig von den spezifischen Eigenschaften der eingesetzten elektrischen Maschine ist es möglich, die Axiallager 916, 918 nahe bei der Welle 902 oder in der Nähe des Randes des Rotors 904 anzuordnen.In addition to the radial bearings 912 . 914 the wave 902 are at the in 9a shown example further inventories 916 . 918 provided, which support the rotor on both sides and for an axial bearing of the rotor 904 to care. The thrust bearings 916 . 918 make sure the rotor 904 and the wave associated with it 902 be maintained in a predetermined axial position A during operation of the electric machine. Depending on the specific characteristics of the electrical machine used, it is possible to use the thrust bearings 916 . 918 next to the wave 902 or near the edge of the rotor 904 to arrange.

9b zeigt eine Lagerungsanordnung mit Lagern 922, 924, die die Welle axial stützen. Vorzugsweise sind weitere Lager 926, 928 vorgesehen. Diese Lager 926, 928 stehen an einem radial außen liegenden Bereich des Rotors 904 mit diesem in Wirkverbindung. Vorzugsweise können solche Lager 926, 928 in und/oder an einem Stator (nicht gezeigt) angeordnet sein. Eine derartige Anordnung der Lager 926, 928 ist besonders geeignet, eine Schwingung des Rotors aus seiner axialen Position heraus zu verhindern. 9b shows a storage arrangement with bearings 922 . 924 that support the shaft axially. Preferably, further bearings 926 . 928 intended. These bearings 926 . 928 are located on a radially outer region of the rotor 904 in operative connection with this. Preferably, such bearings 926 . 928 be arranged in and / or on a stator (not shown). Such an arrangement of bearings 926 . 928 is particularly suitable for preventing vibration of the rotor from its axial position.

Bei dem Beispiel von 9c sind nur Lager 936, 938 vorgesehen. Die am außen liegenden Bereich des Rotors 904 mit diesem in Wirkverbindung stehenden Lager 936 und 938 stützen den Rotor 904 in axialer und/oder in radialer Richtung ab.In the example of 9c are only bearings 936 . 938 intended. The outer area of the rotor 904 with this operatively connected bearing 936 and 938 support the rotor 904 in the axial and / or in the radial direction.

9d zeigt ein weiteres Beispiel einer Lagerungsanordnung. Ein am außen liegenden Bereich des Rotors vorgesehenes Lager 948 lagert den Rotor 904 derart, dass der Rotor 904 axial gestützt wird. Ein weiteres Lager 944 lagert wiederum die Welle 902 und den mit ihr verbundenen Rotor 904 derart, dass diese radial gestützt werden. 9d shows another example of a storage arrangement. A provided on the outer region of the rotor bearing 948 stores the rotor 904 such that the rotor 904 is axially supported. Another camp 944 again stores the wave 902 and the rotor connected to it 904 such that they are radially supported.

Die von 10a gezeigte schematische Darstellung zeigt eine innere Seitenfläche 1022 eines Stators einer elektrischen Maschine 1000, einen Querschnitt 1024 durch den Stator in der gezeigten schematischen Darstellung, eine Welle 1002, einen mit der Welle verbundenen Rotor 1004, Aufnahmen 1006, 1008 für Magnete (nicht gezeigt) im Rotor 1004 und erfindungsgemäß vorgesehene Lager 1012, 1014, 1016, 1018. Die Welle 1002 wird dabei durch die vorgesehenen Lager 1012, 1014 radial gestützt. Zusätzlich sind in dem gezeigten Beispiel Lager 1016, 1018 vorgesehen, die am Stator angeordnet sind und die den Rotor 1004 axial stützen. Vorzugsweise kann es sich bei den radial stützenden Lagern 1012, 1014 um Wälzlager und bei den axial stützenden Lagern 1016, 1018 um Gleitlager handeln. Durch die Anordnung in 10a kann der Rotor 1004 bei einem Durchmesser von vorzugsweise etwa zwei Metern, vier Metern, sechs Metern und mehr, stabil und mit kleinem Statorspalt bei hohen Drehzahlen betrieben werden, so dass eine gute magnetische Wechselwirkung zwischen den Magneten und dem Stator genutzt werden kann.The of 10a shown schematic representation shows an inner side surface 1022 a stator of an electric machine 1000 , a cross section 1024 through the stator in the schematic representation shown, a shaft 1002 , a rotor connected to the shaft 1004 , Recordings 1006 . 1008 for magnets (not shown) in the rotor 1004 and inventively provided bearings 1012 . 1014 . 1016 . 1018 , The wave 1002 is doing through the provided stock 1012 . 1014 radially supported. In addition, bearings are in the example shown 1016 . 1018 provided, which are arranged on the stator and the rotor 1004 support axially. Preferably, it may be in the radially supporting bearings 1012 . 1014 around rolling bearings and the axially supporting bearings 1016 . 1018 to trade in plain bearings. Due to the arrangement in 10a can the rotor 1004 be operated at a diameter of preferably about two meters, four meters, six meters and more, stable and with a small stator gap at high speeds, so that a good magnetic interaction between the magnets and the stator can be used.

Bei dem Beispiel von realisieren Lager 1012, 1014 eine radiale Lagerung von Welle 1002. Für die axiale Lagerung des Rotors 1004 ist vorzugsweise eine Magnetlagerung vorgesehen. Hierzu sind sowohl an bzw. im Rotor 1004 als auch an bzw. im Stator weitere Magnete 1030 bzw. 1032 angeordnet. Dabei wirken die zentrisch am bzw. im Rotor 1004 angebrachten Magnete 1030 und die entsprechend zu diesen in der Nähe des Rotors 1004 angeordneten feststehenden Magnete 1032 attraktiv und/oder repulsiv aufeinander. Bei repulsiver Kraftwirkung entsteht zusätzlich eine radiale Zentrierwirkung auf den Rotor 1004, so dass die radial stützenden Lager 1012, 1014 entlastet werden. Ein weiteres Beispiel sieht ergänzend oder alternativ eine andere gleichwirkende Lagerung vor, z. B. Luftlagerung.In the example of realize bearings 1012 . 1014 a radial bearing of shaft 1002 , For the axial bearing of the rotor 1004 a magnetic bearing is preferably provided. These are both on or in the rotor 1004 as well as on or in the stator more magnets 1030 respectively. 1032 arranged. The centric act on or in the rotor 1004 attached magnets 1030 and the corresponding to these near the rotor 1004 arranged stationary magnets 1032 attractive and / or repulsive to each other. In the case of a repulsive force action, a radial centering effect is additionally produced on the rotor 1004 so that the radially supporting bearings 1012 . 1014 be relieved. Another example provides, in addition or alternatively, another equivalent bearing, for. B. Air storage.

11 zeigt eine Negativform 1100 zur Rotorherstellung. Die Negativform 1100 ist entlang eines Längsschnittes spiegelsymmetrisch zur Symmetrieachse 1102 ausgelegt und weist einen Negativformaußenrand 1104, eine Carbonfaseraussparung 1106, den Aufnahmen 202 (von 2) entsprechende Zapfen 1108, eine Carbonfaseraussparung 1106 und den Befestigungsflanschlöchern 204 (von 2) entsprechende Stifte 1110 auf. In der Mitte der Negativform 1100 ist eine Scheibe 1112 angeordnet, die der Wellendurchführung 206 (von 2) entspricht. 11 shows a negative form 1100 for rotor production. The negative form 1100 is along a longitudinal section mirror-symmetrical to the axis of symmetry 1102 designed and has a negative mold outer edge 1104 , a carbon fiber recess 1106 , the recordings 202 (from 2 ) corresponding pin 1108 , a carbon fiber recess 1106 and the mounting flange holes 204 (from 2 ) corresponding pins 1110 on. In the middle of the negative mold 1100 is a slice 1112 arranged, which the shaft passage 206 (from 2 ) corresponds.

Der Negativformaußenrand 1104, die Zapfen 1108, die Stifte 1110 und die Scheibe 1112 sind integral mit der Negativform 1100 ausgebildet. Das Material der Negativform 1100 besteht aus Aluminium oder Carbonfaserverbundmaterial und kann durch einen die Negativform verschließenden Deckel (nicht gezeigt) abgeschlossen werden.The negative mold outside edge 1104 , the cones 1108 , the pencils 1110 and the disc 1112 are integral with the negative mold 1100 educated. The material of the negative mold 1100 is made of aluminum or carbon fiber composite material and can be closed by a negative mold closing lid (not shown).

Carbonfasern 1114 (Dicke der Fasern 1114 in 3 nur schematisch) werden z. B. von einer Faserablegevorrichtung (nicht gezeigt) in die Carbonfaseraussparung 306 nach einem vorbestimmten Muster abgelegt, gespannt oder laminiert.carbon fibers 1114 (Thickness of the fibers 1114 in 3 only schematically) z. B. from a Faserablegevorrichtung (not shown) in the carbon fiber recess 306 filed, stretched or laminated according to a predetermined pattern.

12 zeigt eine Negativform 1200 zur Rotorherstellung. Die Negativform 1200 ist in 12 im Querschnitt dargestellt. Zur Veranschaulichung sind – ebenfalls im Querschnitt dargestellt – Carbonfasern 1202 in der Negativform 1200 liegend gezeigt. Die Lage und Ausrichtung der Carbonfasern 1202 in der Negativform 1200 ist lediglich qualitativ zu verstehen. Die Carbonfasern 1202 können jede beliebige Lage und Ausrichtung in der Negativform 1200 aufweisen. Die Negativform 1200 ist symmetrisch zur Achse 1204, sodass nur eine Hälfte der Negativform 200 näher erläutert wird. 12 shows a negative form 1200 for rotor production. The negative form 1200 is in 12 shown in cross section. To illustrate are - also shown in cross section - carbon fibers 1202 in the negative form 1200 lying down. The location and orientation of the carbon fibers 1202 in the negative form 1200 is only qualitative. The carbon fibers 1202 can be any position and orientation in the negative mold 1200 exhibit. The negative form 1200 is symmetrical to the axis 1204 so that only one half of the negative mold 200 is explained in more detail.

Die Negativform 1200 in 2 umfasst Zapfen 1206, die in Form und Volumen jeweils den in 4a, 4b gezeigten Aufnahmen 406 entsprechen. Ferner umfasst die Negativform 1200 in der Mitte einen Stift 1208, der einer Wellendurchführung entspricht. Die Zapfen 1206 und der Stift 1208 sind einstückig mit der Negativform 1200 ausgebildet. Der übrige Zwischenraum zwischen den Zapfen 1206, dem Stift 1208 und der Negativform 1200 selbst bildet eine stufenzylinderförmige Mulde, deren Form und Volumen einem Rotor entspricht. Dieser Rotor umfasst einen Rotorhauptkörper, der einem Rotorhauptkörperbereich 1210 in der Negativform 1200 entspricht, und einen einseitig und einstückig mit dem Rotorhauptkörper ausgelegten Befestigungsflansch, der einem Befestigungsflanschbereich 1212 in der Negativform 200 entspricht.The negative form 1200 in 2 includes cones 1206 , which in form and volume in each case the in 4a . 4b shown shots 406 correspond. Furthermore, the negative mold comprises 1200 in the middle a pen 1208 , which corresponds to a shaft passage. The cones 1206 and the pen 1208 are integral with the negative mold 1200 educated. The remaining space between the pins 1206 , the pen 1208 and the negative mold 1200 itself forms a stepped cylindrical trough whose shape and volume corresponds to a rotor. This rotor includes a rotor main body that is a rotor main body portion 1210 in the negative form 1200 and a mounting flange unilaterally and integrally formed with the rotor main body, which is a mounting flange portion 1212 in the negative form 200 equivalent.

Das Material der Negativform 1200 kann z. B. Aluminium oder Faserverbundmaterial aufweisen.The material of the negative mold 1200 can z. As aluminum or fiber composite material.

13 zeigt ein Flussdiagramm für ein Rotorherstellverfahren, das nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Flussdiagramm bietet vier alternative Verfahrensabläufe umfasst, um einen nur aus Carbonfaserverbundmaterial bestehenden Rotorhauptkörper 1300 herzustellen. Der Verfahrensablauf 1302 umfasst die aufeinanderfolgenden Schritte Carbonendlosfaser in Negativform legen oder spannen 1304, Epoxydharz in die in der Negativform liegende Carbonendlosfaser einbringen 1306 und das Gemisch aus Carbonendlosfaser und Epoxydharz bei einem vorbestimmten Druck PH und einer vorbestimmten Temperatur TH aushärten 1308. Der Verfahrensablauf 1310 umfasst den Schritt ein plattenartiges Carbonfaserverbundhalbzeug zu fräsen und zu bohren 1312, sodass der Rotorhauptkörper gebildet wird. Der Verfahrensablauf 1314 umfasst die aufeinanderfolgenden Schritte Faser-Prepreg in Negativform laminieren 1316 und das Faser-Prepreg bei einem vorbestimmten Druck PH und einer vorbestimmten Temperatur TH aushärten 1318. Der Verfahrensablauf 1320 umfasst die aufeinanderfolgenden Schritte Carbonfasern mit Polypropylen zu vermengen 1322, das Gemenge aus Carbonfaser mit Polypropylen in eine Negativform einbringen oder zu pressen 1324 und das Gemenge bei einem vorbestimmten Druck PH und einer vorbestimmten Temperatur TH auszuhärten 1326. 13 shows a flowchart for a rotor manufacturing method, according to an embodiment of the invention. The flowchart provides four alternative processes involving a rotor main body consisting of only carbon fiber composite material 1300 manufacture. The procedure 1302 includes the successive steps of laying carbon fiber in negative form or clamping 1304 , Insert epoxy resin into the carbon fiber in the negative mold 1306 and curing the mixture of carbon fiber and epoxy resin at a predetermined pressure P H and a predetermined temperature T H 1308 , The procedure 1310 includes the step of milling and drilling a plate-like carbon fiber composite semi-finished product 1312 so that the rotor main body is formed. The procedure 1314 includes the sequential steps to laminate fiber prepreg in negative mold 1316 and the fiber prepreg at a predetermined pressure P H and vorbe agreed to cure temperature T H 1318 , The procedure 1320 The sequential steps involves mixing carbon fibers with polypropylene 1322 to place the mixture of carbon fiber with polypropylene in a negative mold or to press 1324 and cure the mixture at a predetermined pressure PH and a predetermined temperature T H 1326 ,

Es können zwei, mehrere oder alle der alle der Verfahrensabläufe auch teilweise sind miteinander kombiniert werden.It can be two, several or all of all of the procedures also partially are combined with each other.

15 zeigt eine elektrische Maschine 1500, bei der drei von in 8 gezeigten Statoren 1502, 1504 und 1506 mit jeweils einem darin drehbar gelagerten Rotor 1508, 1510 und 1512 auf einer Welle 1514 in Serie angeordnet sind. Eine solche Stator-Rotor-Teileinheit aus einem Stator und einem Rotor entspricht dabei der in 8 gezeigten elektrischen Maschine 800. 15 shows an electric machine 1500 , at the three of in 8th shown stators 1502 . 1504 and 1506 each having a rotor rotatably mounted therein 1508 . 1510 and 1512 on a wave 1514 arranged in series. Such a stator-rotor subunit of a stator and a rotor corresponds to the in 8th shown electric machine 800 ,

Die Welle 1514 der in 15 gezeigten elektrischen Maschine 1500 wird, ähnlich wie in 8 gezeigt, durch zwei feststehende Wälzlager 1516 radial und/oder axial gestützt. Da der Durchmesser der in 15 gezeigten Stator-Rotor-Teileinheit größer ist als die Dicke der Stator-Rotor-Teileinheit kann die elektrische Maschine 1500 mit zwei, drei oder mehr seriell hintereinander angeordneten Stator-Rotor-Teileinheiten eine kompaktere Bauform erreichen, d. h. ein Verhältnis von Maschinendurchmesser zu Maschinendicke von etwa 1:1 und dabei die Leistung und das Drehmoment erhöht werden.The wave 1514 the in 15 shown electric machine 1500 will, similar to in 8th shown by two fixed bearings 1516 radially and / or axially supported. Since the diameter of in 15 shown stator-rotor subunit is greater than the thickness of the stator-rotor subunit, the electric machine 1500 with two, three or more series-arranged stator-rotor subunits achieve a more compact design, ie a ratio of machine diameter to machine thickness of about 1: 1 and thereby the power and torque can be increased.

Zum Anordnung der elektrischen Maschine in einem System ist ein die in 15 gezeigten Stator-Rotor-Teileinheiten umhüllendes Gehäuse 1518 vorgesehen, das die elektrische Maschine 1500 nach innen und außen vor Einflüssen (z. B. Staub, Hitze, Feuchtigkeit, elektromagnetische Strahlung etc.) schützt.For arranging the electric machine in a system is a in 15 shown stator-rotor subunits enveloping housing 1518 provided that the electric machine 1500 inside and outside from influences (eg dust, heat, moisture, electromagnetic radiation, etc.).

Ein weiterer Aspekt ist in 16 dargestellt, die ein Hybridsystem zeigt. Die Vorrichtung M1 stellt dabei eine Motor-Generatorvorrichtung nach einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele dar. Im Gegensatz dazu ist Motor M2 ein herkömmlicher Verbrennungsmotor oder vergleichbares. Die Drehmomente der beiden als Motor wirkenden Vorrichtungen M1 und M2 werden in einem Planetengetriebe 1602 summiert und vom Hybridsystem abgegeben.Another aspect is in 16 showing a hybrid system. In this case, the device M1 represents a motor-generator device according to one of the aforementioned exemplary embodiments. In contrast, the motor M2 is a conventional internal combustion engine or comparable. The torques of the two motor-acting devices M1 and M2 are in a planetary gear 1602 summed and released from the hybrid system.

17a und 17b zeigen eine elektrische Schaltungsanordnung einer Motor/Generatorvorrichtung. Dabei zeigt 17a einen Schaltungsanordnung in einem Zustand, in dem die Motor-Generatorvorrichtung als Generator G1 wirkend mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt und in einer Batterie 1702 speichert. Zusätzlich kann in der Schaltungsanordnung ein Gleichrichter oder Kommutator zwischen Batterie 1702 und Generator G1 geschaltet sein, falls der Generator G1 Strom liefert. 17a and 17b show an electrical circuit arrangement of a motor / generator device. It shows 17a a circuit arrangement in a state in which the motor-generator device acting as a generator G1 converts mechanical energy into electrical energy and in a battery 1702 stores. In addition, in the circuit arrangement, a rectifier or commutator between battery 1702 and generator G1 be switched if the generator G1 supplies power.

17b zeigt einen Schaltungsanordnung in einem Zustand, in dem die Motor/Generatorvorrichtung als Motor M1 wirkend elektrische Energie von einer Batterie 1702 in mechanische Energie umwandelt. 17b shows a circuit arrangement in a state in which the motor / generator device as a motor M1 acting electrical energy from a battery 1702 converted into mechanical energy.

Bei einer Anwendung der Schaltungsanordnung aus 17a und 17b auf das Hybridsystem von 16 kann ein Fahrzeugantrieb realisiert werden, der beim Abbremsen des Fahrzeugs kinetische Energie in eine Batterie 1702 zurückspeist und wählbar elektrische Energie der Batterie 1702 in kinetische Energie umwandelt. Eine Rotor-Welle-Anordnung der Motor-Generatorvorrichtung kann dabei so ausgelegt sein, dass Antriebs- und Bremsschlupf durch elastische Längsstifte ein weiches Anlaufen und Abbremsen im Hybridsystem ermöglichen und ein durch die elastischen Längsstifte bereitgestelltes Dämpfungsverhalten ein Rückwirken unkonstanten Drehens des Verbrennungsmotors über das Planetengetriebe 1502 auf die Motor-Generatorvorrichtung verhindert.In an application of the circuit arrangement 17a and 17b on the hybrid system of 16 can be realized a vehicle drive, the kinetic energy when braking the vehicle in a battery 1702 restores and selects electrical energy of the battery 1702 converted into kinetic energy. A rotor-shaft arrangement of the motor-generator device can be designed so that drive and brake slip by elastic longitudinal pins allow a soft start and deceleration in the hybrid system and provided by the elastic longitudinal pins damping behavior of retroactively unconstantially rotating the engine via the planetary gear 1502 prevents the motor-generator device.

Bei einer der oben beschriebenen Vorrichtungen, insbesondere bei einer der oben beschriebenen elektrischen Maschinen, kann diese insbesondere als Antriebsvorrichtung oder zu einer anderen Verwendung in einem Luftfahrzeug (insbesondere ein Passagierflugzeug, ein Motorflugzeug, ein Segelflugzeug mit oder ohne Hilfsmotor oder eine elektrische Maschine für ein Luftschiff), Wasserfahrzeug (insbesondere ein Schiff oder Boot, beispielsweise ein Motorboot oder ein Segelboot mit oder ohne Hilfsmotor) oder Landfahrzeug (insbesondere ein PKW, ein Motorrad, ein LKW, eine Lokomotive, ein Gabelstapler) eingesetzt werden, wobei das niedrige Gewicht und die hohe Stabilität des aus Faserverbundmaterial hergestellten Rotorhauptkörpers eine hohe Anlauf- und Bremsbeschleunigung der Antriebvorrichtung ermöglicht. Außerdem ist eine Anwendung einer solchen elektrischen Maschine zum Antrieb von Pumpen; als Stellmotor; bei Rasenmähern, Kränen, Panzern; als (Servo-)Motor bei Flug-, Schiffs- und Automodellen; bei Automaten (z. B. Geldautomaten) Spielzeug, Haushaltsgeräten und Elektrogeräten (z. B. CD-, DVD-Spieler, Festplatten) möglich.at one of the devices described above, in particular in a of the electrical machines described above, this particular as a drive device or for other use in one Aircraft (in particular a passenger aircraft, an airplane, a glider with or without an auxiliary engine or an electric machine for an airship), watercraft (especially a ship or boat, for example a motorboat or a sailboat with or without auxiliary engine) or land vehicle (especially a car, a motorcycle, a truck, a locomotive, a forklift) are used, wherein the low weight and high stability of the fiber composite material Rotor main body high start-up and braking acceleration allows the drive device. Besides that is an application of such an electric machine for driving Pump; as a servomotor; at lawnmowers, cranes, tanks; as a (servo) engine in aircraft, ship and car models; at vending machines (eg ATMs) toys, household appliances and electrical appliances (eg CD, DVD players, hard disks) possible.

Im Übrigen kann die elektrische Maschine eine Kombination aus Generatorfunktion und Motorfunktion übernehmen und z. B. in einem Elektrofahrzeug oder Fahrzeug mit Hybridantrieb wahlweise beim Abbremsen des Fahrzeugs Energie in eine elektrische Batterie speisen oder beim Beschleunigen des Fahrzeugs elektrische Energie aus der Batterie als Motor wieder in kinetische Energie umsetzen.Incidentally, the electric machine can take a combination of generator function and engine function and z. B. in an electric vehicle or vehicle with hybrid drive either during braking of the vehicle energy in an electric battery or converts when accelerating the vehicle electrical energy from the battery as an engine back into kinetic energy Zen.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102006036707 B3 [0003, 0004] - DE 102006036707 B3 [0003, 0004]
  • - WO 01/11755 A1 [0004] WO 01/11755 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Manfred Neitzel und Peter Mitschang, Hanser Verlag, 2004, 1. Auflage [0005] - Manfred Neitzel and Peter Mitschang, Hanser Verlag, 2004, 1st edition [0005]

Claims (22)

Rotor für eine elektrische Maschine mit: – einem Rotorhauptkörper (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300), der aus Faserverbundmaterial besteht, und – einem an dem Rotorhauptkörper (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) angeordneten Befestigungsflansch (400; 504; 804), der aus Faserverbundmaterial besteht.Rotor for an electric machine comprising: - a rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ), which consists of fiber composite material, and - one on the rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ), which consists of fiber composite material. Rotor nach Anspruch 1, wobei das Faserverbundmaterial Carbon umfasst.Rotor according to claim 1, wherein the fiber composite material Carbon includes. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei je ein Befestigungsflansch (400; 504; 804) flächig an einer Vorderseite (408) und einer Rückseite (410) des Rotorhauptkörpers (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) angeordnet ist.Rotor according to claim 1 or 2, wherein each one mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) flat on a front side ( 408 ) and a back ( 410 ) of the rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) is arranged. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) ausgelegt ist ein Drehmoment vom Rotorhauptkörper (200; 402; 502; 600; 802; 1300) an eine am Befestigungsflansch (400; 504; 804) angeordnete Welle (108; 404; 512; 702; 808; 902; 1002; 1514) zu übertragen.Rotor according to one of the preceding claims, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) is designed a torque from the rotor main body ( 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) to one on the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) arranged wave ( 108 ; 404 ; 512 ; 702 ; 808 ; 902 ; 1002 ; 1514 ) transferred to. Rotor nach Anspruch 4, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) formschlüssig mit der Welle (108; 404; 512; 702; 808; 902; 1002; 1514) ausgebildet ist.Rotor according to claim 4, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) positively with the shaft ( 108 ; 404 ; 512 ; 702 ; 808 ; 902 ; 1002 ; 1514 ) is trained. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der Rotorhauptkörper (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) und der Befestigungsflansch (400; 504; 804) einstückig ausbildet sind.Rotor according to one of the preceding claims, the rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) and the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) are integrally formed. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) wenigstens ein Bauteil umfasst, das aus plattenartigem Faserverbundhalbzeug gebildet ist.Rotor according to one of the preceding claims, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) comprises at least one component which is formed from plate-like fiber composite semifinished product. Rotor nach Anspruch 6, wobei die wenigstens eine Faser (918; 1114; 1202) zur Mitte des Rotors hin eine Verdickung bildet.A rotor according to claim 6, wherein the at least one fiber ( 918 ; 1114 ; 1202 ) forms a thickening toward the center of the rotor. Rotor nach Anspruch 8, wobei die Verdickung zur Mitte des Rotors hin einen Befestigungsflansch (400; 504; 804) bildet.A rotor according to claim 8, wherein the thickening towards the center of the rotor towards a mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ). Elektrische Maschine mit : – einem Stator (102; 801; 1502, 1504, 1506) und – einem Rotor (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512), der den Befestigungsflansch (400; 504; 804) nach einem der vorherigen Ansprüche umfasst.Electric machine with: - a stator ( 102 ; 801 ; 1502 . 1504 . 1506 ) and - a rotor ( 500 ; 700 ; 904 ; 1004 ; 1508 . 1510 . 1512 ), the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) according to one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512) für eine elektrische Maschine (100; 800; 1000; 1500), bei dem ein Rotorhauptkörper (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) als Rotor (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512) nur aus Faserverbundmaterial hergestellt ist, und ein nur aus Faserverbundmaterial bestehender Befestigungsflansch (400; 504; 804) am Rotorhauptkörper (200; 402; 502; 600; 802; 1300) angeordnet wird.Method for producing a rotor ( 500 ; 700 ; 904 ; 1004 ; 1508 . 1510 . 1512 ) for an electric machine ( 100 ; 800 ; 1000 ; 1500 ) in which a rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) as a rotor ( 500 ; 700 ; 904 ; 1004 ; 1508 . 1510 . 1512 ) is made only of fiber composite material, and an existing only fiber composite material mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) on the rotor main body ( 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Carbon umfassendes Faserverbundmaterial verwendet wird.The method of claim 11, wherein a carbon comprising Fiber composite material is used. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) flächig an einer Vorderseite (408) und einer Rückseite (410) des Rotorhauptkörpers (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) angeordnet wird.A method according to claim 11 or 12, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) flat on a front side ( 408 ) and a back ( 410 ) of the rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) is arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) so ausgelegt wird, dass er ein Drehmoment vom Rotorhauptkörper (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) an eine am Befestigungsflansch (X 400; 504; 804XX) angeordnete Welle (108; 404; 512; 702; 808; 902; 1002; 1514) überträgt.Method according to one of claims 11 to 13, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) is designed so that it receives a torque from the rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) to one on the mounting flange (X 400 ; 504 ; 804 XX) arranged wave ( 108 ; 404 ; 512 ; 702 ; 808 ; 902 ; 1002 ; 1514 ) transmits. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) formschlüssig mit der Welle (108; 404; 512; 702; 808; 902; 1002; 1514) ausgebildet wird.Method according to one of claims 11 to 14, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) positively with the shaft ( 108 ; 404 ; 512 ; 702 ; 808 ; 902 ; 1002 ; 1514 ) is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Rotorhauptkörper (104; 200; 402; 502; 600; 802; 1300) und der Befestigungsflansch (400; 504; 804) einstückig ausgebildet werden.Method according to one of claims 11 to 15, wherein the rotor main body ( 104 ; 200 ; 402 ; 502 ; 600 ; 802 ; 1300 ) and the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) are integrally formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) wenigstens ein Bauteil umfasst, das aus plattenartigem Faserverbundhalbzeug gebildet wird.Method according to one of claims 11 to 16, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) comprises at least one component which is formed from plate-like fiber composite semifinished product. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei zur Mitte des Rotors (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512) hin eine Verdickung gebildet wird.Method according to one of claims 11 to 17, wherein the center of the rotor ( 500 ; 700 ; 904 ; 1004 ; 1508 . 1510 . 1512 ) Thickening is formed. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Befestigungsflansch (400; 504; 804) durch eine Verdickung zur Mitte des Rotors (500; 700; 904; 1004; 1508, 1510, 1512) hin gebildet wird.A method according to claim 18, wherein the mounting flange ( 400 ; 504 ; 804 ) by a thickening to the center of the rotor ( 500 ; 700 ; 904 ; 1004 ; 1508 . 1510 . 1512 ) is formed. Verwendung des Rotors nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einer elektrischen Maschine (100; 800; 1000; 1500) als Antrieb für ein Luft-, Wasser- oder Landfahrzeug oder als Generator in einer Stromerzeugungsvorrichtung.Use of the rotor according to one of claims 1 to 9 in an electrical machine ( 100 ; 800 ; 1000 ; 1500 ) as a drive for an air, water or land vehicle or as a generator in a power generating device. Verwendung nach Anspruch 20, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung Wind- und/oder Wasserkraftanlagen umfasst oder ausgelegt ist, von einem Fahrzeug erzeugte rotatorische Kräfte und/oder Momente in elektrische Energie umzuwandeln.Use according to claim 20, wherein the power generating device comprises or is adapted to wind and / or hydro power plants, generated by a vehicle rotational forces and / or To convert moments into electrical energy. Verwendung des Rotors nach einem Ansprüche 1 bis 9 in einer als Nabenmotor und/oder -generator für ein Fahrzeug ausgeführten elektrischen Maschine (100; 800; 1000; 1500).Use of the rotor according to one of Claims 1 to 9 in an electric machine designed as a hub motor and / or generator for a vehicle ( 100 ; 800 ; 1000 ; 1500 ).
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