DE102009054584A1

DE102009054584A1 - Rotor for use in e.g. electric motor to convert electrical into mechanical energy in hybrid drive device of hybrid vehicle, has flow channels for connecting material formed in recesses between permanent magnets and lamella package

Info

Publication number: DE102009054584A1
Application number: DE200910054584
Authority: DE
Inventors: Armin Ploeger; Michael Gritzas; Barlas Turgay; Arndt Kelleter; Stephan Weissphal; Andreas Herzberger; Miguel Ruiz De Larramendi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-06-16

Abstract

The rotor (4) has lamellas (5) arranged one above the other at a lamella package (6), and pockets (7) material-fittingly formed in the lamella package by a connecting material e.g. adhesive and soldering material for accommodating permanent magnets. The lamella package is provided with a recess (12) for inserting the connecting material such that flow channels for the connecting material are formed in recesses between the permanent magnets and the lamella package. A storage channel (14) is axially formed in the rotor. An independent claim is also included for a method for manufacturing a rotor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10, eine Elektromaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14 und eine Hybridantriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The present invention relates to a rotor according to the preamble of claim 1, a method for manufacturing a rotor according to the preamble of claim 10, an electric machine according to the preamble of claim 14 and a hybrid drive device according to the preamble of claim 15.

Stand der TechnikState of the art

Elektromaschinen als Elektromotoren oder Generatoren werden für die verschiedensten technischen Anwendungen eingesetzt, um elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln und umgekehrt. In Elektro- oder Hybridfahrzeugen werden beispielsweise Elektromaschinen eingesetzt, um das Elektro- oder Hybridfahrzeug mittels der Elektromaschine anzutreiben oder im Rekuperationsbetrieb die kinetische Energie des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs in elektrische Energie umzuwandelnd und damit Batterien des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs aufzuladen. Elektromaschinen weisen einen Stator und einen Rotor auf. Bei Rotoren von permanentmagneterregten Synchronmaschinen können die Permanentmagnete sowohl an der Oberfläche des Rotors oder einer Welle des Rotors oder auch in den Rotor eingebaut, beispielsweise in Taschen eines Lamellenpaketes angeordnet, sein. Das Lamellenpaket besteht aus einer Vielzahl von axial bezüglich einer Rotationsachse des Rotors übereinander angeordneten Lamellen. Hierzu weisen die Lamellen entsprechende Aussparungen auf, sodass sich an den übereinander angeordneten Lamellen d. h. dem Lamellenpaket, die Taschen zur Anordnung der Permanentmagnete ausbilden. Bei der Herstellung des Rotors werden nach dem Verbinden der Lamellen zu dem Lamellenpaket in den Taschen des Lamellenpakets die Permanentmagnete eingesetzt und anschließend darin befestigt bzw. fixiert. Die Fixierung erfolgt dabei entweder stoffschlüssig mit einem Verbindungsstoff, insbesondere einem Klebstoff, oder durch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Lamellenpaket und dem Permanentmagneten, beispielsweise mittels eines Klemmsitzes.Electric machines as electric motors or generators are used for various technical applications to convert electrical energy into mechanical energy and vice versa. In electric or hybrid vehicles, electric machines are used, for example, to drive the electric or hybrid vehicle by means of the electric machine or to convert the kinetic energy of the hybrid or electric vehicle into electrical energy in recuperation operation and thus charge batteries of the hybrid or electric vehicle. Electric machines have a stator and a rotor. In rotors of permanent magnet synchronous machines, the permanent magnets can be installed both on the surface of the rotor or a shaft of the rotor or in the rotor, for example, arranged in pockets of a disk set. The disk set consists of a plurality of axially with respect to a rotational axis of the rotor superposed lamellae. For this purpose, the lamellae have corresponding recesses, so that d. H. the disk set, forming the pockets for the arrangement of the permanent magnets. In the manufacture of the rotor, the permanent magnets are inserted after the connection of the lamellae to the disk set in the pockets of the disk set and then fastened or fixed therein. The fixation takes place either cohesively with a bonding material, in particular an adhesive, or by a non-positive connection between the disk set and the permanent magnet, for example by means of a clamping fit.

Bei einer Fixierung der Permanentmagnete an dem Lamellenpaket mittels des Verbindungsstoffes ist die Geometrie der Tasche als auch des Permanentmagneten dahingehend ausgebildet, dass sich nach der Anordnung des Permanentmagneten in der Tasche zwischen dem Lamellenpaket und dem Permanentmagneten ein Spalt ausbildet. In diesem Spalt wird nach dem Einbringen des Permanentmagneten in die Tasche der Klebstoff eingebracht.In a fixation of the permanent magnets on the disk set by means of the connecting material, the geometry of the pocket and the permanent magnet is designed to the effect that forms a gap after the arrangement of the permanent magnet in the pocket between the disk set and the permanent magnet. In this gap, the adhesive is introduced after the introduction of the permanent magnet in the pocket.

Die DE 44 26 241 C2 zeigt eine Elektromaschine mit einem Rotor, an welchem eine Mehrzahl von Magneten über eine elastomere Klebesubstanz befestigt ist, die vorzugsweise außer an den dem Rotorgehäuse zugewandten Seiten der Magnete auch an weiteren Seiten derselben, beispielsweise an den in Radialrichtung verlaufenden Seiten zur Verbindung mit einem jeweils benachbarten, ebenfalls am Rotor befestigten Element, beiträgt, wobei die Klebesubstanz durch Einbringen in Kammern am jeweiligen Magneten als eine denselben gegen betriebsbedingte Kräfte abstützende Umhüllung wirksam ist, wobei die Kammern durch die Verwendung von Abstandshaltern zwischen den Magneten und dem jeweils zugeordneten Element gebildet und mit Einleitvorrichtungen für die Klebesubstanz verbunden sind, durch welche die letztgenannte in vorbestimmbarer, zeitlicher Abstimmung in den einzelnen Kammern einbringbar ist.The DE 44 26 241 C2 shows an electric machine with a rotor to which a plurality of magnets is attached via an elastomeric adhesive substance which preferably except on the rotor housing facing sides of the magnets on other sides thereof, for example, at the radially extending sides for connection to a respective adjacent , also attached to the rotor element, wherein the adhesive substance is effective by introducing into chambers on the respective magnet as a same against operational forces supporting sheath, wherein the chambers formed by the use of spacers between the magnet and the respectively associated element and with introduction devices are connected for the adhesive substance, by which the latter in predeterminable, timing in the individual chambers can be introduced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäßer Rotor für eine Elektromaschine, umfassend übereinander zu einem Lamellenpaket angeordnete Lamellen, in dem Lamellenpaket ausgebildete Taschen zu Aufnahme von Permanentmagneten und in den Taschen angeordnete Permanentmagnete, die stoffschlüssig mit einem Verbindungsstoff an dem Lamellenpaket befestigt sind, wobei das Lamellenpaket mit wenigstens einer Ausnehmung zum Einbringen des Verbindungsstoffes versehen ist.Rotor according to the invention for an electric machine, comprising superimposed to a disk set lamellae, formed in the disk set pockets for receiving permanent magnets and arranged in the pockets permanent magnets, which are firmly bonded with a compound on the disk set, the disk set with at least one recess for introducing the compound is provided.

In vorteilhafter Weise kann damit durch die wenigstens eine Ausnehmung der Verbindungsstoff in einen Spalt oder Zwischenraum zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket eingebracht werden. Die wenigstens eine Ausnehmung dient somit als Strömungskanal zum Leiten des Verbindungsstoffes, insbesondere einem Klebstoff.Advantageously, the connecting material can thus be introduced into a gap or intermediate space between the permanent magnets and the disk pack by the at least one recess. The at least one recess thus serves as a flow channel for conducting the connecting substance, in particular an adhesive.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Lamellenpaket an den Taschen je wenigstens eine Ausnehmung auf, so dass sich zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket je wenigstens ein Strömungskanal für den Verbindungsstoff in der wenigstens einen Ausnehmung ausbildet. Der Verbindungsstoff kann damit durch den wenigstens einen Strömungskanal geleitet werden, sodass dadurch der Verbindungsstoff gleichmäßig in den gesamten Spalt zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket verteilt werden kann.In a further refinement, the disk pack has at least one recess on each of the pockets, so that at least one flow channel for the bonding substance in the at least one recess is formed between the permanent magnets and the disk pack. The bonding material can thus be passed through the at least one flow channel, so that thereby the bonding material can be evenly distributed in the entire gap between the permanent magnet and the disk set.

Zweckmäßig ist der wenigstens eine Strömungskanal im Wesentlichen in axialer Richtung ausgerichtet. Der wenigstens eine Strömungskanal ist im Wesentlichen, das heißt mit einer Abweichung von weniger als 20°, 30° oder 10° zu einer Rotationsachse des Rotors ausgerichtet. Dies bedeutet, dass zwischen dem Anfang und dem Ende in axialer Richtung des Rotors eine Gerade durch den Anfang und das Ende des Strömungskanals mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20° oder 10° parallel zu der Rotationsachse des Rotors ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Strömungskanal geradlinig ausgebildet. Durch den wenigstens einen Strömungskanal kann somit der Verbindungsstoff in Richtung der Rotationsachse des Rotors durch das Lamellenpaket geleitet werden, um den Verbindungsstoff auch in axialer Richtung gleichmäßig in dem Spalt zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket verteilen zu können.Suitably, the at least one flow channel is aligned substantially in the axial direction. The at least one flow channel is substantially, that is aligned with a deviation of less than 20 °, 30 ° or 10 ° to a rotational axis of the rotor. This means that between the beginning and the end in the axial direction of the rotor a straight line through the beginning and the End of the flow channel is aligned with a deviation of less than 30 °, 20 ° or 10 ° parallel to the axis of rotation of the rotor. Preferably, the at least one flow channel is rectilinear. By means of the at least one flow channel, the connecting substance can thus be conducted through the disk pack in the direction of the axis of rotation of the rotor in order to be able to distribute the connecting material evenly in the axial direction in the gap between the permanent magnets and the disk set.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Strömungskanal in axialer Richtung vollständig durchlaufend ausgebildet.In a further embodiment, the at least one flow channel is designed to be completely continuous in the axial direction.

In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der wenigstens eine Strömungskanal im Wesentlichen im Querschnitt u-, v- oder halbkreisförmig.In an additional embodiment, the at least one flow channel is substantially U-shaped, V-shaped or semicircular in cross-section.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die wenigstens eine Ausnehmung zum Einbringen des Verbindungsstoffes an dem Lamellenpaket ausgebildet, in dem an den Lamellen entsprechend ausgebildete Aussparungen ausgebildet sind. Die Lamellen des Lamellenpakets werden vor dem Zusammenfügen oder bereits bei der Herstellung mit entsprechenden Aussparungen versehen und nach dem Zusammenfügen der Lamellen zu dem Lamellenpaket bildet sich somit die wenigstens eine Ausnehmung zum Einbringen des Verbindungsstoffes an dem Lamellenpaket aus.In a further embodiment, the at least one recess for introducing the connecting material is formed on the disk pack in which correspondingly formed recesses are formed on the disks. The lamellae of the disk set are provided with corresponding recesses prior to assembly or already during production, and thus, after the lamellae have been joined together to form the lamina packet, the at least one recess for introducing the connection substance forms on the lamella packet.

In einer ergänzenden Variante umfasst die wenigstens eine Ausnehmung wenigstens einen Steigkanal und wenigstens einen Speicherkanal für den Verbindungsstoff und der wenigstens eine Steigkanal mündet in die wenigstens eine Tasche und den wenigstens einen Speicherkanal, sodass die wenigstens eine Tasche fluidleitend mit dem wenigstens einen Speicherkanal verbunden ist. Der wenigstens eine Speicherkanal weist vorzugsweise ein größeres Volumen auf als der wenigstens eine Steigkanal. Der wenigstens eine Speicherkanal ist in einem entsprechenden, vorzugsweise radialen, Abstand zu den Taschen angeordnet, sodass der wenigstens eine Speicherkanal außerhalb der elektromagnetischen und festigkeitstechnischen Einflusszone der Permanentmagneten ausgebildet ist. Aufgrund des wenigstens einen Speicherkanals mit dem großen Volumen kommt es somit im Wesentlichen zu keiner negativen elektromagnetischen Beeinflussung des Rotors sowie auch nicht zu Verlusten an der Festigkeit der Lamellenstruktur des Lamellenpaketes im Bereich der Permanentmagnete. Bei einer Anordnung eines großen Speicherkanals in der unmittelbaren Nähe der Permanentmagnete würde sich die Festigkeit des Lamellenpaketes verringern und außerdem die Leistung der Elektromaschine reduziert werden. Der erforderliche Verbindungsstoff, das heißt die erforderliche Menge oder das erforderliche Volumen des Verbindungsstoffes, kann aufgrund des ausreichend großen Volumens in einem einmaligen Arbeitsgang in den wenigstens einen Speicherkanal eingebracht werden. Von dem wenigstens einen Speicherkanal wird anschließend der Verbindungsstoff durch den wenigstens einen Steigkanal in den Spalt zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket geleitet.In a supplementary variant, the at least one recess comprises at least one riser channel and at least one storage channel for the connecting material and the at least one riser opens into the at least one pocket and the at least one storage channel, so that the at least one pocket is fluid-conductively connected to the at least one storage channel. The at least one storage channel preferably has a larger volume than the at least one riser channel. The at least one memory channel is arranged in a corresponding, preferably radial, distance from the pockets, so that the at least one memory channel is formed outside the electromagnetic and strength-influencing zone of the permanent magnet. Due to the at least one memory channel with the large volume, there is thus essentially no negative electromagnetic influence on the rotor and also no losses in the strength of the lamellar structure of the disk set in the area of the permanent magnets. With an arrangement of a large memory channel in the immediate vicinity of the permanent magnets, the strength of the disk pack would be reduced and also the power of the electric machine can be reduced. The required compound, that is, the required amount or the required volume of the connecting substance, can be introduced in the at least one storage channel due to the sufficiently large volume in a single operation. From the at least one storage channel, the connecting substance is then passed through the at least one riser channel into the gap between the permanent magnets and the disk pack.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der wenigstens eine Steigkanal im Wesentlichen radial in dem Rotor ausgerichtet und/oder der wenigstens eine Speicherkanal ist im Wesentlichen axial in dem Rotor ausgerichtet.In an additional embodiment, the at least one riser channel is aligned substantially radially in the rotor and / or the at least one storage channel is aligned substantially axially in the rotor.

In einer ergänzenden Variante mündet der wenigstens eine Steigkanal in die wenigstens eine Ausnehmung und vorzugsweise ist der wenigstens eine Steigkanal fluidleitend mit dem wenigstens einen Speicherkanal verbunden. Dadurch kann der Verbindungsstoff von dem wenigstens einen Speicherkanal durch den wenigstens einen Steigkanal zu der wenigstens einen Ausnehmung an den Taschen geleitet werden.In a supplementary variant, the at least one riser channel opens into the at least one recess and preferably the at least one riser channel is connected in a fluid-conducting manner to the at least one storage channel. As a result, the connecting substance can be conducted from the at least one storage channel through the at least one riser channel to the at least one recess on the pockets.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Verbindungsstoff ein Kleb- oder Lötstoff.In a supplementary embodiment, the bonding agent is an adhesive or solder.

In einer zusätzlichen Variante sind die Lamellen axial übereinander angeordnet und/oder die Permanentmagnete sind stoffschlüssig mit dem Verbindungsstoff an den Lamellen befestigt, indem zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket der Verbindungsstoff angeordnet ist.In an additional variant, the lamellae are arranged axially one above the other and / or the permanent magnets are firmly bonded to the connecting material on the lamellae by the connecting material being arranged between the permanent magnets and the lamella packet.

Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Rotors, insbesondere für eine Elektromaschine mit den Schritten: zur Verfügung stellen von Lamellen, Verbinden der Lamellen zu einem Lamellenpaket, zur Verfügung stellen von Permanentmagneten, Einbringen der Permanentmagnete in Taschen des Lamellenpaketes, stoffschlüssiges Verbinden der Permanentmagnete in den Taschen mit dem Lamellenpaket, indem in einen Spalt zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket ein Verbindungsstoff eingebracht wird, wobei der Verbindungsstoff durch wenigstens eine Ausnehmung in dem Lamellenpaket in den Spalt eingebracht wird.Method according to the invention for producing a rotor, in particular for an electric machine, with the steps: providing lamellae, connecting the lamellae to a lamella packet, providing permanent magnets, introducing the permanent magnets into pockets of the lamina packet, firmly connecting the permanent magnets in the pockets the laminated core by a connecting material is introduced into a gap between the permanent magnets and the disk set, wherein the connecting material is introduced through at least one recess in the disk set in the gap.

Vorzugsweise wird der Verbindungsstoff durch je einen Strömungskanal an den Taschen, vorzugsweise im Wesentlichen in axialer Richtung, eingebracht.Preferably, the connecting material is introduced through a respective flow channel on the pockets, preferably substantially in the axial direction.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird der Verbindungsstoff zuerst in wenigstens einen Speicherkanal, vorzugsweise im Wesentlichen in axialer Richtung, eingebracht und anschließend aus dem wenigstens einen Speicherkanal durch wenigstens einen Steigkanal, vorzugsweise im Wesentlichen in radialer Richtung, in den Spalt geleitet wird. Der wenigstens eine Speicherkanal weist ein ausreichend großes Volumen zur Aufnahme des Verbindungsstoffes auf, sodass der Verbindungsstoff in nur einem Arbeitsgang in den wenigstens einen Speicherkanal eingebracht werden kann und anschließend durch den wenigstens einen Steigkanal in den Spalt geleitet wird. Das Einbringen des Verbindungsstoffes in den wenigstens einen Speicherkanal kann somit während einer sehr kurzen Zeitdauer ausgeführt werden und anschließend wird während eines längeren Zeitraums der Verbindungsstoff durch den wenigstens einen Steigkanal in den Spalt an dem Permanentmagneten geleitet. Bei der Herstellung des Rotors ist somit für das Einbringen des Verbindungsstoffes in den Spalt nur ein kurzer Arbeitsschritt, nämlich das Einbringen des Verbindungsstoffes in den wenigstens einen Speicherkanal, erforderlich.In an additional embodiment, the connecting substance is first introduced into at least one storage channel, preferably substantially in the axial direction, and then from the at least one storage channel through at least a riser, preferably in a substantially radial direction, is passed into the gap. The at least one storage channel has a sufficiently large volume for receiving the connecting substance, so that the connecting substance can be introduced in only one operation into the at least one storage channel and is then passed through the at least one riser channel into the gap. The introduction of the bonding substance into the at least one memory channel can thus be carried out for a very short period of time, and then the compound is passed through the at least one riser channel into the gap on the permanent magnet for a longer period of time. In the manufacture of the rotor is thus for the introduction of the compound in the gap only a short step, namely the introduction of the compound in the at least one memory channel required.

In einer ergänzenden Ausführungsform wird der Verbindungsstoff, insbesondere Klebstoff, mit Kapillarkräften durch den wenigstens einen Steigkanal geleitet. Aufgrund der Viskosität des Verbindungsstoffes, insbesondere des Klebstoffes, und dem Kapillarverhalten des Verbindungsstoffes strömt der Verbindungsstoff selbsttätig durch den wenigstens einen Steigkanal. Dadurch sind keine weiteren Arbeitsschritte mehr erforderlich und nach dem Einbringen des Verbindungsstoffes in den wenigstens einen Speicherkanal wird der Verbindungsstoff selbsttätig in den Spalt zwischen dem Permanentmagneten und dem Lamellenpaket geleitet.In a supplementary embodiment, the bonding material, in particular adhesive, is conducted with capillary forces through the at least one riser channel. Due to the viscosity of the connecting substance, in particular of the adhesive, and the capillary behavior of the connecting substance, the connecting substance flows automatically through the at least one riser channel. As a result, no further steps are required and after the introduction of the compound in the at least one memory channel, the compound is automatically passed into the gap between the permanent magnet and the disk set.

In einer ergänzenden Variante ist der Verbindungsstoff an dem gesamten Verbindungsbereich zwischen den Permanentmagneten und dem Lamellenpaket angeordnet oder eingebracht.In a supplementary variant, the connecting material is arranged or introduced at the entire connection area between the permanent magnets and the disk pack.

Zweckmäßig sind die Lamellen außenseitig mit einer Isolierung versehen.Suitably, the slats are provided on the outside with insulation.

Erfindungsgemäße Elektromaschine, umfassend einen Stator, vorzugsweise mit Elektromagneten, einen Rotor mit Permanentmagneten, von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, wobei der Rotor als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebener Rotor ausgebildet ist und/oder der Rotor mit einem in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Verfahren hergestellt ist.Electric machine according to the invention, comprising a stator, preferably with electromagnet, a rotor with permanent magnets, of which a rotational movement about a rotation axis is executable, wherein the rotor is designed as a rotor described in this patent application and / or the rotor with a method described in this patent application is made.

Eine erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine umfasst eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Elektromaschine und/oder die Elektromaschine umfasst einen in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Rotor.A hybrid drive device according to the invention with an internal combustion engine and an electric machine comprises an electric machine described in this patent application and / or the electric machine comprises a rotor described in this patent application.

In einer zusätzlichen Variante ist die Elektromaschine ein Elektromotor oder ein Generator.In an additional variant, the electric machine is an electric motor or a generator.

Zweckmäßig ist die Elektromaschine eine, insbesondere permanentmagneterregte, Synchronmaschine.Suitably, the electric machine is a, in particular permanent magnet excited, synchronous machine.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Elektromaschine eine elektronische Steuerschaltung zur Bestromung der Spulen am Stator.In a further embodiment, the electric machine comprises an electronic control circuit for supplying current to the coils on the stator.

Zweckmäßig weist der Rotor Mittel zur Start-Positionierung des Rotors auf.Suitably, the rotor has means for starting positioning of the rotor.

In einer weiteren Variante ist der Rotor mittels einer Lagerung, insbesondere eine Gleitlagerung oder eine Wälzlagerung, gelagert.In a further variant, the rotor is mounted by means of a bearing, in particular a plain bearing or a roller bearing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:In the following, an embodiment of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 einen Querschnitt eines Lamellenpaktes in einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 a cross section of a lamellar pact in a first embodiment,

2 eine Detailansicht des Lamellenpaktes gemäß 1, 2 a detailed view of the lamella pact according to 1 .

3 eine Detailansicht des Lamellenpaktes in einem zweiten Ausführungsbeispiel, 3 a detailed view of the plate pack in a second embodiment,

4 eine Detailansicht des Lamellenpaktes in einem dritten Ausführungsbeispiel, 4 a detailed view of the fin pitch in a third embodiment,

5 einen Längsschnitt des Lamellenpaktes in dem ersten Ausführungsbeispiel, 5 a longitudinal section of the lamella Paktes in the first embodiment,

6 einen Querschnitt des Lamellenpaktes in einem vierten Ausführungsbeispiel, 6 a cross section of the lamellar pact in a fourth embodiment,

7 eine Detailansicht des Lamellenpaktes in dem vierten Ausführungsbeispiel, 7 a detailed view of the lamella pact in the fourth embodiment,

8 einen Längsschnitt einer Elektromaschine und 8th a longitudinal section of an electric machine and

9 eine stark vereinfachte Darstellung einer Hybridantriebseinrichtung. 9 a highly simplified representation of a hybrid drive device.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den 1 bis 7 ist ein Rotor 4 für eine Elektromaschine 1 (8) abgebildet. Die Elektromaschine 1 kann als Elektromotor 2 oder als Generator 3 beispielsweise in einer Hybridantriebseinrichtung 24 (9) mit einem Verbrennungsmotor 25 und der Elektromaschine 1 eingesetzt werden. Vorzugsweise weist dabei die Hybridantriebseinrichtung 24 auch eine Batterie 18 auf, mittels der die Elektromaschine 1 mit elektrischer Energie versorgt werden kann oder bei einer Rekuperation die Elektromaschine 1 als Generator 3 mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt zum Aufladen der Batterie 18.In the 1 to 7 is a rotor 4 for an electric machine 1 ( 8th ). The electric machine 1 can as an electric motor 2 or as a generator 3 for example, in a hybrid drive device 24 ( 9 ) with an internal combustion engine 25 and the electric machine 1 be used. In this case, the hybrid drive device preferably has 24 also a battery 18 on, by means of the electric machine 1 can be supplied with electrical energy or recuperation the electric machine 1 as a generator 3 mechanical energy converts into electrical energy to charge the battery 18 ,

Die Elektromaschine 1 gemäß 8 weist eine Welle 16 aus Stahl auf. An der Welle 16 ist ein Hohlwellenabschnitt 17 ausgebildet und an dem Hohlwellenabschnitt 17 ist ein Lamellenpaket 6 angeordnet. Das Lamellenpaket 6 besteht aus axial bezüglich einer Rotationsachse 19 des Rotors 4 übereinander angeordneten Lamellen 5. Die Lamellen 5 weisen außenseitig eine nicht dargestellte Isolierung auf und sind mittels eines Klebstoffs stoffschlüssig miteinander verbunden. Die einzelnen Lamellen 5 weisen dabei entsprechende Aussparungen auf, sodass sich nach dem Übereinanderordnen und Verbinden der Lamellen 5 zu dem Lamellenpaket 6 axiale Taschen 7 ausbilden. In den Taschen 7 sind die Permanentmagnete 9 angeordnet. Dabei bildet sich zwischen dem Lamellenpaket 6 und den Permanentmagneten 9 aufgrund der Geometrie der Taschen 7 und den Permanentmagneten 9 ein Spalt 10. In dem Spalt 10 ist ein Verbindungsstoff 11, nämlich Klebstoff, angeordnet, um die Permanentmagnete 9 stoffschlüssig mittels Kleben an dem Lamellenpaket 6 zu befestigen. Ferner umfasst die Elektromaschine 1 neben dem Rotor 4 einen Stator 20 mit Elektromagneten 21. Dabei sind die Elektromagnete 21 an einem Gehäuse 23 der Elektromaschine 1 befestigt. Das Gehäuse 23 ist mittels einer Wälzlagerung 22 an der Welle 16 aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium, befestigt. Die in den 1 bis 7 dargestellten Ausnehmungen 12, Strömungskanäle 13 sowie Steigkanäle 14 und Speicherkanäle 15 sind in 8 an dem Rotor 4 nicht dargestellt.The electric machine 1 according to 8th has a wave 16 made of steel. At the wave 16 is a hollow shaft section 17 formed and on the hollow shaft portion 17 is a disc pack 6 arranged. The slat package 6 consists of axially with respect to a rotation axis 19 of the rotor 4 superimposed slats 5 , The slats 5 have on the outside an insulation, not shown, and are integrally connected by means of an adhesive. The individual slats 5 have corresponding recesses, so that after the superposition and joining of the slats 5 to the disk pack 6 axial pockets 7 form. In the pockets 7 are the permanent magnets 9 arranged. It forms between the disk pack 6 and the permanent magnet 9 due to the geometry of the pockets 7 and the permanent magnet 9 A gap 10 , In the gap 10 is a compound 11 , namely adhesive, arranged around the permanent magnets 9 cohesively by gluing to the disk set 6 to fix. Furthermore, the electric machine includes 1 next to the rotor 4 a stator 20 with electromagnet 21 , Here are the electromagnets 21 on a housing 23 the electric machine 1 attached. The housing 23 is by means of a rolling bearing 22 on the shaft 16 made of metal, in particular steel or aluminum, attached. The in the 1 to 7 recesses shown 12 , Flow channels 13 as well as climbing channels 14 and memory channels 15 are in 8th on the rotor 4 not shown.

In 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Rotors 4 für die Elektromaschine 1 gemäß 8 dargestellt. Das Lamellenpaket 6 des Rotors 4 ist mit axial ausgerichteten Speicherkanälen 15 als Ausnehmungen 12 und radial ausgerichteten Steigkanälen 14 versehen. Zwei Taschen 7 des Lamellenpaketes 6 sind dabei jeweils durch eine Trennwand 8 voneinander abgetrennt. Dabei mündet in jede Tasche 7 jeweils ein Steigkanal 14 und jeder Steigkanal 14 mündet jeweils in einen Speicherkanal 15. Der Speicherkanal 15 ist in einem ausreichend großen radialen Abstand zu den Taschen 7 ausgebildet, sodass das große Volumen des Speicherkanals 15 keine negativen Auswirkungen auf die Festigkeit des Lamellenpaketes 6 im Bereich der Taschen 7 aufweist und ferner durch das große Volumen des Speicherkanals 15 im Wesentlichen keine negative elektromagnetische Beeinflussung und eine damit verbundene Leistungsminderung der Elektromaschine 1 eintritt. Der Steigkanal 14 weist dabei einen sehr geringen Durchmesser auf, sodass der in den Speicherkanal 15 eingebrachte Klebstoff mittels Kapillarkräften von dem Speicherkanal 15 durch den Speicherkanal 14 in den Spalt 10 zwischen den Permanentmagneten 9 und dem Lamellenpaket 6 strömen kann. Ferner beeinflusst der Steigkanal 14 aufgrund seines geringen Durchmessers auch nicht die Festigkeit des Lamellenpakets 6 im Bereich der Taschen 7 und ferner bedingt dies auch keine oder im Wesentlichen keine negative elektromagnetische Beeinflussung des Rotors 4. Bei der Herstellung des Rotors 4 kann somit zunächst der gesamte Klebstoff zum stoffschlüssigen Fixieren eines Permanentmagneten 9 in einer Tasche 7 in den Speicherkanal 15 eingebracht werden. Dies kann in einem sehr kurzen Arbeitsschritt erfolgen und ist auch sehr einfach möglich, weil die beiden Enden oder ein Ende des Speicherkanals 15 außenseitig an dem Lamellenpaket 6 angeordnet ist, sodass hier der Klebstoff einfach eingebracht werden kann in den Speicherkanal 15. Anschließend strömt der Klebstoff selbsttätig mittels Kapillarkräften durch den Steigkanal 14 zu der Tasche 7. In der Tasche 7 ist der Permanentmagnet 9 (nicht in 2 dargestellt) vorhanden, sodass sich in den Spalt 10 zwischen den Permanentmagneten 9 und der Tasche 7 der Klebstoff gleichmäßig verteilt. Vorzugsweise ist dabei der Spalt 10 in seiner Geometrie bzw. in seinem Durchmesser dahingehend ausgebildet, dass auch im Spalt 10 eine gleichmäßig Verteilung des Klebstoffes mittels Kapillarkräften erfolgen kann.In 1 and 2 is a first embodiment of the rotor 4 for the electric machine 1 according to 8th shown. The slat package 6 of the rotor 4 is with axially aligned memory channels 15 as recesses 12 and radially aligned riser channels 14 Mistake. Two bags 7 of the disk pack 6 are each by a partition 8th separated from each other. It ends up in every bag 7 one riser each 14 and every riser 14 each ends in a memory channel 15 , The memory channel 15 is in a sufficiently large radial distance to the pockets 7 designed so that the large volume of the memory channel 15 no negative effects on the strength of the disk pack 6 in the field of bags 7 and further by the large volume of the memory channel 15 essentially no negative electromagnetic influence and associated power reduction of the electric machine 1 entry. The riser 14 has a very small diameter, so that in the memory channel 15 introduced adhesive by means of capillary forces from the storage channel 15 through the memory channel 14 in the gap 10 between the permanent magnets 9 and the disk pack 6 can flow. Furthermore, the riser influences 14 due to its small diameter also not the strength of the disk pack 6 in the field of bags 7 and further, this also does not require or substantially no negative electromagnetic interference of the rotor 4 , In the manufacture of the rotor 4 Thus, first the entire adhesive for cohesively fixing a permanent magnet 9 in a bag 7 in the memory channel 15 be introduced. This can be done in a very short step and is also very easy because the two ends or one end of the memory channel 15 on the outside of the disk pack 6 is arranged so that here the adhesive can be easily inserted into the memory channel 15 , Subsequently, the adhesive flows automatically by capillary forces through the riser channel 14 to the bag 7 , In the bag 7 is the permanent magnet 9 (not in 2 shown), so that in the gap 10 between the permanent magnets 9 and the bag 7 the adhesive spread evenly. Preferably, the gap is 10 formed in its geometry or in its diameter to the effect that in the gap 10 a uniform distribution of the adhesive can be done by means of capillary forces.

Die einzelnen Lamellen 5 werden vor der Verbindung zu dem Lamellenpaket 6 mit entsprechenden Aussparungen versehen oder bereits mit diesen Aussparungen hergestellt, sodass nach dem Verbinden der Lamellen 5 zu dem Lamellenpaket 6 an dem Lamellenpaket 6 die Speicherkanäle 15 und der Steigkanal 14 als Ausnehmungen 12 und die Taschen 7 vorhanden sind. Dies gilt in analoger Weise auch bei der Ausbildung des Strömungskanals 13 an dem Lamellenpaket 6.The individual slats 5 be before connecting to the disk pack 6 provided with corresponding recesses or already produced with these recesses, so that after connecting the slats 5 to the disk pack 6 on the disk pack 6 the memory channels 15 and the riser 14 as recesses 12 and the bags 7 available. This applies analogously also in the formation of the flow channel 13 on the disk pack 6 ,

In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Rotors 4 abgebildet. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 beschrieben. Die Taschen 7 des zweiten Ausführungsbeispiels weisen ein größeres Volumen als die Taschen 7 in dem ersten Ausführungsbeispiel auf und die einzelnen Taschen 7 sind dabei nicht mittels einer Trennwand 18 voneinander abgetrennt.In 3 is a second embodiment of the rotor 4 displayed. In the following, essentially only the differences from the first embodiment will be according to FIG 1 and 2 described. The bags 7 of the second embodiment have a larger volume than the pockets 7 in the first embodiment and the individual pockets 7 are not using a partition 18 separated from each other.

In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Rotors 4 abgebildet. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 beschrieben. In einen Speicherkanal 15 münden jeweils zwei Steigkanäle 14 für jeweils eine Tasche 7. Der Klebstoff als Verbindungsstoff 11 strömt damit aus einem Speicherkanal 15 in zwei Steigkanäle 14 und in jedem Steigkanal 14 jeweils in eine Tasche 7.In 4 is a third embodiment of the rotor 4 displayed. In the following, essentially only the differences from the first embodiment will be according to FIG 1 and 2 described. In a memory channel 15 each lead to two riser channels 14 for one bag each 7 , The adhesive as a compound 11 emanates with it a memory channel 15 in two riser channels 14 and in every riser 14 each in a bag 7 ,

In 5 ist ein Längsschnitt des Rotors 4 in dem ersten Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt. Die axial ausgerichteten Speicherkanäle 15 weisen an einem axialen Ende des Lamellenpaketes 6 eine Öffnung 26 auf, sodass in diese Öffnung 26 der Verbindungsstoff 11 einfach eingebracht werden kann, ohne dass der Verbindungsstoff 11 die Oberfläche des Rotors 4 an Stellen kontaminiert, an denen der Verbindungsstoff 11 nicht aufzubringen ist, beispielsweise an dem außenseitigen Ende des Lamellenpaketes 6 oder den Permanentmagneten 9. Aus dem Speicherkanal 15 strömt mittels Kapillarkräften der Klebstoff durch die Steigkanäle 14 in den Spalt 10 zwischen den Permanentmagneten 9 und dem Lamellenpaket 6. Die Dicke des Spaltes 10 ist dabei dahingehend ausgerichtet, dass auch in dem Spalt 10 die Verteilung des Klebstoffs mittels Kapillarkräften erfolgt. Abweichend von der in 5 dargestellten Ausführung kann auch aus dem Speicherkanal 15 nur ein Steigkanal 14 in jeweils eine Tasche 7 münden (nicht dargestellt).In 5 is a longitudinal section of the rotor 4 shown simplified in the first embodiment. The axially aligned memory channels 15 have at one axial end of the plate pack 6 an opening 26 on, so in this opening 26 the compound 11 can be easily introduced without the connecting material 11 the surface of the rotor 4 contaminated in places where the compound 11 is not applicable, for example, at the outside end of the disk pack 6 or the permanent magnet 9 , From the memory channel 15 the adhesive flows through the riser channels by means of capillary forces 14 in the gap 10 between the permanent magnets 9 and the disk pack 6 , The thickness of the gap 10 is aligned to the effect that even in the gap 10 the distribution of the adhesive takes place by means of capillary forces. Notwithstanding the in 5 embodiment shown can also from the memory channel 15 only a riser 14 in each case a bag 7 lead (not shown).

Die Herstellung der Aussparungen an den Lamellen 5 vor dem Zusammenfügen zu dem Lamellenpaket 6 für den Strömungskanal 13, den Steigkanal 14 und/oder den Speicherkanal 15 erfolgt dabei beispielsweise mittels Ausstanzen dieser Aussparungen aus den Lamellen 5.The production of the recesses on the slats 5 before joining to the disk pack 6 for the flow channel 13 , the riser 14 and / or the memory channel 15 takes place, for example, by punching out these recesses from the slats 5 ,

In 6 und 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des Rotors 5 für die Elektromaschine 1 dargestellt. Das Lamellenpaket 6 ist an den Taschen 7 mit jeweils einer Ausnehmung 12 versehen, sodass sich in jeder Tasche 7 zwischen den Permanentmagneten 9 und dem Lamellenpaket 6 ein Strömungskanal 13 ausbildet innerhalb der Ausnehmung 12. Die Geometrie der Ausnehmung 12 ist dabei im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet und der Strömungskanal 13 ist axial ausgerichtet, sodass der Verbindungsstoff 11 axial durch den Strömungskanal 13 geleitet werden kann. Aus dem Strömungskanal 13 strömt nach dem Durchströmen durch den Strömungskanal 13 der Klebstoff in den Spalt 10 zwischen dem Permanentmagneten 9 und dem Lamellenpaket 6. In 6 ist der Permanentmagnet 9 in der Tasche 7 nicht abgebildet. Zum Einbringen des Klebstoffs braucht somit nur an einem außenseitigen Ende des Strömungskanals 13 mittels einer Vorrichtung zum Einbringen des Verbindungsstoffes 11, beispielsweise ein Dosierrohr mit einem kleinen Durchmesser, in den Strömungskanal 13 eingebracht werden und strömt anschließend durch den Strömungskanal 13, vorzugsweise mittels Kapillarkräften, zu dem Spalt 10 und wird dort, vorzugsweise ebenfalls mittels Kapillarkräften, gleichmäßig in dem Spalt 10 verteilt.In 6 and 7 is a fourth embodiment of the rotor 5 for the electric machine 1 shown. The slat package 6 is on the bags 7 each with a recess 12 provided so that in every pocket 7 between the permanent magnets 9 and the disk pack 6 a flow channel 13 forms within the recess 12 , The geometry of the recess 12 is in cross-section substantially semicircular and the flow channel 13 is axially aligned so that the connecting material 11 axially through the flow channel 13 can be directed. From the flow channel 13 flows through the flow channel after flowing through 13 the glue in the gap 10 between the permanent magnet 9 and the disk pack 6 , In 6 is the permanent magnet 9 in the bag 7 not illustrated. For introducing the adhesive thus needs only at an outside end of the flow channel 13 by means of a device for introducing the bonding substance 11 , For example, a metering tube with a small diameter, in the flow channel 13 are introduced and then flows through the flow channel 13 , preferably by capillary forces, to the gap 10 and is there, preferably also by capillary forces, evenly in the gap 10 distributed.

In dem in 6 und 7 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des Rotors 4 können in analoger Weise zu dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel auch Speicherkanäle 15 und Steigkanäle 14 in dem Lamellenpaket 6 ausgebildet sein. Dabei münden die Steigkanäle 14 in den Strömungskanal 13. Die Anordnung der Speicherkanäle 15 und der Steigkanäle 14, auch in dem vierten Ausführungsbeispiel, in dem Lamellenpaket 6 sind in den 6 und 7 nicht dargestellt.In the in 6 and 7 illustrated fourth embodiment of the rotor 4 may analogously to the first, second and third embodiments, memory channels 15 and climbing channels 14 in the disk pack 6 be educated. Here, the riser channels open 14 in the flow channel 13 , The arrangement of the memory channels 15 and the riser channels 14 also in the fourth embodiment, in the disk pack 6 are in the 6 and 7 not shown.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Rotor 4 und der erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 wesentliche Vorteile verbunden. Bei der Herstellung des Rotors 4 mit in den Lamellenpaketen 6 eingebauten oder integrierten Permanentmagneten 9 in Taschen 7 des Lamellenpaketes 6 kann bei einem Befestigen der Permanentmagnete 9 stoffschlüssig mittels des Verbindungsstoffs 11 diese Verbindung oder Befestigung verbessert werden, indem bei einer Herstellung die Taktzeiten verringert werden können, weil der gesamte Verbindungsstoff 11 sehr kurzzeitig in einem Arbeitsgang in die Speicherkanäle 15 eingebracht werden kann und sich anschließend selbsttätig in dem Spalt 10 gleichmäßig verteilt.Overall, are considered with the rotor according to the invention 4 and the electric machine according to the invention 1 significant benefits. In the manufacture of the rotor 4 with in the disk packs 6 built-in or integrated permanent magnet 9 in bags 7 of the disk pack 6 can when attaching the permanent magnets 9 cohesively by means of the connecting substance 11 This compound or attachment can be improved by the cycle times can be reduced in a production, because the entire compound 11 very briefly in one operation in the memory channels 15 can be introduced and then automatically in the gap 10 equally distributed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4426241 C2 [0004]

Claims

Rotor ( 4 ) for an electric machine ( 1 ), comprising one above the other to form a disk pack ( 6 ) arranged lamellae ( 5 ), in the disk pack ( 6 ) trained bags ( 7 ) for receiving permanent magnets ( 9 ) and in the pockets ( 7 ) arranged permanent magnets ( 9 ), which cohesively with a connecting substance ( 11 ) on the disk pack ( 6 ) are fastened, characterized in that the disk pack ( 6 ) with at least one recess ( 12 ) for introducing the compound ( 11 ) is provided.

Rotor according to claim 1, characterized in that the disk pack ( 6 ) on the pockets ( 7 ) at least one recess ( 12 ), so that between the permanent magnets ( 9 ) and the disk pack ( 6 ) at least one flow channel ( 13 ) for the compound ( 11 ) in the at least one recess ( 12 ) trains.

Rotor according to claim 2, characterized in that the at least one flow channel ( 13 ) is aligned substantially in the axial direction.

Rotor according to claim 3, characterized in that the at least one flow channel ( 13 ) is formed completely continuous in the axial direction.

Rotor according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the at least one flow channel ( 13 ) is substantially in cross-section u-, v- or semicircular.

Rotor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least one recess ( 12 ) at least one riser channel ( 14 ) and at least one memory channel ( 15 ) for the compound ( 11 ) and the at least one riser channel ( 14 ) into the at least one bag ( 7 ) and the at least one memory channel ( 15 ), so that the at least one bag ( 7 ) fluidly with the at least one memory channel ( 15 ) connected is.

Rotor according to claim 7, characterized in that the at least one riser channel ( 14 ) substantially radially in the rotor ( 4 ) and / or the at least one memory channel ( 14 ) substantially axially in the rotor ( 4 ) is aligned.

Rotor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the connecting material ( 11 ) an adhesive or solder ( 11 ).

Rotor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lamellae ( 5 ) are arranged axially one above the other and / or the permanent magnets ( 9 ) cohesively with the compound ( 11 ) on the slats ( 5 ) are fixed by between the permanent magnets ( 9 ) and the disk pack ( 6 ) the compound ( 11 ) is arranged.

Method for producing a rotor ( 4 ), in particular a rotor ( 4 ) according to one or more of the preceding claims, for an electric machine ( 1 ) comprising the steps: - providing slats ( 5 ), - connecting the slats ( 5 ) to a disk pack ( 6 ), - providing permanent magnets ( 9 ), - introducing the permanent magnets ( 9 ) in bags ( 7 ) of the disk pack ( 6 ), - cohesive bonding of the permanent magnets ( 9 ) in the pockets ( 7 ) with the disk pack ( 6 ) by placing in a gap ( 10 ) between the permanent magnets ( 9 ) and the disk pack ( 6 ) a compound ( 11 ), characterized in that the compound ( 11 ) by at least one recess ( 12 ) in the disk pack ( 6 ) in the gap ( 10 ) is introduced.

Method according to claim 10, characterized in that the connecting substance ( 11 ) by a respective flow channel ( 13 ) on the pockets ( 7 ), preferably substantially in the axial direction.

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the connecting substance ( 11 ) first into at least one memory channel ( 14 ), preferably substantially in the axial direction, and then from the at least one memory channel ( 14 ) by at least one riser channel ( 14 ), preferably substantially in the radial direction, into the gap ( 10 ).

Method according to claim 12, characterized in that the connecting substance ( 11 ), in particular adhesive ( 11 ), with capillary forces through the at least one riser channel ( 14 ).

Electric machine ( 1 ), comprising - a stator ( 20 ), preferably with electromagnets ( 21 ), - a rotor ( 4 ) with permanent magnets ( 9 ) of which about a rotation axis ( 19 ) a rotational movement is executed, characterized in that the rotor ( 4 ) as a rotor ( 4 ) is formed according to one or more of claims 1 to 9 and / or the rotor ( 4 ) is produced by a method according to one or more of claims 10 to 13.

Hybrid drive device ( 24 ) with an internal combustion engine ( 25 ) and an electric machine ( 1 ), characterized in that the electric machine ( 1 ) is formed according to claim 14 and / or the electric machine ( 1 ) a rotor ( 4 ) according to one or more of claims 1 to 9.