DE102013203937A1 - Electric machine without resolver - Google Patents

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Klaus Büttner
Klaus Kirchner
Matthias Warmuth
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Rotor (10), welcher in einem Stator um eine Rotationsachse (16) drehbar gelagert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und technisch zuverlässige Drehzahlregelung für die elektrische Maschine bereitzustellen. Hierzu ist zumindest ein optischer Sensor (34) bereitgestellt, welcher bezüglich des Stators ortsfest gelagert ist und welcher einen optischen Erfassungsbereich (40) aufweist, der auf den Rotor (10) gerichtet ist. Der Rotor (10) weist eine Markierungseinrichtung mit zumindest einer optischen Markierung (26) auf, welche sich bei einer Rotation (14) des Rotors (10) im oder durch jeden Erfassungsbereich (40) bewegt. Der zumindest eine Sensor (34) ist dabei dazu ausgelegt, ein Sensorsignal (S) zu erzeugen, welches von einer relativen Lage der zumindest einen Markierung (26) zu seinem Erfassungsbereich (40) abhängig ist.The invention relates to an electrical machine with a rotor (10) which is rotatably mounted in a stator about an axis of rotation (16). The invention is based on the object of providing a cost-effective and technically reliable speed control for the electrical machine. For this purpose, at least one optical sensor (34) is provided which is mounted in a stationary manner with respect to the stator and which has an optical detection area (40) which is directed towards the rotor (10). The rotor (10) has a marking device with at least one optical marking (26) which moves in or through each detection area (40) when the rotor (10) rotates. The at least one sensor (34) is designed to generate a sensor signal (S) which is dependent on a relative position of the at least one marking (26) to its detection area (40).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Rotor, welcher in einem Stator um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Die elektrische Maschine ist insbesondere als elektrischer Antriebsmotor, insbesondere als Hybridläufer, für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet. Zur Erfindung gehört auch ein entsprechendes Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Schließlich gehört zu der Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen des genannten Rotors. The invention relates to an electric machine with a rotor which is rotatably mounted in a stator about a rotation axis. The electric machine is designed in particular as an electric drive motor, in particular as a hybrid rotor, for a motor vehicle. The invention also includes a corresponding motor vehicle with at least one electrical machine according to the invention. Finally, the invention also includes a method for producing said rotor.

Elektrische Motoren für Elektrofahrzeuge in der Asynchrontechnik werden in der Regel mit einem Resolver drehzahlgeregelt. Ein Resolver ist ein elektromagnetischer Messumformer zur Wandlung der Winkellage des Rotors in eine elektrische Größe. Hierzu ist bei einem hochwertigen Resolver ein Rotorpaket bereitgestellt, das drehzahlfest auf eine Welle der elektrischen Maschine montiert ist. Das Rotorpaket ist in einem gewickelten Resolver-Stator angeordnet, der ortsfest bezüglich des eigentlichen Stators der elektrischen Maschine selbst angeordnet ist. Ein Resolver ist relativ teuer. Er benötigt auch verhältnismäßig viel Bauraum um die Welle und ist deshalb auch schwierig zu montieren, was die Herstellung einer entsprechenden elektrischen Maschine teuer macht. Außerdem ist die verhältnismäßig komplexe Anordnung auch für Störungen anfällig. Dies steht im Bereich der Automobilindustrie der Forderung entgegen, dass defekte Teile einfach und damit kostengünstig austauschbar sein müssen. Electric motors for electric vehicles in the asynchronous technology are usually speed-controlled with a resolver. A resolver is an electromagnetic transducer for converting the angular position of the rotor into an electrical variable. For this purpose, a rotor package is provided in a high-quality resolver, which is speed-fixed mounted on a shaft of the electric machine. The rotor core is arranged in a wound resolver stator, which is arranged stationarily with respect to the actual stator of the electrical machine itself. A resolver is relatively expensive. He also requires a relatively large amount of space around the shaft and is therefore difficult to assemble, which makes the production of a corresponding electric machine expensive. In addition, the relatively complex arrangement is susceptible to interference. In the automobile industry, this is contrary to the requirement that defective parts must be easy to exchange and thus inexpensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und technisch zuverlässige Drehzahlregelung für eine elektrische Maschine bereitzustellen. The invention has for its object to provide a cost-effective and technically reliable speed control for an electric machine.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine gemäß Patentanspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 sowie ein Verfahren gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben. The object is achieved by an electric machine according to claim 1, a motor vehicle according to claim 13 and a method according to claim 15. Advantageous developments of the invention are given by the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird die Drehzahl oder auch die Drehlage des Rotors durch zumindest einen optischen Sensor erfasst. Für jeden bereitgestellten Sensor gilt dabei folgendes: Der Sensor ist ortsfest bezüglich des Stators gelagert, d.h. er dreht sich nicht mit dem Rotor mit. Jeder Sensor weist einen Erfassungsbereich auf, welcher auf den Rotor gerichtet ist. Um eine Drehbewegung des Rotors zuverlässig mittels des zumindest einen Sensors erfassen zu können, weist der Rotor eine Markierungseinrichtung mit zumindest einer optischen Markierung auf. Jede Markierung ist dabei derart geometrisch an dem Rotor angeordnet, dass sie sich bei einer Rotation des Rotors durch den Erfassungsbereich zumindest eines Sensors bewegt oder, falls der Erfassungsbereich sehr groß ist, zumindest innerhalb des jeweiligen Erfassungsbereichs seine Lage ändert. Jeder Sensor ist dabei auf die optischen Markierungen abgestimmt, d.h. der zumindest eine Sensor ist dazu ausgelegt, ein Sensorsignal zu erzeugen, welches von einer relativen Lage der zumindest einen Markierung zu seinem Erfassungsbereich abhängig ist. Dreht sich also der Rotor um seine Rotationsachse, so variiert entsprechend das jeweilige Sensorsignal des Sensors. Durch eine einfache Kalibrierung oder auch Berechnung kann so auf die Drehzahl und auch auf eine Drehlageänderung des Rotors rückgeschlossen werden. According to the invention, the rotational speed or the rotational position of the rotor is detected by at least one optical sensor. For each provided sensor, the following applies: The sensor is mounted stationary with respect to the stator, i. he does not turn with the rotor. Each sensor has a detection area which is directed to the rotor. In order to reliably detect a rotational movement of the rotor by means of the at least one sensor, the rotor has a marking device with at least one optical marking. Each marking is arranged geometrically on the rotor such that it moves through the detection range of at least one sensor during a rotation of the rotor or, if the detection range is very large, changes its position at least within the respective detection range. Each sensor is tuned to the optical marks, i. the at least one sensor is designed to generate a sensor signal that is dependent on a relative position of the at least one marking to its detection range. Thus, if the rotor rotates about its axis of rotation, the respective sensor signal of the sensor varies accordingly. Simple calibration or calculation can be used to deduce the rotational speed and also the rotational position change of the rotor.

Als Markierungen der Markierungseinrichtung können Zeichen, farbige Flächen oder auch Leuchtmittel, wie beispielsweise Leuchtdioden, bereitgestellt sein. Solche Markierungen können eigens für die Messung der Drehzahl an dem Rotor angebracht sein. Besonders günstig ist es aber, wenn mittels des Sensors Elemente des Rotors selbst, beispielsweise glänzende Kupferteile, beobachtet werden, so dass in der elektrischen Maschine nur der Sensor selbst bereitgestellt werden muss, um die beschriebene Messung zu ermöglichen. Insgesamt weist die elektrische Maschine dann den Vorteil auf, dass sie sehr kostengünstig herstellbar ist und sowohl die Markierungseinrichtung als auch die optischen Sensoren sehr robust gegen Ausfälle ausgestaltet werden können. As markings of the marking device, characters, colored surfaces or even illuminants, such as light-emitting diodes, may be provided. Such markings may be attached to the rotor specifically for measuring the speed. However, it is particularly favorable if, by means of the sensor, elements of the rotor itself, for example, shiny copper parts, are observed, so that only the sensor itself has to be provided in the electrical machine in order to enable the described measurement. Overall, the electrical machine then has the advantage that it can be produced very inexpensively and both the marking device and the optical sensors can be designed very robust against failures.

Als ein Sensor kann beispielsweise eine Kamera bereitgestellt sein, mittels welcher der Rotor gefilmt wird. Beispielsweise kann hierzu die besonders bauraumsparende Variante einer Kamera, eine WLC (Wafer Level Camera) bereitgestellt sein. Als Markierungen können dann beispielsweise von der Kamera optisch erfassbare Zeichen oder auch Bauteile des Rotors selbst gefilmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, an dem Rotor Zahlen oder Barcodes anzubringen, die mittels der Kamera gefilmt werden. Dann kann bei Erfassen einer Zahl oder eines Barcodes unmittelbar auf die absolute Drehlage des Rotors im Stator rückgeschlossen werden. By way of example, a camera may be provided as a sensor by means of which the rotor is filmed. For example, for this purpose, the particularly space-saving variant of a camera, a WLC (Wafer Level Camera) be provided. As markings can then be filmed for example by the camera optically detectable characters or components of the rotor itself. It may also be provided to attach numbers or barcodes to the rotor, which are filmed by means of the camera. Then, when a number or a barcode is detected, the absolute rotational position of the rotor in the stator can be directly deduced.

Besonders einfach und damit robust kann eine Markierung ausgestaltet sein, wenn sie als Kontrastfläche des Rotors gebildet ist. Eine Kontrastfläche unterscheidet sich bezüglich eines an sie angrenzenden Oberflächenbereichs in zumindest einer der folgenden optischen Eigenschaften: einer Farbe, eines Reflexionsgrads, einer Helligkeit, einer Luminanz. Wird beispielsweise als Markierung eine matte Fläche in einem ansonsten glänzenden Oberflächenbereich bereitgestellt und mit einem Laser auf den Rotor gezielt, so kann mittels eines optischen Sensors, beispielsweise einer Diode, überprüft werden, ob das Laserlicht zu der Diode zurück reflektiert wird oder nicht. Dies ist nur der Fall, wenn der Laser auf den glänzenden Oberflächenbereich und nicht auf die matte Markierung trifft. Das so bei Rotation des Rotors alternierende Signal der Diode stellt dann ein geeignetes Sensorsignal dar. Particularly simple and thus robust, a marking can be designed if it is formed as a contrast surface of the rotor. A contrast surface differs in an adjacent surface region in at least one of the following optical properties: a color, a reflectance, a brightness, a luminance. If, for example, a matt surface is provided in an otherwise glossy surface area as a marking and targeted to the rotor with a laser, it can be checked by means of an optical sensor, for example a diode, whether the laser light is reflected back to the diode or not. This is only the case when the laser is on the glossy surface area and not the matte mark meets. The thus alternating with rotation of the rotor signal of the diode then represents a suitable sensor signal.

Besonders bevorzugt ist, dass als Sensor ein Kontrastsensor bereitgestellt ist. Mittels eines Kontrastsensors können Druckmarken sowie andere, neutrale oder farbige Markierungen erkannt werden. Ein Kontrastsensor weist auch bereits ein Leuchtmittel, z.B. eine Leuchtdiode, zum Beleuchten des Erfassungsbereichs des Sensors auf. Beispielsweise kann als Kontrastsensor das Produkt „S 65-W“ des Unternehmens „Data-Sensor“® verwendet werden. It is particularly preferred that a contrast sensor is provided as the sensor. By means of a contrast sensor, print marks as well as other, neutral or colored markings can be recognized. A contrast sensor also already has a light source, for example a light-emitting diode, for illuminating the detection range of the sensor. For example, the product "S 65-W" of the company "Data-Sensor" ® can be used as a contrast sensor.

Bevorzugt ist die zumindest eine Markierung an einer Stirnseite des Rotors angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Sensor außerhalb eines magnetisch aktiven Teils des Stators, durch welchen der Luftspalt der elektrischen Maschine begrenzt ist, angeordnet sein kann. Hierdurch ergeben sich besonders geringe Störungen im Sensorsignal. Markierungen an der Stirnseite des Rotors beschreiben bei einer Rotation des Rotors eine Kreisbahn. Entsprechend ist dann der Erfassungsbereich jedes Sensors auf einen Abschnitt dieser Kreisbahn gerichtet. Zur Begriffsklärung wird hier angemerkt, dass mit Stirnseite des Rotors folgender Bereich gemeint ist. Der Rotor weist eine zylindrische oder hohlzylindrische Grundform auf, wodurch eine Mantelfläche und eine Grundfläche der zylindrischen oder hohlzylindrischen Grundform definiert sind. Eine Grundfläche stellt eine Stirnseite des Rotors dar. Preferably, the at least one mark is arranged on an end face of the rotor. This results in the advantage that the sensor outside a magnetically active part of the stator, through which the air gap of the electric machine is limited, can be arranged. This results in particularly low disturbances in the sensor signal. Markings on the front side of the rotor describe a circular path during a rotation of the rotor. Accordingly, then the detection range of each sensor is directed to a portion of this circular path. To clarify the term, it is noted here that the following area is meant with the end face of the rotor. The rotor has a cylindrical or hollow cylindrical basic shape, whereby a lateral surface and a base surface of the cylindrical or hollow cylindrical basic shape are defined. A base represents an end face of the rotor.

Besonders bevorzugt sind mehrere Markierungen bereitgestellt. Damit jede dieser Markierungen den Erfassungsbereich eines Sensors bei einer Rotation des Rotors passiert, sind diese Markierungen zu einem konzentrisch zur Rotationsachse des Rotors angeordneten Kranz angeordnet. Mit anderen Worten liegen diese Markierungen auf einer gemeinsamen, bei einer Rotation des Rotors sich ergebenden Kreisbahn. Durch die Wahl der Anzahl der Markierungen ergibt sich eine Winkelauflösung bei der Drehlagebestimmung mittels der Sensoren. Particularly preferably, several markings are provided. In order for each of these markings to pass through the detection range of a sensor during a rotation of the rotor, these markings are arranged in a ring arranged concentrically with the axis of rotation of the rotor. In other words, these marks are on a common, resulting in a rotation of the rotor circular path. By selecting the number of markings results in an angular resolution in the rotational position determination by means of the sensors.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Markierungen auf dem Kranz in Umfangsrichtung asymmetrisch angeordnet sind. Mit anderen Worten weisen jeweils benachbarte Markierungen nicht alle dieselben Winkelabstände auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass aus dem Sensorsignal eines einzigen Sensors bereits auch die Drehrichtung des Rotors erkannt werden kann. Another advantage arises when the marks on the rim are arranged asymmetrically in the circumferential direction. In other words, adjacent marks do not all have the same angular distances. This results in the advantage that the direction of rotation of the rotor can already be detected from the sensor signal of a single sensor.

Die Markierungen können auf dem Kranz aber auch äquidistant angeordnet sein. Um hierbei auch die Drehlage des Rotors ermitteln zu können, sind dann zumindest zwei Sensoren bereitgestellt, welche in Umfangsrichtung einen Abstand aufweisen, welcher verschieden von demjenigen Abstand ist, welchen jeweils benachbarte Markierungen aufweisen. The markings can be arranged on the wreath but also equidistant. In order to be able to determine the rotational position of the rotor in this case, at least two sensors are then provided which have a spacing in the circumferential direction which is different from the distance which respectively has adjacent markings.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine elektrische Maschine mit einem Rotor, welcher einen Käfigläufer mit Käfigstäben aufweist. Die Käfigstäbe sind hierbei bevorzugt durch einen Kurzschlussring elektrisch miteinander verbunden, welcher aus einem Material gefertigt ist, das von dem Material der Käfigstäbe verschieden ist. Die Käfigstäbe sind dabei entlang der Rotationsachse durch den Kurzschlussring hindurchgeführt, so dass man ihre jeweiligen Stabenden an der Stirnseite des Rotors sehen kann. Durch die Wahl unterschiedlicher Materialien, sind die Stabenden optisch hervorgehoben. Jedes Stabende bildet dadurch eine optische Markierung. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine zusätzlichen, eigens für die Drehzahlmessung vorgesehenen Markierungselemente, wie beispielsweise eine Farbschicht oder Aufkleber, bereitgestellt werden müssen. In particular, the invention relates to an electric machine with a rotor having a squirrel cage with cage bars. The cage bars are in this case preferably electrically interconnected by a short-circuit ring, which is made of a material which is different from the material of the cage bars. The cage bars are guided along the axis of rotation through the short-circuit ring, so that you can see their respective rod ends on the front side of the rotor. By choosing different materials, the bar ends are highlighted. Each bar end thereby forms an optical marking. This has the advantage that no additional, specifically provided for the speed measurement marking elements, such as a color coat or sticker, must be provided.

Um auch günstige elektrische Eigenschaften des Käfigläufers zu erhalten, sind die Käfigstäbe bevorzugt aus Kupfer und/oder der Kurzschlussring aus Aluminium gefertigt. In order to obtain favorable electrical properties of the cage rotor, the cage bars are preferably made of copper and / or the short-circuit ring made of aluminum.

Um eine Drehrichtungserkennung des Käfigläufers zu ermöglichen, können zumindest zwei der Käfigstäbe voneinander verschiedene Querschnittsprofile aufweisen. In order to enable detection of the rotational direction of the squirrel-cage rotor, at least two of the cage bars can have mutually different cross-sectional profiles.

Um die optischen Eigenschaften der Markierungen, d.h. der Stabenden, auch über längere Zeit hin zu erhalten, sind die Stabenden bevorzugt mit einem transparenten Lack versiegelt. Dann kann es nicht zu Korrosion an Luft kommen. To improve the optical properties of the markers, i. the bar ends, even over a long period of time, the bar ends are preferably sealed with a transparent lacquer. Then it can not come to corrosion in air.

Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit einer Auswerteeinrichtung bereitgestellt, welche mit dem zumindest einen Sensor gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, aus dem Sensorsignal aller Sensoren insgesamt die Drehlage und/oder die Drehzahl des Rotors im Stator zu ermitteln und zu signalisieren. Das Signal kann dann durch eine Regelungseinrichtung für eine Drehzahl der elektrischen Maschine genutzt werden. Particularly preferably, the electrical machine according to the invention is provided with an evaluation device which is coupled to the at least one sensor and which is designed to determine from the sensor signal of all sensors in total the rotational position and / or the rotational speed of the rotor in the stator and to signal. The signal can then be used by a control device for a speed of the electric machine.

Das ebenfalls zur Erfindung gehörige Kraftfahrzeug weist zumindest eine elektrische Maschine auf, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ist. Jede Maschine ist dabei als ein Antrieb für den Kraftwagen ausgestaltet. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug um ein Elektrofahrzeug oder ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug als Personenkraftwagen ausgestaltet. The vehicle also belonging to the invention comprises at least one electric machine, which is an embodiment of the electric machine according to the invention. Each machine is designed as a drive for the car. In other words, the motor vehicle according to the invention is an electric vehicle or a motor vehicle with hybrid drive. Preferably, the motor vehicle according to the invention is designed as a passenger car.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfasst die beschriebene Regelungseinrichtung für eine Drehzahl der zumindest einen elektrischen Maschine, wobei diese Drehzahleinrichtung ein Istwert-Signal der Drehzahl der jeweiligen Maschine mittels des zumindest einen Sensors der jeweiligen Maschine ermittelt. A refinement of the motor vehicle according to the invention comprises the described control device for a rotational speed of the at least one electric machine, wherein this rotational speed device determines an actual value signal of the rotational speed of the respective machine by means of the at least one sensor of the respective machine.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines Rotors für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, bei welcher der beschriebene Käfigläufer bereitgestellt ist. Das Verfahren sieht vor, Kupferstäbe zu einem Käfig für den Käfigläufer anzuordnen und dann einen Kurzschlussring aus Aluminium an den Stabenden der Kupferstäbe mittels eines Druckgießverfahrens zu erzeugen. Der Kurzschlussring kann dann eine Stirnseite des Rotors und die Stabenden Markierungen bilden. Um besonders kontrastreiche Oberflächen zu erhalten, kann vorgesehen sein, bei dem Kurzschlussring nach dessen Herstellung an dessen Oberfläche durch ein spanendes Verfahren, z.B. Drehen, eine Schicht abzutragen und/oder die Oberfläche zu polieren und/oder zu beizen. The method according to the invention relates to the production of a rotor for an embodiment of the electric machine according to the invention, in which the described squirrel-cage rotor is provided. The method is to arrange copper rods into a cage for the squirrel cage and then to produce an aluminum shorting ring at the bar ends of the copper bars by means of a die casting process. The short-circuit ring can then form an end face of the rotor and the bar ends markings. In order to obtain particularly high-contrast surfaces, provision may be made in the short-circuit ring after its manufacture on its surface by a machining process, e.g. Rotate to remove a layer and / or to polish and / or stain the surface.

Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt: In the following, the invention is explained once again with reference to a concrete embodiment. This shows:

1 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Rotors, welcher in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine eingebaut ist; 1 a schematic representation of a perspective view of a rotor which is installed in an embodiment of the electric machine according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite des Rotors von 1; 2 a schematic representation of a front view of an end face of the rotor of 1 ;

3 eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite eines Rotors einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. 3 a schematic representation of a front view of an end face of a rotor of another embodiment of the electric machine according to the invention.

Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar. The examples illustrate preferred embodiments of the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In the exemplary embodiments explained below, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of each other and thus also individually or in a different combination than shown as part of the invention , Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In 1 und 2 sind zwei Ansichten eines Rotors 10 gezeigt, der in einer (nicht weiter dargestellten) elektrischen Maschine eingebaut ist. Der Rotor 10 weist eine Durchgangsöffnung 12 auf, durch die eine (nicht dargestellte) Welle der elektrischen Maschine gesteckt ist, die drehbar in der elektrischen Maschine gelagert ist. Der Rotor 10 ist drehfest mit der Welle verbunden und rotiert bei einer Rotation 14 der Welle um eine Rotationsachse 16. Der Rotor 10 weist eine hohlzylindrische Grundform auf, wobei eine Zylinderachse der Grundform der Rotationsachse 16 entspricht. In 1 and 2 are two views of a rotor 10 shown, which is installed in an electric machine (not shown). The rotor 10 has a passage opening 12 on, through which a shaft (not shown) of the electric machine is inserted, which is rotatably mounted in the electrical machine. The rotor 10 is rotatably connected to the shaft and rotates during a rotation 14 the shaft around a rotation axis 16 , The rotor 10 has a hollow cylindrical basic shape, wherein a cylinder axis of the basic shape of the axis of rotation 16 equivalent.

Die elektrische Maschine mit dem Rotor 10 kann beispielsweise als elektrischer Antriebsmotor in einem Elektrofahrzeug eingebaut sein. Bei dem Rotor 10 handelt es sich bevorzugt um einen Hybridläufer, wie er beispielsweise aus der EP 2 282 396 A1 bekannt ist. Mit dem Rotor 10 kann ein Antriebsmoment erzeugt werden. The electric machine with the rotor 10 may for example be installed as an electric drive motor in an electric vehicle. At the rotor 10 it is preferably a hybrid rotor, as he, for example, from EP 2 282 396 A1 is known. With the rotor 10 a drive torque can be generated.

In dem Rotor 10 ist hierzu ein Kurzschlussläufer oder Käfigläufer integriert. Dazu sind Kupferstäbe 18 in dem Rotor 10 bereitgestellt. Die Stäbe können aber auch aus einem anderen elektrisch leitenden Material gefertigt sein. Von den Kupferstäben 18 sind der Übersichtlichkeit halber nur einige mit einem Bezugszeichen versehen. Die Kupferstäbe 18 erstrecken sich entlang der Rotationsachse 16 durch den Rotor 10 und sind an jeweiligen Stirnseiten 20, 22, also an den Enden des Rotors 10 entlang der Rotationsachse 16, durch einen Kurzschlussring 24 elektrisch miteinander verbunden, von denen in 1 nur der vordere Kurzschlussring 24 gezeigt ist. Der Kurzschlussring 24 kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein, in welches axiale Enden 26 der Kupferstäbe 18 beispielsweise durch ein Aluminium-Druckgießverfahren, vergossen wurden. Die Stabenden 26 sind dabei aber nicht vollständig von dem Material des Kurzschlussringes 24 überdeckt. Die Stabenden 26 aus Kupfer sind an zumindest einer Stirnseite 22 von außerhalb des Stators 10 sichtbar. Hierzu kann die Stirnseite 20 nach der Herstellung des Käfigs an der Stirnseite 20 beispielsweise durch ein spanendes Verfahren, wie etwa Drehen, eine Oberfläche der Stabenden 26 an der Stirnseite 20 in dem sie umgebenden Material des Kurzschlussringes 24, also beispielsweise des Aluminiums, sichtbar gemacht werden. Zusätzlich oder alternativ zu einem spanenden Verfahren kann zum Verstärken des Kontrastes zwischen den Stabenden 26 und dem sie umgebenden Material des Kurzschlussringes 24 auch die Stirnseite 20 poliert werden oder gebeizt werden. In the rotor 10 For this purpose, a squirrel cage or squirrel cage is integrated. These are copper rods 18 in the rotor 10 provided. But the rods can also be made of another electrically conductive material. From the copper bars 18 For the sake of clarity, only a few are provided with a reference numeral. The copper bars 18 extend along the axis of rotation 16 through the rotor 10 and are on respective faces 20 . 22 that is, at the ends of the rotor 10 along the axis of rotation 16 , through a short-circuit ring 24 electrically connected, of which in 1 only the front short-circuit ring 24 is shown. The short-circuit ring 24 may be made of aluminum, for example, in which axial ends 26 the copper bars 18 For example, by an aluminum die casting, were shed. The bar ends 26 but are not completely of the material of the short-circuit ring 24 covered. The bar ends 26 made of copper are on at least one end face 22 from outside the stator 10 visible, noticeable. This can be the front side 20 after the production of the cage on the front side 20 for example, by a machining process, such as turning, a surface of the bar ends 26 at the front 20 in the surrounding material of the shorting ring 24 , So for example, the aluminum, made visible. Additionally or alternatively to a machining process, to enhance the contrast between the rod ends 26 and the surrounding material of the short-circuit ring 24 also the front side 20 be polished or stained.

Die sichtbaren Oberflächen der Stabenden 26 bilden bezüglich des sie umgebenden, angrenzenden Materials des Kurzschlussringes 24 Kontrastflächen. Wird beispielsweise Aluminium für den Kurzschlussring 24 verwendet, so ergibt sich eine verhältnismäßig dunkle Kontrastfläche der Stabenden 26 aus Kupfer bezüglich des sie umgebenden helleren Aluminiums. The visible surfaces of the bar ends 26 form with respect to the surrounding, adjacent material of the short-circuit ring 24 Contrast areas. For example, aluminum for the short-circuit ring 24 used, this results in a relatively dark contrast surface of the rod ends 26 of copper with respect to the lighter aluminum surrounding it.

Die Kupferstäbe 18 des Käfigläufers können gleichmäßig entlang eines konzentrisch zur Rotationsachse 16 angeordneten Kreises 28 angeordnet sein. Durch die gleichmäßige Anordnung ergeben sich gleiche Winkelabstände 30 der hintereinander entlang des Kreises 28 angeordneten Stabenden 26. Die Stabenden 26 sind somit insgesamt an der Stirnseite 20 als ein Kranz 32 aus Stabenden 26 erkennbar. Bei einer Rotation 14 des Rotors 10 bewegen sich die Stabenden 26 auf einer gemeinsamen Kreisbahn, wie sie durch den Kreis 28 definiert ist. The copper bars 18 of the squirrel cage can be uniform along a concentric axis of rotation 16 arranged circle 28 be arranged. The uniform arrangement results in equal angular distances 30 the one behind the other along the circle 28 arranged rod ends 26 , The bar ends 26 are thus total on the front page 20 as a wreath 32 from bar ends 26 recognizable. During a rotation 14 of the rotor 10 the staff members move 26 on a common circular path, as seen through the circle 28 is defined.

Der Kranz 32 aus den Stabenden 26 bildet bei dem Rotor 10 eine Markierungseinrichtung. Jedes einzelne Stabende 26, d.h. die Kontrastfläche der Oberfläche jedes Stabendes 26 in dem umgebenden Material des Kurzschlussringes 24, bildet hierbei eine einzelne Markierung. Die Markierungseinrichtung ist Bestandteil einer Drehzahlermittlungseinrichtung, zu welcher auch ein optischer Sensor 34 und eine Auswerteeinrichtung 36 gehören. Der optische Sensor 34 kann beispielsweise ein Kontrastsensor sein, wie er im Zusammenhang mit der Erkennung von Drehbewegungen mittels Druckmarken bekannt ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor 34 um einen Sensor der Serie S 65-W des Unternehmens Data-Sensor® handeln. Der Kontrastsensor kann beispielsweise eine Schaltfrequenz von 30 kHz aufweisen. The wreath 32 from the bar ends 26 forms at the rotor 10 a marking device. Every single bar end 26 ie the contrast surface of the surface of each bar end 26 in the surrounding material of the shorting ring 24 , here forms a single mark. The marking device is part of a rotational speed determination device, which also includes an optical sensor 34 and an evaluation device 36 belong. The optical sensor 34 may for example be a contrast sensor, as it is known in connection with the detection of rotational movements by means of print marks. For example, it may be at the sensor 34 to trade a sensor of the series S 65-W of the enterprise Data-Sensor ® . The contrast sensor may, for example, have a switching frequency of 30 kHz.

Die Auswerteeinrichtung 36 kann beispielsweise auf Grundlage des Sensorsignals S eine Drehzahl des Rotors 10 bei einem Betrieb der elektrischen Maschine in an sich bekannter Weise auf einen Drehzahl-Sollwert einregeln. The evaluation device 36 For example, based on the sensor signal S, a rotational speed of the rotor 10 in an operation of the electric machine in a conventional manner to adjust to a speed setpoint.

Der Sensor 34 ist mit der Auswerteeinrichtung 36 beispielsweise über ein Kabel 38 gekoppelt. Über die Kopplung überträgt der Sensor 34 ein Sensorsignal S an die Auswerteeinrichtung 36. Die Auswerteeinrichtung 36 kann beispielsweise durch einen Mikrokontroller bereitgestellt sein. Das Auswertesignal S kann beispielsweise an einem PNP- oder NPN-Ausgang des Sensors 34 erzeugt werden. The sensor 34 is with the evaluation device 36 for example via a cable 38 coupled. The sensor transmits via the coupling 34 a sensor signal S to the evaluation device 36 , The evaluation device 36 may be provided by a microcontroller, for example. The evaluation signal S can, for example, at a PNP or NPN output of the sensor 34 be generated.

Der Sensor 34 ist ortsfest mit dem (nicht dargestellten) Stator der elektrischen Maschine verbunden, d.h. er dreht sich nicht mit dem Rotor 10 bei dessen Rotation 14 mit. Der Sensor 34 kann beispielsweise an einem Gehäuse der elektrischen Maschine befestigt sein. Der Sensor 34 ist auf den Kranz 32 der an der Stirnseite 20 sichtbaren Stabenden 26 gerichtet. Mit anderen Worten bewegen sich die Stabenden 26 bei einer Rotation 14 durch einen optischen Erfassungsbereich 40 des Sensors 34, in welchem der Sensor 34 beispielsweise eine Helligkeitsänderung erkennt und in Abhängigkeit von der erkannten Helligkeit das Sensorsignal S erzeugt. Eine bei der Rotation 14 entstehende Spur des von dem Erfassungsbereich 40 berührten Oberflächenbereichs der Stirnseite 20 kann beispielsweise dem Umfang 28 entsprechen. Ein sich hierbei ergebendes entsprechendes Sensorsignal S ist in 2 über einen Drehwinkel W des Rotors 10 um die Rotationsachse 16 aufgetragen. Das Sensorsignal S weist einen symbolischen Wert 1 auf, wenn sich gerade ein Stabende 26 im Erfassungsbereich 40 befindet. Das Sensorsignal S weist einen symbolischen Wert 0 auf, wenn sich gerade kein Stabende 26, sondern ein Bereich des Kurzschlussringes 24 in dem Erfassungsbereich 40 befindet. Hierbei ergibt sich bei der in 1 und 2 gezeigten Anordnung ein Signal aus Rechteckimpulsen 42. Insgesamt entspricht somit das Sensorsignal S des Sensors 34 demjenigen eines Drehimpulsgebers. The sensor 34 is fixedly connected to the (not shown) stator of the electric machine, ie it does not rotate with the rotor 10 during its rotation 14 With. The sensor 34 For example, it may be attached to a housing of the electrical machine. The sensor 34 is on the wreath 32 the one at the front 20 visible bar ends 26 directed. In other words, the staff members are moving 26 during a rotation 14 through an optical detection area 40 of the sensor 34 in which the sensor 34 For example, detects a change in brightness and generates the sensor signal S depending on the detected brightness. One at the rotation 14 resulting trace of the coverage area 40 touched surface area of the front side 20 for example, the scope 28 correspond. A resulting corresponding sensor signal S is in 2 over a rotation angle W of the rotor 10 around the axis of rotation 16 applied. The sensor signal S has a symbolic value 1 when just one bar end 26 in the coverage area 40 located. The sensor signal S has a symbolic value 0 when no bar end 26 but an area of the shorting ring 24 in the detection area 40 located. This results in the in 1 and 2 shown arrangement, a signal of rectangular pulses 42 , Overall, thus corresponds to the sensor signal S of the sensor 34 that of a rotary encoder.

Bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des Rotors 10 für die Anwendung beispielsweise in einem Elektrofahrzeug können sechsunddreißig Kupferstäbe 18 bereitgestellt sein. D.h., es ergeben sich in dem Signal S zweiundsiebzig Schaltimpulse pro Umdrehung, wobei jeder Schaltimpuls entweder durch eine steigende Flanke 44 oder eine fallende Flanke 46 eines Rechteckimpulses 42 begrenzt ist. Bei einem Raddurchmesser eines Rades für das Elektrofahrzeug von beispielsweise 630 mm, d.h. einem Umfang von 1.885 mm des Rades, und einer üblichen Getriebeübersetzung von 10:1 erreicht man so eine Positioniergenauigkeit von 2,6 mm im Fahrweg des Kraftfahrzeugs. Wie in 1 und 2 gezeigt, können die Kupferstäbe 18 ein Querschnittsprofil aufweisen, das eine Einkerbung 48 aufweist. Das Querschnittsprofil ist hierbei senkrecht zur Rotationsachse 16 gebildet. Verwendet man diese radial außenliegende Stabkontur mit der Einkerbung 48 für die Drehzahlermittlung, indem der Erfassungsbereich 40, anders als in 2 gezeigt, radial weiter nach außen auf die Kreisbahn der Einkerbungen 48 gerichtet ist (Erfassungsbereich 40’), so kann man sogar eine Anzahl von einhundertvierundvierzig Schaltimpulsen erhalten, womit sich bei der beschriebenen Konfiguration eine Positioniergenauigkeit von 1,3 mm im Fahrweg ergibt. At the in 1 and 2 shown embodiment of the rotor 10 for example, in an electric vehicle can use thirty-six copper rods 18 be provided. That is, in the signal S there are seventy-two switching pulses per revolution, each switching pulse being triggered either by a rising edge 44 or a falling edge 46 a rectangular pulse 42 is limited. With a wheel diameter of a wheel for the electric vehicle, for example, 630 mm, ie a circumference of 1885 mm of the wheel, and a conventional gear ratio of 10: 1 can be achieved so a positioning accuracy of 2.6 mm in the travel of the motor vehicle. As in 1 and 2 shown, the copper bars 18 have a cross-sectional profile, which is a notch 48 having. The cross-sectional profile is in this case perpendicular to the axis of rotation 16 educated. Using this radially outer rod contour with the notch 48 for the speed determination, by the detection range 40 , unlike in 2 shown radially outward on the orbit of the notches 48 is directed (detection area 40 ' ), so you can even receive a number of one hundred and forty four switching pulses, which results in the described configuration, a positioning accuracy of 1.3 mm in the guideway.

Das bisher beschriebene Beispiel kann mittels eines optischen Sensors 34 realisiert werden. Alternativ können die Kupferstäbe 18 auch um ein bestimmtes Höhenmaß aus der stirnseitigen Oberfläche 20 des Kurzschlussringes 24 entlang der Rotationsachse 16 herausragen. Mit anderen Worten unterscheidet sich die absolute Lage der Oberflächen der Stabenden 26 entlang der Rotationsachse 16 bei zumindest zwei der Stabenden, insbesondere bei jeweils benachbarten Stabenden. Die Stabenden 26 können also jeweils als erhabene Strukturen, Stutzen, Säulen oder Podeste aus dem Material des Kurzschlussringes 24 herausragen oder entsprechende Vertiefungen bilden. Als Sensor zur Erfassung der Drehzahl kann in diesem Fall ein Sensor zur Abstandsmessung verwendet werden. The example described so far can be achieved by means of an optical sensor 34 will be realized. Alternatively, the copper rods 18 also by a certain height dimension from the frontal surface 20 of the short-circuit ring 24 along the axis of rotation 16 protrude. In other words, the absolute position of the surfaces of the bar ends differs 26 along the axis of rotation 16 at least two of the bar ends, in particular at each adjacent bar ends. The bar ends 26 Thus, each can as a raised structures, nozzles, columns or pedestals made of the material of the short-circuit ring 24 protrude or form corresponding depressions. As a sensor for detecting the speed can be used in this case, a sensor for distance measurement.

In dem bisher beschriebenen Beispiel weist der Kranz 32 eine symmetrische Anordnung der Kontrastflächen der Stabenden 26 auf, d.h. die Winkelabstände 30 benachbarter Stabenden entlang des Umfangs 28 sind gleich. In 3 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, bei welcher eine unsymmetrische Anordnung von Kontrastflächen gezeigt ist. In 3 sind der Übersichtlichkeit halber Elemente, welche dieselbe Funktion wie entsprechende Elemente, die in 1 oder 2 gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 bzw. 2. In the example described so far, the wreath 32 a symmetrical arrangement of the contrast surfaces of the bar ends 26 on, ie the angular distances 30 adjacent bar ends along the circumference 28 are equal. In 3 an alternative embodiment is shown in which an asymmetrical arrangement of contrast surfaces is shown. In 3 For the sake of clarity, elements which have the same function as corresponding elements which are shown in FIG 1 or 2 are shown with the same reference numerals as in FIG 1 respectively. 2 ,

Zwischen zwei durch Stabenden 26 gebildete Kontrastflächen ist eine zusätzliche Kontrastfläche 50 angeordnet. Bei der Kontrastfläche 50 kann es sich beispielsweise um eine Farbschicht oder einen Aufkleber handeln. Die Kontrastfläche 50 bildet eine weitere Markierung der Markierungseinrichtung. Die Kontrastfläche 50 weist bezüglich ihrer beiden benachbarten Markierungen, den Stabflächen 26, unterschiedliche Abstände D1, D2 auf. Hierdurch ergibt sich eine Asymmetrie in dem Kranz aus Markierungen, d.h. ein asymmetrischer Kranz 32’, da sich nun keine Winkelsymmetrie bezüglich eines einheitlichen Winkelabstandes 30 ergibt. Between two by bar ends 26 formed contrast surfaces is an additional contrast surface 50 arranged. At the contrast surface 50 it may be, for example, a paint layer or a sticker. The contrast surface 50 forms a further marking of the marking device. The contrast surface 50 points with respect to their two adjacent markings, the rod surfaces 26 , different distances D1, D2. This results in an asymmetry in the garland of marks, ie an asymmetrical garland 32 ' , since now no angular symmetry with respect to a uniform angular distance 30 results.

Anstelle oder zusätzlich zu einer asymmetrischen Anordnung zur Erkennung der Drehrichtung kann auch ein weiterer Sensor zusätzlich zum Sensor 34 bereitgestellt sein, dessen Erfassungsbereich 40’’ in einem Winkelabstand 52 zu dem Erfassungsbereich 40 auf der Stirnseite 20 angeordnet sein muss, die nicht einem ganzzahligen Vielfachen des Winkelabstandes 30 der Markierungen entspricht. Hierdurch ergeben sich in dem Sensorsignal des zweiten Sensors Flanken der Rechteckimpulse, die zeitlich versetzt zu den Flanken 44, 46 in dem Sensorsignal S erzeugt werden. Aus dem Zeitversatz kann durch die Auswerteeinrichtung 36 dann ermittelt werden, in welche Drehrichtung der Rotor 10 momentan rotiert. Instead of or in addition to an asymmetrical arrangement for detecting the direction of rotation may also be another sensor in addition to the sensor 34 be provided, whose scope 40 '' at an angular distance 52 to the detection area 40 on the front side 20 must be arranged, not an integer multiple of the angular distance 30 corresponds to the markings. This results in the sensor signal of the second sensor flanks of the rectangular pulses, which is offset in time to the flanks 44 . 46 are generated in the sensor signal S. From the time offset can by the evaluation 36 then be determined in which direction of rotation of the rotor 10 currently rotated.

Durch die Beispiele ist gezeigt, wie ein einfacher und platzsparender Einbau eines Drehimpulsgebers bei einer elektrischen Maschine mit einem Käfigläufer realisiert werden kann. Aufgrund des sehr einfachen Aufbaus ergibt sich auch eine sehr hohe Lebensdauer der so gebildeten Drehzahlerkennungseinrichtung. Bei Verwendung von Stabenden beispielsweise aus Kupfer, die in einem Kurzschlussring aus einem anderen Material eingebettet sind, sind auch keine zusätzlichen eigenen Kontrastflächen als Markierungseinrichtung nötig, sondern es kann unmittelbar die Stirnseite des Rotors und der sich dort ergebenden farblichen Kontraste genutzt werden. Mittels eines Kontrastsensors oder reines Abstandssensors kann so eine sehr einfache Aufwertung einer Drehimpulsfolge auf Grundlage beispielsweise eines NPN- oder eines PNP-Signals des Sensors (NPN – Negativ-Positiv-Negativ; PNP – Positiv-Negativ-Positiv) durchgeführt werden. Hieraus kann dann eine Drehzahlerkennung beispielsweise mit einem Hybridläufer mittels eines optischen Sensors realisiert werden. The examples show how a simple and space-saving installation of an angular encoder in an electric machine with a squirrel cage can be realized. Due to the very simple structure also results in a very long life of the speed detection device thus formed. When using rod ends, for example made of copper, which are embedded in a short-circuit ring made of a different material, no additional own contrast surfaces are required as a marking device, but it can be used directly the front side of the rotor and the resulting there color contrasts. By means of a contrast sensor or pure distance sensor, a very simple evaluation of a rotational pulse sequence based on, for example, an NPN or a PNP signal of the sensor (NPN - negative-positive-negative, PNP - positive-negative-positive) can be performed. From this, a rotational speed detection can be realized, for example, with a hybrid rotor by means of an optical sensor.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2282396 A1 [0029] EP 2282396 A1 [0029]

Claims (15)

Elektrische Maschine mit einem Rotor (10), welcher in einem Stator um eine Rotationsachse (16) drehbar gelagert ist, gekennzeichnet durch zumindest einen optischen Sensor (34), welcher bezüglich des Stators ortsfest gelagert ist und welcher einen optischen Erfassungsbereich (40, 40’, 40’’) aufweist, welcher auf den Rotor (10) gerichtet ist, wobei der Rotor (10) eine Markierungseinrichtung mit zumindest einer optischen Markierung (26, 50) aufweist, welche sich bei einer Rotation (14) des Rotors (10) im oder durch jeden Erfassungsbereich (40, 40’, 40’’) bewegt, und wobei der zumindest eine Sensor (34) dazu ausgelegt ist, ein Sensorsignal (S) zu erzeugen, welches von einer relativen Lage der zumindest einen Markierung (26, 50) zu seinem Erfassungsbereich (40, 40’, 40’’) abhängig ist. Electric machine with a rotor ( 10 ), which in a stator about a rotation axis ( 16 ) is rotatably mounted, characterized by at least one optical sensor ( 34 ), which is stationarily mounted with respect to the stator and which has an optical detection area ( 40 . 40 ' . 40 '' ), which on the rotor ( 10 ), wherein the rotor ( 10 ) a marking device with at least one optical marking ( 26 . 50 ), which in a rotation ( 14 ) of the rotor ( 10 ) in or through each coverage area ( 40 . 40 ' . 40 '' ), and wherein the at least one sensor ( 34 ) is adapted to generate a sensor signal (S) which is dependent on a relative position of the at least one marking (S). 26 . 50 ) to its scope ( 40 . 40 ' . 40 '' ) is dependent. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei durch die zumindest eine Markierung (26, 50) jeweils eine Kontrastfläche des Rotors (10) gebildet, welche sich bezüglich eines an die Markierung (26, 50) angrenzenden Oberflächenbereichs (24) des Rotors (10) in zumindest einer der folgenden optischen Eigenschaften unterscheidet: einer Farbe, eines Reflexionsgrads, einer Helligkeit, einer Luminanz, eine axiale Position entlang der Rotationsachse (16). Electric machine according to claim 1, wherein the at least one mark ( 26 . 50 ) each have a contrast surface of the rotor ( 10 ) formed with respect to one of the mark ( 26 . 50 ) adjacent surface area ( 24 ) of the rotor ( 10 ) differs in at least one of the following optical properties: a color, a reflectance, a brightness, a luminance, an axial position along the axis of rotation ( 16 ). Elektrischen Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Sensor (34) ein Kontrastsensor oder ein Abstandssensor ist. Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the at least one sensor ( 34 ) is a contrast sensor or a distance sensor. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest einer Markierung (26, 50) an einer Stirnseite (20) des Rotors (10) angeordnet ist und der Erfassungsbereich (40, 40’, 40’’) auf einen Abschnitt einer Kreisbahn (28) gerichtet ist, welche durch die zumindest eine Markierung (26, 50) bei einer Rotation (14) des Rotors (10) beschrieben ist. Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the at least one marking ( 26 . 50 ) on a front side ( 20 ) of the rotor ( 10 ) and the coverage area ( 40 . 40 ' . 40 '' ) on a section of a circular path ( 28 ) directed by the at least one mark ( 26 . 50 ) during a rotation ( 14 ) of the rotor ( 10 ) is described. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierungseinrichtung mehrere Markierungen (26, 50) aufweist, die zu einem konzentrisch zur Rotationsachse (16) angeordneten Kranz (32) angeordnet sind. Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the marking device has a plurality of markings ( 26 . 50 ) which is concentric with the axis of rotation ( 16 ) arranged wreath ( 32 ) are arranged. Elektrischen Maschine nach Anspruch 5, wobei die Markierungen (26, 50) in Umfangsrichtung (28) asymmetrisch angeordnet sind. Electric machine according to claim 5, wherein the markings ( 26 . 50 ) in the circumferential direction ( 28 ) are arranged asymmetrically. Elektrischen Maschine nach einem der Anspruch 5 oder 6, wobei zumindest zwei Sensoren (34) bereitgestellt sind, welche in Umfangsrichtung (28) einen Abstand (52) aufweisen, welcher von allen in Umfangsrichtung (28) sich ergebenden Abständen (30) jeweiliger, benachbarter Markierungen (26) verschieden sind. Electric machine according to one of claims 5 or 6, wherein at least two sensors ( 34 ) are provided, which in the circumferential direction ( 28 ) a distance ( 52 ), which of all in the circumferential direction ( 28 ) resulting intervals ( 30 ) of respective, adjacent markings ( 26 ) are different. Elektrischen Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor (10) einen Käfigläufer mit Käfigstäben (18) umfasst, die durch einen Kurzschlussring (24) aus einem von einem Material der Käfigstäbe (18) verschiedenen Material elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Käfigstäbe (18) entlang der Rotationsachse (16) durch den Kurzschlussring (24) hindurchgeführt sind und an einer Oberfläche (20) des Kurzschlussrings (24) ein jeweiliges Stabende (26) der Kupferstäbe (18) eine Markierung (26) der Markierungseinrichtung bildet. Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the rotor ( 10 ) a squirrel cage with cage bars ( 18 ), which is protected by a short-circuit ring ( 24 ) from one of a material of the cage bars ( 18 ) different material are electrically connected to each other, wherein the cage bars ( 18 ) along the axis of rotation ( 16 ) through the short-circuit ring ( 24 ) are passed through and on a surface ( 20 ) of the short-circuit ring ( 24 ) a respective bar end ( 26 ) of copper rods ( 18 ) a mark ( 26 ) forms the marking device. Elektrischen Maschine nach Anspruch 8, wobei die Käfigstäbe (18) aus Kupfer und/oder der Kurzschlussring (24) aus Aluminium gefertigt sind. Electric machine according to claim 8, wherein the cage bars ( 18 ) made of copper and / or the short-circuit ring ( 24 ) are made of aluminum. Elektrischen Maschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei zumindest zwei der Käfigstäbe (18) voneinander verschiedene Querschnittsprofile aufweisen. Electric machine according to claim 8 or 9, wherein at least two of the cage bars ( 18 ) have mutually different cross-sectional profiles. Elektrischen Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Stabenden (26) eine transparente Lackierung aufweisen. Electric machine according to one of claims 8 to 10, wherein the bar ends ( 26 ) have a transparent finish. Elektrischen Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Maschine eine Auswerteeinrichtung (36) aufweist, welche mit dem zumindest einen Sensor gekoppelt (34) ist und welche dazu ausgelegt ist, aus dem Sensorsignal (S) jedes Sensors (34) insgesamt eine Drehlage in den Stator und/oder eine Drehzahl des Rotors (10) zu ermitteln und zu signalisieren. Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the electric machine has an evaluation device ( 36 ) coupled to the at least one sensor ( 34 ) and which is adapted from the sensor signal (S) of each sensor ( 34 ) in total a rotational position in the stator and / or a rotational speed of the rotor ( 10 ) and to signal. Kraftfahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine elektrische Maschine jeweils als ein Antrieb für das Kraftfahrzeug ausgestaltet ist.  Motor vehicle with at least one electric machine according to one of the preceding claims, wherein the at least one electric machine is designed in each case as a drive for the motor vehicle. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, welches eine Regelungseinrichtung (36) für eine Drehzahl der zumindest einen elektrischen Maschine aufweist, bei welcher ein Istwert-Signal der Drehzahl der jeweiligen Maschine mittels des zumindest einen Sensors (34) der jeweiligen Maschine ermittelt wird. Motor vehicle according to Claim 13, which has a regulating device ( 36 ) for a rotational speed of the at least one electric machine, in which an actual value signal of the rotational speed of the respective machine by means of the at least one sensor ( 34 ) of the respective machine is determined. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (10) für eine elektrische Maschine, mit den Schritten: – Anordnen von Kupferstäben (18) zu einem Käfig für einen Käfigläufer; – Erzeugen eines Kurzschlussrings (24) aus Aluminium an Stabenden (26) der Kupferstäbe (18) mittels eines Druckgießverfahrens; – Bilden einer Markierungseinrichtung durch Freilegen der Stabenden (26) an einer Oberfläche (20) des Kurzschlussringes 24. Method for producing a rotor ( 10 ) for an electric machine, comprising the steps of: arranging copper rods ( 18 ) to a cage for a squirrel cage; - generating a short-circuit ring ( 24 ) made of aluminum at bar ends ( 26 ) of copper rods ( 18 ) by means of a die casting process; Forming a marking device by exposing the rod ends ( 26 ) on a surface ( 20 ) of the short-circuit ring 24 ,
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