DE102015203012A1 - Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine - Google Patents

Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine Download PDF

Info

Publication number
DE102015203012A1
DE102015203012A1 DE102015203012.1A DE102015203012A DE102015203012A1 DE 102015203012 A1 DE102015203012 A1 DE 102015203012A1 DE 102015203012 A DE102015203012 A DE 102015203012A DE 102015203012 A1 DE102015203012 A1 DE 102015203012A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
elements
magnetic
cover elements
segment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015203012.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Henning Hanssen
Anton Braeunig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102015203012.1A priority Critical patent/DE102015203012A1/de
Priority to PCT/EP2016/050988 priority patent/WO2016131588A1/de
Publication of DE102015203012A1 publication Critical patent/DE102015203012A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Es wird ein Rotor (10) für eine elektrische Maschine (100) sowie eine elektrische Maschine (100) mit einem derartigen Rotor (10) vorgeschlagen. Der Rotor (10) weist ein Rotorsegment (12) auf, welches ein Lamellenpaket (14) mit in Längserstreckungsrichtung (16) des Rotors (10) übereinander gestapelten Blechlamellen (18) aufweist, wobei an einem Außenumfang des Rotorsegments (12) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Rotors (10) voneinander beabstandeten Aussparungen (20) vorgesehen ist, und wobei in jeder Aussparung (20) wenigstens ein Magnetelement (22, 24) angeordnet ist. Der Rotor (10) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Aussparungen (20) in radialer Richtung des Rotors (10) nach außen hin offen ausgestaltet sind, wobei in jeder Aussparung (20) ein Deckelement (26) angeordnet ist und die Magnetelemente (22, 24) in radialer Richtung des Rotors (10) jeweils zwischen dem Lamellenpaket (14) und einem der Deckelemente (26) derart aufgenommen sind, dass die Magnetelemente (22, 24) in radialer Richtung fixiert sind. Dabei sind die Deckelemente (26) jeweils stirnseitig des Rotorsegments (26) gehalten. Dadurch kann eine Montage des Rotors (10) vereinfacht und eine Drehzahlfestigkeit des Rotors (10) gewährleistet sein.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen segmentierten Rotor für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit einem derartigen Rotor.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Elektrische Maschinen werden in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt und zunehmend in der Automobilindustrie als Antrieb für Kraftfahrzeuge genutzt.
  • Insbesondere im Hinblick auf Anwendungen von elektrischen Maschinen in der Automobilindustrie werden diese bezüglich ihres Wirkungsgrades und/oder bezüglich ihrer Leistung und/oder bezüglich eines maximal erzeugbaren Drehmoments weiterentwickelt.
  • Moderne elektrische Maschinen können dabei oftmals einen komplexen Aufbau aufweisen, etwa um den Leistungsanforderungen gerecht zu werden. Dementsprechend können auch Fertigungsprozesse für elektrische Maschinen aufwändig und kostenintensiv sein.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, einen robusten Rotor für eine elektrische Maschine sowie eine robuste elektrische Maschine bereitzustellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Rotor für eine elektrische Maschine vorgeschlagen. Der Rotor weist ein Rotorsegment auf, welches ein Lamellenpaket mit in Längserstreckungsrichtung des Rotors übereinander gestapelten Blechlamellen aufweist, wobei an einem Außenumfang des Rotorsegments eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Rotors voneinander beabstandeten Aussparungen vorgesehen ist, in welchen Aussparungen jeweils wenigstens ein Magnetelement angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Rotor zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass die Aussparungen in radialer Richtung des Rotors nach außen hin offen ausgestaltet sind, wobei in jeder Aussparung ein Deckelement angeordnet ist. Die Magnetelemente sind in radialer Richtung des Rotors jeweils zwischen dem Lamellenpaket und einem der Deckelemente derart aufgenommen, dass die Magnetelemente in radialer Richtung fixiert sind. Die Deckelemente sind ferner jeweils stirnseitig des Rotorsegments gehalten.
  • Während einer Montage bzw. eines Fertigungsprozesses des Rotors können so die Magnetelemente aus radialer Richtung des Rotors, insbesondere segmentweise, in die jeweiligen Aussparungen des Lamellenpakets eingelegt werden. Über die nachfolgend außenseitig des Rotors in die Aussparungen eingebrachten Deckelemente, welche stirnseitig an dem Rotorsegments gehalten sind, können die Magnetelemente ferner zuverlässig fixiert werden. Dies kann eine Montagefähigkeit der Magnetelemente verbessern bzw. eine Montage vereinfachen sowie insgesamt den Fertigungsprozess des Rotors vereinfachen und/oder beschleunigen, was wiederum eine kostengünstige Herstellung des Rotors bedingen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Deckelemente jeweils wenigstens eine Öffnung auf, welche sich jeweils über eine gesamte Länge der Deckelemente in Längserstreckungsrichtung des Rotors erstrecken. Dabei ist jeweils ein stabförmiges Fixierelement in jeder Öffnung angeordnet, welches stirnseitig des Rotorsegments zur Fixierung der Deckelemente und/oder der Magnetelemente gehalten ist. Mit anderen Worten können die Deckelemente jeweils über wenigstens ein stabförmiges Fixierelement, welches in die Öffnungen der Deckelemente eingeschoben werden kann, gehalten und/oder fixiert sein. Die Fixierelemente können dabei vornehmlich oder ausschließlich stirnseitig des Rotorsegments gehalten und/oder fixiert sein. Zum einen kann dies einen Fertigungsprozess des Rotors vereinfachen bzw. eine Montagefähigkeit des Rotors verbessern. Zum anderen kann über die Deckelemente sowie deren Fixierung über die Fixierelemente eine Robustheit und/oder mechanische Stabilität des Rotors, insbesondere eine Drehzahlfestigkeit des Rotors, gesteigert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind in Umfangsrichtung des Rotors die Deckelemente jeweils beabstandet zu dem Lamellenpaket angeordnet. Es kann beispielsweise ein Spalt zwischen dem Lamellenpaket und einem jeden Deckelement in Umfangsrichtung vorgesehen sein, wobei der Spalt etwa mit Luft oder einem anderen, vorzugsweise nicht magnetisierbaren Material befüllt sein kann. Mit anderen Worten können die Deckelemente in Umfangsrichtung nicht in Kontakt mit dem Lamellenpaket stehen bzw. kann in Umfangsrichtung eine Materialunterbrechung zwischen den Deckelementen und dem Lamellenpaket vorgesehen sein.
  • Bei herkömmlichen Rotoren können die Deckelemente über einen Materialschluss und/oder einen Mittelsteg einen Kraftschluss zwischen einem Deckelement und dem Lamellenpaket gewährleisten. Hierdurch kann das Magnetelement teilweise „magnetisch kurzgeschlossen“ sein, was wiederum mit einem Drehmomentverlust durch ineffiziente Ausnutzung der Magnetfelder der Magnetelemente verbunden sein kann. Ein „magnetischer Kurzschluss“ kann hier und im Folgenden derart verstanden werden, dass ein Teil eines magnetischen Flusses der Magnetelemente in eine Magnetisierung umliegenden Materials verloren geht.
  • Durch die erfindungsgemäße Beabstandung der Deckelemente von dem Lamellenpaket kann ein durch die Magnetelemente hervorgerufener magnetischer Fluss unterbrochen sein und/oder es kann ein Kurzschluss eines Magnetkreises eines jeden Magnetelements vermieden werden. Ferner können dadurch Kurzschlussverluste, etwa aufgrund einer durch die Magnetelemente induzierten Magnetisierung der Deckelemente und/oder des Lamellenpakets, reduziert sein und ein magnetischer Widerstand für einen Antrieb des Rotors kann erhöht sein. Das eigentlich zumindest mittelbar zum Antreiben des Rotors genutzte Magnetfeld der Magnetelemente kann so effizient genutzt werden bzw. können Drehmomentverluste durch ineffiziente Ausnutzung der Magnetelemente verringert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind in jeder Aussparung zwei Magnetelemente angeordnet. Die beiden Magnetelemente können in Umfangsrichtung des Rotors zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses voneinander beabstandet sein. Die beiden Magnetelemente können etwa V-förmig in den Aussparungen des Lamellenpakets angeordnet sein. Insgesamt kann so ein durch die Magnetelemente hervorgerufener magnetischer Widerstand bzw. ein lokal durch die Magnetelemente erzeugtes Magnetfeld erhöht sein, welches zumindest zum mittelbaren Antrieb des Rotors mit einem durch einen Stator erzeugten Magnetfeld wechselwirken kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor weiter wenigstens ein weiteres Rotorsegment auf, welches in Längserstreckungsrichtung des Rotors durch eine Zwischenscheibe von dem Rotorsegment getrennt ist, wobei die Deckelemente des Rotorsegments und die Deckelemente des wenigstens einen weiteren Rotorsegments jeweils an der Zwischenscheibe gehalten sind. Der Rotor kann so segmentweise gefertigt werden, was insgesamt den Fertigungsprozess vereinfachen kann. Ferner kann ein Anordnen der Zwischenscheibe zwischen jeweils zwei in Längserstreckungsrichtung direkt benachbarten Rotorsegmenten sowie ein Halten und/oder Fixieren der Deckelemente an der Zwischenscheibe eine Robustheit und/oder Drehzahlfestigkeit und/oder eine mechanische Stabilität des Rotors steigern.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Zwischenscheibe entlang eines Außenumfangs eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen auf, wobei jede der Öffnungen der Zwischenscheibe in Längserstreckungsrichtung des Rotors mit einer Öffnung eines der Deckelemente des Rotorsegments und mit einer Öffnung eines der Deckelemente des wenigstens einen weiteren Rotorsegments fluchtend ausgebildet ist. Dabei ist zur Fixierung der Magnetelemente und/oder der Deckelemente jeweils ein stabförmiges Fixierelement in den fluchtend miteinander ausgebildeten Öffnungen angeordnet. Mit anderen Worten können die Öffnungen der Zwischenscheibe jeweils mit einer ersten Öffnung des Rotorsegments sowie mit einer zweiten Öffnung des in Längserstreckungsrichtung direkt benachbarten weiteren Rotorsegments fluchtend ausgestaltet sein, so dass das Fixierelement in die Öffnungen eingeschoben werden kann und die Deckelemente jeweils über das Fixierelement an der Zwischenscheibe gehalten sein können. Die Öffnungen der Zwischenscheibe sowie die Öffnungen der Deckelemente können sich dabei in Längserstreckungsrichtung des Rotors erstrecken.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, weist der Rotor weiter eine Wuchtscheibe an jeder Stirnseite des Rotors auf, wobei jede Wuchtscheibe eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten und mit den Öffnungen der Zwischenscheibe fluchtend ausgebildeten Öffnungen aufweist, so dass jeweils ein Ende eines jeden stabförmigen Fixierelements stirnseitig des Rotors in jeweils einer Öffnung einer der Wuchtscheiben gehalten ist. Die einzelnen Fixierelemente können so sowohl in den Öffnungen der Zwischenscheibe als auch in den Öffnungen der stirnseitig des Rotors angeordneten Wuchtscheiben gehalten und/oder abgestützt und/oder fixiert sein, so dass die Deckelemente zuverlässig über die Fixierelemente fixiert sein können und eine Drehzahlfestigkeit des Rotors gesteigert sein kann. Auch können im Vergleich zu herkömmlichen Designs von Rotoren hohe Kerbspannungen in Stegen, etwa Mittelstegen, vermieden werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die stabförmigen Fixierelemente jeweils über eine gesamte Länge des Rotors. So kann ein einzelnes Fixierelement eine Vielzahl von in Längserstreckungsrichtung benachbarten Deckelementen fixieren, so dass eine Montage des Rotors vereinfacht sein kann. Auch können so Produktionskosten des Rotors reduziert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zwischenscheibe aus einem magnetisch isolierenden bzw. einem nicht magnetisierbaren Material gefertigt. Ein nicht magnetisierbares Material bzw. ein magnetisch isolierendes Material kann hier und im Folgenden ein Material mit geringer und/oder vernachlässigbarer magnetischer Permeabilität bezeichnen, beispielsweise einer relativen magnetischen Permeabilität von kleiner oder gleich 1,0 für Zwischenscheiben aus faserverstärktem Kunststoff, etwa kohlefaserverstärktem oder glasfaserverstärktem Kunststoff, oder einer relativen magnetischen Permeabilität von rund 1,3 für amagnetischen warmgewalzten Edelstahl.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zwischenscheibe aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Beispielsweise kann die Zwischenscheibe aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) und/oder einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) gefertigt sein. Dadurch kann eine Robustheit des Rotors weiter gesteigert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Deckelemente aus einem magnetisierbaren Material und/oder einem magnetisch leitfähigen Material gefertigt. Die Deckelemente können etwa aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise einem Elektroblech, gefertigt sein. Auch die Fixierelemente können aus einem magnetisierbaren bzw. magnetisch leitfähigen Material gefertigt sein. Hier und im Folgenden kann ein magnetisierbares bzw. ein magnetisch leitfähiges Material ein Material hoher magnetischer Permeabilität bezeichnen, wobei ein Wert der Permeabilität beispielsweise in einem Bereich einer Permeabilität eines Elektroblechs liegen kann. Die Fixierelemente müssen jedoch nicht zwingend aus magnetisierbarem Material gefertigt sein, sondern können auch aus magnetisch isolierendem Material gefertigt sein.
  • Dadurch kann ein durch die Magnetelemente induzierter magnetischer Widerstand erhöht sein, welcher etwa einem durch einen Stator erzeugten Magnetfeld entgegenwirken bzw. mit diesem wechselwirken und für einen Antrieb des Rotors genutzt werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem relativ zum Stator drehbar gelagerten Rotor, so wie obenstehend und untenstehend beschrieben. Die elektrische Maschine kann ferner eine, etwa über eine Nabe, mit dem Rotor drehfest verbundene und bezüglich des Stators drehbar gelagerte Welle aufweisen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
  • 1 zeigt eine elektrische Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Rotorsegments für einen Rotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Rotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine elektrische Maschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die elektrische Maschine 100 weist ein Gehäuse 101 mit einem Deckel 102 an jeder Stirnseite 104, 106 und eine in den Deckeln 102 drehbar gelagerte Welle 108 auf. Die elektrische Maschine 100 kann etwa ein Elektromotor oder ein Generator sein. Die Welle 108 ist drehfest mit einem innenliegend im Gehäuse 101 angeordneten Rotor 10 verbunden. Der Rotor 10 ist relativ zu einem innenliegend im Gehäuse 101 angeordneten Stator 110 drehbar gelagert.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Rotorsegments 12 für einen Rotor 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Rotors 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Rotorsegmente 12 weisen jeweils ein Lamellenpaket 14 aus in Längserstreckungsrichtung 16 des Rotors 10 übereinander gestapelten Blechlamellen 18 auf, wobei die Blechlamellen 18 aus Elektroblech gefertigt sind.
  • An einem Außenumfang jeden Rotorsegments 12 ist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Rotors 10 voneinander beabstandeten Aussparungen 20 in das Lamellenpaket eingebracht, welche in radialer Richtung des Rotors 10 nach außen hin offen ausgestaltet sind, so dass die Aussparungen 20 von einer Mantelfläche des Rotors 10 aus zugänglich sein können. Die radiale Richtung verläuft dabei orthogonal zur Längserstreckungsrichtung 16 des Rotors 10. Die Aussparungen 20 können etwa aus den Blechlamellen 18 des Lamellenpakets 14 ausgestanzte Ausnehmungen bzw. Ausstanzungen bezeichnen. Die Ausnehmungen 20 können so makroskopische von einer Außenseite des Rotors 10 zugängliche Vertiefungen sein. Wie in 2 erkennbar kann jede der Aussparungen 20 einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweisen.
  • In jeder Aussparung 20 ist ein erstes Magnetelement 22 und ein zweites Magnetelement 24 angeordnet, welche jeweils mit einer Grundfläche 21 an dem Lamellenpaket 14 anliegen. Die beiden Magnetelemente 22, 24 können so im Querschnitt V-förmig angeordnet sein. Es kann auch in jeder Aussparung 20 jeweils nur ein Magnetelement 22, 24 vorgesehen sein. Die Magnetelemente 22, 24 können etwa Permanentmagnete sein. Die Magnetelemente 22, 24 sind dazu ausgeführt, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches durch Wechselwirkung mit einem von dem Stator 110 generierten Magnetfeld den Rotor 10 in Rotation versetzen und/oder ein Drehmoment generieren kann.
  • Zwischen dem ersten Magnetelement 22 und dem zweiten Magnetelement 24 ist eine Materialunterbrechung 19 vorgesehen bzw. sind die beiden Magnetelemente 22, 24 in Umfangsrichtung des Rotors 10 voneinander beabstandet in den Aussparungen 20 angeordnet, so dass eine Art magnetischer Kurzschluss zwischen den beiden Magnetelementen 22, 24 vermieden werden kann. Dies kann sich vorteilhaft auf ein maximal erzeugbares Drehmoment des Rotors 10 auswirken.
  • Die Magnetelemente 22, 24 sind ferner in Umfangsrichtung des Rotors 10 jeweils beabstandet zu dem Lamellenpaket 14 angeordnet. Mit anderen Worten liegen die Magnetelemente 22, 24 in Umfangsrichtung nicht an dem Lamellenpaket 14 an bzw. ist in Umfangsrichtung zwischen den Magnetelementen 22, 24 und dem Lamellenpaket jeweils ein Spalt 25 vorgesehen, so dass ein durch die Magnetelemente 22, 24 hervorgerufener magnetischer Fluss unterbrochen sein kann. Dies kann einen einem durch den Stator 110 hervorgerufenen Magnetfeld entgegensetzten magnetischen Widerstand erhöhen und sich so vorteilhaft auf ein maximal durch Wechselwirkung des Magnetfeld des Stators 110 mit den Magnetfeldern der Magnetelemente 22, 24 erzeugbares Drehmoment auswirken. Die Spalte 25 können etwa mit Luft gefüllt sein und/oder mit einem Material geringer bzw. verschwindender magnetischer Permeabilität befüllt sein. Die Magnetelemente 22, 24 könne so, etwa zur Vermeidung von magnetischen Kurzschlüssen, in Umfangsrichtung gegen das Lamellenpaket magnetisch isoliert sein bzw. können die Spalte 25 als Art magnetische Isolation der Magnetelemente 22, 24 gegenüber dem Lamellenpaket 14 erachtet werden.
  • Weiter ist in jeder Aussparung 20 außenseitig des Rotors 10 jeweils ein Deckelement 26 angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass in 3 der Übersichtlichkeit und Erkennbarkeit halber nur ein Deckelement 26 eines Rotorsegments 12 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Grundsätzlich kann jedoch in jeder Aussparung 20 ein Deckelement 26 vorgesehen sein. Die Deckelemente 26 sind aus magnetisierbarem Material, d.h. einem Material hoher magnetischer Permeabilität, etwa einem ferromagnetischen Material, gefertigt. Die Deckelemente 26 können etwa aus Elektroblech gefertigt sein. Die Deckelemente 26 weisen eine im Querschnitt V-förmige Basisfläche 27 auf, welche an einer der Grundfläche 21 der Magnetelemente 22, 24 in radialer Richtung gegenüberliegenden Fläche der 23 eines jeden Magnetelements 22, 24 anliegt. Die Magnetelemente 22, 24 eines Rotorsegments 12 sind somit in den Aussparungen 20 in radialer Richtung zwischen dem Lamellenpaket 14 und dem Deckelement 26 angeordnet, so dass die Magnetelemente 22, 24 durch die Deckelemente 26 in den Aussparungen 20 zumindest in radialer Richtung gehalten und/oder fixiert sind. Ein Mittelsteg 28 des Deckelements kann dabei im Bereich der Materialunterbrechung 19 zwischen den beiden Magnetelementen 22, 24 angeordnet sein.
  • Die Deckelemente 26 sind in Umfangsrichtung des Rotors 10 jeweils über einen Spalt 33 bzw. Materialunterbrechungen beabstandet zu dem Lamellenpaket 14 angeordnet. Mit anderen Worten sind die Deckelemente 26 in Umfangsrichtung berührungslos bezüglich des Lamellenpakets 14 in den Aussparungen 20 aufgenommen bzw. angeordnet. Auch diese Materialunterbrechungen bzw. die Spalte 33 dienen zur Vermeidung von magnetischen Kurzschlüssen zwischen den Deckelementen 26 und dem Lamellenpaket, was sich wiederum vorteilhaft auf ein maximal erzeugbares Drehmoment auswirken kann. Die Spalte 33 können etwa mit Luft oder einem anderen magnetisch isolierenden Material gefüllt sein.
  • Die Deckelemente 26 weisen jeweils zwei Öffnungen 30 auf, welche sich parallel zur Längserstreckungsrichtung 16 des Rotors 10 über eine gesamte Länge eines jeden Deckelements 26 erstrecken. Es kann auch nur eine Öffnung 30 oder mehr als zwei Öffnungen pro Deckelement 26 vorgesehen sein. Zur Fixierung der Deckelemente 26 und/oder der Magnetelemente 22, 24 ist in jeder der Öffnungen 30 ein stabförmiges Fixierelement 32 angeordnet. Die Fixierelemente 32 können etwa als Haltebolzen erachtet werden und aus magnetisierbarem Material gefertigt sein.
  • Über die Fixierelemente 32 sind die Deckelemente 26 jeweils stirnseitig eines jeden Rotorsegments 12 gehalten bzw. fixiert. Dazu ist an jeder Stirnseite 34 des Rotors 10 eine Wuchtscheibe 36 angeordnet, wobei jede Wuchtscheibe 36 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen 38 aufweist, welche sich jeweils parallel zur Längserstreckungsrichtung 16 des Rotors 10 über eine gesamte Dicke jeder Wuchtscheibe 36 erstrecken. Die Öffnungen 38 der Wuchtscheiben 36 sind dabei fluchtend mit den Öffnungen 30 der Deckelemente 26 ausgebildet, so dass jeweils ein Ende eines jeden Fixierelements 32 in einer Öffnung 38 einer der Wuchtscheiben 36 aufgenommen, gehalten und/oder fixiert ist. Dies kann sich vorteilhaft auf eine Drehzahlfestigkeit des Rotors 10 auswirken, so wie obenstehend im Detail erläutert.
  • Weist der Rotor 10, wie in 3 gezeigt, eine Mehrzahl von Rotorsegmenten 12 auf, so sind jeweils zwei in Längserstreckungsrichtung 16 direkt benachbarte Rotorsegmente 12 durch eine Zwischenscheibe 40 voneinander getrennt. Die Zwischenscheiben 40 können etwa aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise CFK und/oder GFK, gefertigt sein. Zur weiteren Fixierung der Fixierelemente 32 und/oder der Deckelemente 26 bzw. zur weiteren Erhöhung der Drehzahlfestigkeit des Rotors 10 weisen die Zwischenscheiben 40 jeweils entlang eines Außenumfangs eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen 42 auf, welche sich über eine gesamte Dicke einer jeden Zwischenscheibe 40 parallel zur Längserstreckungsrichtung 16 des Rotors 10 erstrecken. Jede der Öffnungen 42 der Zwischenscheiben 40 fluchtet dabei jeweils mit einer Öffnung 30 eines jeden direkt an die jeweilige Zwischenscheibe 40 angrenzenden Deckelements 26. Weiter fluchten die Öffnungen 42 der Zwischenscheibe 40 jeweils mit einer der Öffnungen 38 einer jeden Wuchtscheibe 36. Die miteinander fluchtenden Öffnungen 30, 38, 42 der Deckelemente 26, der Wuchtscheiben 36 und der Zwischenscheiben 40 bilden so jeweils eine Art durchgängig ausgebildeten Kanal, welcher sich über eine gesamte Länge des Rotors 10 parallel zur Längserstreckungsrichtung 16 erstreckt, so dass in jeder der miteinander fluchtenden Öffnungen 30, 38, 42 ein Fixierelement 32 einbringbar bzw. einschiebbar ist, wobei jedes Fixierelement 32 sowohl in den jeweiligen Öffnungen 42 der Zwischenscheiben 40 als auch in den jeweiligen Öffnungen 38 der Wuchtscheiben 36 gehalten und/oder fixiert ist. Dies kann sich vorteilhaft auf die Drehzahlfestigkeit des Rotors 10 auswirken bzw. können durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Rotors 10 zuverlässig Fliehkräfte bei Rotation des Rotors 10 aufgenommen werden. Insgesamt kann dies ferner eine Robustheit bzw. mechanische Stabilität des Rotors 10 erhöhen. Die einzelnen Fixierelemente 32 erstrecken sich dabei über eine gesamte Länge des Rotors 10.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Rotors 10 kann ferner einen Produktionsprozess und/oder eine Montage des Rotors 10 vereinfachen. Eine Montage kann etwa segmentweise erfolgen, wobei etwa die Magnetelemente 22, 24, die Deckelemente 26 sowie die Zwischenscheiben 40 segmentweise auf die Fixierelemente 32 geschoben werden können. Auch können etwa in jeweils eine Aussparung 20 eines jeden Rotorsegments 12 die Magnetelemente 22, 24 und die Deckelemente 26 eingelegt werden und die Fixierelemente dann über die gesamte Länge des Rotors 10 in die entsprechenden Öffnungen 30, 38, 42 eingeschoben werden.
  • Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (11)

  1. Rotor (10) für eine elektrische Maschine (100), aufweisend: ein Rotorsegment (12), welches ein Lamellenpaket (14) mit in Längserstreckungsrichtung (16) des Rotors (10) übereinander gestapelten Blechlamellen (18) aufweist, wobei an einem Außenumfang des Rotorsegments (12) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Rotors (10) voneinander beabstandeten Aussparungen (20) vorgesehen ist, wobei in jeder Aussparung (20) wenigstens ein Magnetelement (22, 24) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (20) in radialer Richtung des Rotors (10) nach außen hin offen ausgestaltet sind, wobei in jeder Aussparung (20) ein Deckelement (26) angeordnet ist, wobei die Magnetelemente (22, 24) in radialer Richtung des Rotors (10) jeweils zwischen dem Lamellenpaket (14) und einem der Deckelemente (26) derart aufgenommen sind, dass die Magnetelemente (22, 24) in radialer Richtung fixiert sind, und wobei die Deckelemente (26) jeweils stirnseitig des Rotorsegments (26) gehalten sind.
  2. Rotor (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Deckelemente (26) jeweils wenigstens eine Öffnung (30) aufweisen, welche sich über eine gesamte Länge der Deckelemente (26) in Längserstreckungsrichtung (16) des Rotors (10) erstrecken, wobei jeweils ein stabförmiges Fixierelement (32) in jeder Öffnung (30) angeordnet ist, welches stirnseitig des Rotorsegments (12) zur Fixierung der Deckelemente (26) gehalten ist.
  3. Rotor (10) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in Umfangsrichtung des Rotors (10) die Deckelemente (26) jeweils beabstandet zu dem Lamellenpaket (14) angeordnet sind.
  4. Rotor (10) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei in jeder Aussparung (20) zwei Magnetelemente (22, 24) angeordnet sind.
  5. Rotor (10) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, weiter aufweisend: wenigstens ein weiteres Rotorsegment (12), welches in Längserstreckungsrichtung (16) des Rotors (10) durch eine Zwischenscheibe (40) von dem Rotorsegment (12) getrennt ist, wobei die Deckelemente (26) des Rotorsegments (12) und die Deckelemente (26) des wenigstens einen weiteren Rotorsegments (12) jeweils an der Zwischenscheibe (40) gehalten sind.
  6. Rotor (10) gemäß Anspruch 5, wobei die Zwischenscheibe (40) entlang eines Außenumfangs eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen (42) aufweist, wobei jede der Öffnungen (42) der Zwischenscheibe (40) in Längserstreckungsrichtung (16) des Rotors (10) mit einer Öffnung (30) eines der Deckelemente (26) des Rotorsegments (12) und mit einer Öffnung (30) eines der Deckelemente (26) des wenigstens einen weiteren Rotorsegments (12) fluchtend ausgebildet ist, und wobei zur Fixierung der Magnetelemente (22, 24) und/oder der Deckelemente (26) jeweils ein stabförmiges Fixierelement (32) in den fluchtend miteinander ausgebildeten Öffnungen (30, 42) angeordnet ist.
  7. Rotor (10) gemäß einem der Ansprüche 6, weiter aufweisend: eine Wuchtscheibe (36) an jeder Stirnseite (34) des Rotors (10), wobei jede Wuchtscheibe (36) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten und mit den Öffnungen (42) der Zwischenscheibe (40) fluchtend ausgebildeten Öffnungen (38) aufweist, so dass jeweils ein Ende eines jeden stabförmigen Fixierelements (32) stirnseitig des Rotors (10) in jeweils einer Öffnung (38) einer der Wuchtscheiben (36) gehalten ist.
  8. Rotor (10) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei sich die stabförmigen Fixierelemente (32) jeweils über eine gesamte Länge des Rotors (10) erstrecken.
  9. Rotor (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Zwischenscheibe (40) aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt ist.
  10. Rotor (10) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Deckelemente (26) aus einem magnetisierbaren Material gefertigt sind.
  11. Elektrische Maschine (100), aufweisend: einen Stator (110); und einen Rotor (10) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche.
DE102015203012.1A 2015-02-19 2015-02-19 Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine Withdrawn DE102015203012A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015203012.1A DE102015203012A1 (de) 2015-02-19 2015-02-19 Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine
PCT/EP2016/050988 WO2016131588A1 (de) 2015-02-19 2016-01-19 Rotor für eine elektrische maschine sowie elektrische maschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015203012.1A DE102015203012A1 (de) 2015-02-19 2015-02-19 Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015203012A1 true DE102015203012A1 (de) 2016-08-25

Family

ID=55229658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015203012.1A Withdrawn DE102015203012A1 (de) 2015-02-19 2015-02-19 Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015203012A1 (de)
WO (1) WO2016131588A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018091164A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh Optimierte elektrische maschine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689973A (en) * 1979-09-21 1987-09-01 General Electric Company Laundry machine drive
US5191256A (en) * 1989-12-15 1993-03-02 American Motion Systems Interior magnet rotary machine
BR9705579A (pt) * 1997-09-26 1999-05-11 Brasil Compressores Sa Rotor de motor elétrico e método de produção de rotor de motor elétrico
FI117458B (fi) * 2004-05-27 2006-10-13 Abb Oy Sähkökoneen roottori

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018091164A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh Optimierte elektrische maschine
CN109923760A (zh) * 2016-11-15 2019-06-21 罗伯特·博世有限公司 优化的电机
US11005319B2 (en) 2016-11-15 2021-05-11 Robert Bosch Gmbh Optimized electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016131588A1 (de) 2016-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2696469B1 (de) Rotor für eine permanent erregte Synchronmaschine
DE112015001725T5 (de) Drehende elektrische Maschine mit eingebetteten Permanentmagneten
DE102012107610A1 (de) Elektromotor
DE112014007129T5 (de) Statorkern für eine elektrische Rotationsmaschine, elektrische Rotationsmaschine und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Rotationsmaschine
DE112013006500T5 (de) Drehender elektrischer Mechanismus der Permanentmagnetbauart
DE102013213554A1 (de) Elektrische permanentmagnet-rotationsmaschine
EP2963774B1 (de) Mehrpoliges Bauteil für eine elektrische Maschine
DE102013109448B4 (de) Elektromechanischer Wandler
EP3167537B1 (de) Rotor mit hineinragenden stegen
EP2942858A2 (de) Rotorblechpaket
DE202018006077U1 (de) Rotoreinheit und Elektromotor
DE202016105405U1 (de) Bürstenloser Motor
DE102016118507A1 (de) Bürstenloser Motor
DE102012005223A1 (de) Spritzgusswerkzeug für Permanentmagnete
EP3669440B1 (de) Rotor einer elektrischen maschine
DE102009024014A1 (de) Rotor für einen Permanentmagnet-Motor
DE102015203012A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine
DE102015213624A1 (de) Permanent erregte elektrische Maschine mit optimierter Geometrie
EP3830930B1 (de) Elektrische maschine
EP3076520B1 (de) Rotor für eine elektrische maschine und herstellungsverfahren
DE102011118398A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine
DE102016118373A1 (de) Bürstenloser Motor
EP3154176A1 (de) Elektrischer antriebsmotor
WO2019171219A1 (de) Rotoreinheit und elektromotor
DE102015105991B4 (de) Elektroarbeitsmaschine hoher Leistungsdichte

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee