DE102016219120A1 - Electric machine with low leakage flux and high speed stability - Google Patents

Electric machine with low leakage flux and high speed stability Download PDF

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DE102016219120A1
DE102016219120A1 DE102016219120.9A DE102016219120A DE102016219120A1 DE 102016219120 A1 DE102016219120 A1 DE 102016219120A1 DE 102016219120 A DE102016219120 A DE 102016219120A DE 102016219120 A1 DE102016219120 A1 DE 102016219120A1
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Stefan Schuerg
Murat Kol
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es wird ein Rotor (14) einer elektrischen Maschine beschrieben, aufweisend: einen länglichen Zentralkörper (40) aus einem magnetisierbaren Material, der an seinem Außenumfang mehrere in Längsrichtung des Rotors (14) verlaufende Einbuchtungen (44) aufweist; mehrere längliche Randkörper (42) aus einem magnetisierbaren Material, welche jeweils in einer der Einbuchtungen (44) des Zentralkörpers (40) vorgesehen sind; mehrere Magnetelemente (48); wobei jeweils zwischen den Einbuchtungen (44) des Zentralkörpers (40) und dem zugehörigen Randkörper (42) eine Magnetaufnahme (46) für mehrere der Magnetelemente (48) gebildet ist, mit einem den zugehörigen Randkörper (42) am Zentralkörper (40) haltenden Ankerabschnitt (52), der in einen Verankerungskanal (56) hineinreicht, wobei der Verankerungskanal (56) sich in Längsrichtung erstreckt, radial innerhalb der Magnetaufnahme (46) vorgesehen ist und über eine Verbindungsöffnung (58) mit der Magnetaufnahme (46) verbunden ist, wobei der Ankerabschnitt (52) mit einem Stegabschnitt (54) durch die Verbindungsöffnung (58) hindurch in den Verankerungskanal (56) verläuft und den Zentralkörper (40) mit einem Ankervorsprung (62) an einer zwischen der Magnetaufnahme (46) und dem Verankerungskanal (56) gebildeten Schulter (60) hintergreift. Der Rotor (14) zeichnet sich dadurch aus, dass der Ankerabschnitt (52) einstückig am Randkörper (42) ausgebildet ist und zwischen dem Ankervorsprung (62) des Ankerabschnitts (52) des Randkörpers (42) und der Schulter (60) des Zentralkörpers (40) ein Festkörperelement (64) zwischengelagert ist.A rotor (14) of an electrical machine is described, comprising: an elongate central body (40) of a magnetizable material, which has on its outer circumference a plurality of indentations (44) extending in the longitudinal direction of the rotor (14); a plurality of elongated edge bodies (42) of a magnetizable material, which are each provided in one of the indentations (44) of the central body (40); a plurality of magnetic elements (48); wherein in each case between the recesses (44) of the central body (40) and the associated edge body (42) a magnet receptacle (46) for a plurality of the magnetic elements (48) is formed, with an associated edge body (42) on the central body (40) retaining anchor portion (52) which extends into an anchoring channel (56), wherein the anchoring channel (56) extends in the longitudinal direction, is provided radially inside the magnetic receptacle (46) and is connected via a connecting opening (58) with the magnetic receptacle (46) the anchor portion (52) having a land portion (54) passing through the connection opening (58) into the anchoring passage (56) and having the center body (40) provided with an anchor projection (62) at one between the magnet receiver (46) and the anchoring passage (56 ) formed shoulder (60) engages behind. The rotor (14) is characterized in that the anchor portion (52) is integrally formed on the edge body (42) and between the anchor projection (62) of the anchor portion (52) of the rim body (42) and the shoulder (60) of the central body ( 40) is interposed a solid state element (64).

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine permanent erregte Synchronmaschine. The present invention relates to an electrical machine, in particular a permanent magnet synchronous machine.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Elektrische Maschinen werden beispielsweise als Motoren und/oder Generatoren für vielfältige Zwecke eingesetzt. Beispielsweise werden leistungsstarke elektrische Maschinen zunehmend in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzt, um als Teil eines Antriebsstrangs das Kraftfahrzeug in Bewegung versetzen zu können und/oder beim Abbremsen des Fahrzeugs kinetische Energie rekuperieren zu können. Insbesondere bei solchen Anwendungen wird stets ein möglichst hoher Wirkungsgrad der elektrischen Maschine angestrebt und gleichzeitig versucht, eine möglichst hohe Leistungsdichte bei möglichst geringen Abmessungen und Gewicht der elektrischen Maschine zu erreichen. Dazu sollten im Rotor der elektrischen Maschine Verluste durch magnetische Streuflüsse möglichst gering gehalten werden. Außerdem sollte die elektrische Maschine bei hohen Drehzahlen betrieben werden können. Electric machines are used for example as motors and / or generators for a variety of purposes. For example, high-performance electric machines are increasingly used in electric or hybrid vehicles in order to be able to set the motor vehicle in motion as part of a drive train and / or to recuperate kinetic energy when the vehicle is decelerating. Particularly in such applications, the highest possible efficiency of the electric machine is always sought and at the same time attempts to achieve the highest possible power density with the smallest possible dimensions and weight of the electric machine. For this purpose losses in the rotor of the electric machine due to magnetic leakage fluxes should be kept as low as possible. In addition, the electric machine should be able to operate at high speeds.

In der DE 10 2015 203018 A1 wird eine elektrische Maschine beschrieben, in der Magneten mithilfe eines eingespritzten Kunststoffs in Kanälen befestigt werden, die in einem Rotor der elektrischen Maschine vorgesehen sind. In the DE 10 2015 203018 A1 An electric machine is described in which magnets are fixed by means of an injected plastic in channels which are provided in a rotor of the electric machine.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise eine elektrische Maschine ermöglichen, welche einerseits einen hohen Wirkungsgrad aufgrund geringer Streuverluste erreichen kann und andererseits robust und/oder kostengünstig herstellbar sein kann und/oder eine sehr hohe Drehzahlfestigkeit aufweisen kann. Embodiments of the present invention may advantageously enable an electric machine which on the one hand can achieve high efficiency due to low wastage losses and on the other hand can be robust and / or inexpensive to produce and / or can have a very high speed stability.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rotor für eine elektrische Maschine beschrieben, der einen länglichen Zentralkörper aus einem magnetisierbaren Material, mehrere längliche Randkörper aus einem magnetisierbaren Material und mehrere Magnetelemente aufweist. Der Zentralkörper weist an seinem Außenumfang mehrere in Längsrichtung des Rotors verlaufende Einbuchtungen auf. Die Randkörper sind jeweils in einer der Einbuchtungen des Zentralkörpers vorgesehen. Jeweils zwischen den Einbuchtungen des Zentralkörpers und dem zugehörigen Randkörper ist eine Magnetaufnahme für mehrere der Magnetelemente gebildet. Der Rotor ist ferner mit einem den zugehörigen Randkörper am Zentralkörper haltenden Ankerabschnitt, der in einen Verankerungskanal hineinreicht, ausgestattet. Dabei erstreckt sich der Verankerungskanal in Längsrichtung und ist radial innerhalb der Magnetaufnahme vorgesehen und über eine Verbindungsöffnung mit der Magnetaufnahme verbunden. Der Ankerabschnitt verläuft mit einem Stegabschnitt durch die Verbindungsöffnung hindurch in den Verankerungskanal und hintergreift den Zentralkörper mit einem Ankervorsprung an einer zwischen der Magnetaufnahme und dem Verankerungskanal gebildeten Schulter. Der Rotor zeichnet sich dadurch aus, dass der Ankerabschnitt einstückig am Randkörper ausgebildet ist und zwischen dem Ankervorsprung des Ankerabschnitts des Randkörpers und der Schulter des Zentralkörpers ein sogenanntes Festkörperelement zwischengelagert ist. According to a first aspect of the present invention, a rotor for an electric machine is described, which has an elongated central body of a magnetizable material, a plurality of elongated marginal bodies of a magnetizable material and a plurality of magnetic elements. The central body has on its outer circumference a plurality of recesses extending in the longitudinal direction of the rotor. The marginal bodies are each provided in one of the indentations of the central body. In each case between the indentations of the central body and the associated peripheral body, a magnetic receptacle for a plurality of the magnetic elements is formed. The rotor is further equipped with an associated peripheral body on the central body anchor portion which extends into an anchoring channel equipped. In this case, the anchoring channel extends in the longitudinal direction and is provided radially inside the magnet holder and connected via a connection opening with the magnet receptacle. The anchor portion extends with a web portion through the connection opening into the anchoring channel and engages behind the central body with an anchor projection on a shoulder formed between the magnetic receptacle and the anchoring channel. The rotor is characterized in that the anchor portion is integrally formed on the edge body and between the anchor projection of the anchor portion of the peripheral body and the shoulder of the central body a so-called solid state element is interposed.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf den nachfolgend beschriebenen Erkenntnissen und Überlegungen beruhend angesehen werden. Ideas for embodiments of the present invention may be considered, inter alia, without limiting the invention, as being based upon the findings and considerations described below.

Herkömmlich werden in dem Rotor einer elektrischen Maschine Magnete meist innerhalb speziell hierfür vorgesehener Hohlräume oder Taschen aufgenommen, welche sich beispielsweise als Magnetaufnahmekanäle längs durch den Rotor hindurch erstrecken können. Ein von den Magneten erzeugtes Magnetfeld sollte sich dabei möglichst nach radial außen hin über den Umfang des Rotors hinaus erstrecken und somit mit in dem umgebenden Stator erzeugten Magnetfeldern effizient wechselwirken können. Conventionally, in the rotor of an electric machine, magnets are usually accommodated within specially provided cavities or pockets which, for example, can extend longitudinally through the rotor as magnetic receiving channels. A magnetic field generated by the magnets should extend as far as possible radially outward beyond the circumference of the rotor and thus be able to interact efficiently with magnetic fields generated in the surrounding stator.

Sofern ein Bereich zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Magneten mit einem magnetisierbaren Material ausgebildet ist, kann es allerdings zu unerwünschten magnetischen Streuflüssen bzw. zu einer Art magnetischem Kurzschluss kommen, bei dem durch die Magnete bewirkte Magnetfelder nicht wie gewünscht aus dem Rotor hinaus hin zu dem Stator austreten, sondern innerhalb des magnetisierbaren Materials des Rotors verbleiben. Das heißt, dass die die Pole des Magneten verbindenden Magnetfeldlinien teilweise innerhalb des Rotors verlaufen, anstatt sich nach außen hin zu dem Stator zu erstrecken. If a region between circumferentially adjacent magnet is formed with a magnetizable material, however, it may lead to unwanted magnetic leakage flux or to a kind of magnetic short circuit, caused by the magnets caused magnetic fields not as desired from the rotor out to the stator but remain within the magnetizable material of the rotor. That is, the magnetic field lines connecting the poles of the magnet extend partially within the rotor, rather than extending outwardly toward the stator.

Es kann daher vorteilhaft sein, einen Bereich zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Magneten zumindest teilweise nicht aus einem magnetisierbaren Material auszubilden. Hierzu kann es vorteilhaft sein, in dem Rotor zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Magnetaufnahmebereichen jeweils einen Zwischenbereich vorzusehen, der nicht aus einem magnetisierbaren Material besteht. Solche Zwischenbereiche können magnetisierbare Bereiche des Rotors, die mit einem magnetischen Nordpol der eingelagerten Magnetelemente in Kontakt sind, von anderen magnetisierbaren Bereichen des Rotors, die mit einem magnetischen Südpol der eingelagerten Magnetelemente in Kontakt sind, magnetisch trennen und somit Streuverluste bzw. magnetische Kurzschlüsse im Wesentlichen vermeiden. It may therefore be advantageous, at least partially, not to form a region between two magnets, which are adjacent in the circumferential direction, from a magnetizable material. For this purpose, it may be advantageous to provide in each case an intermediate region in the rotor between magnet-receiving regions which are adjacent in the circumferential direction, which does not consist of a magnetizable material. Such intermediate areas can be magnetizable Regions of the rotor, which are in contact with a magnetic north pole of the embedded magnetic elements, magnetically separated from other magnetizable regions of the rotor, which are in contact with a magnetic south pole of the embedded magnetic elements, thus substantially avoiding leakage losses or magnetic short circuits.

Es wird daher vorgeschlagen, den Rotor aus einem Zentralkörper und mehreren Randkörpern zusammenzusetzen und die in den Rotor einzulagernden Magnete in kanalartige Magnetaufnahmen einzubetten, die jeweils zwischen dem Zentralkörper und einem in die in den Zentralkörper verlaufende Einbuchtung aufgenommenen Randkörper ausgebildet sind. Vorzugsweise stehen dabei der Zentralkörper und die Randkörper nicht oder allenfalls geringfügig über magnetisierbares Material miteinander in Kontakt, sondern sind magnetisch durch die dazwischenliegenden nicht-magnetisierbaren Zwischenbereiche voneinander separiert. It is therefore proposed to assemble the rotor from a central body and a plurality of peripheral bodies and to embed the magnets to be stored in the rotor in channel-like magnetic receptacles, which are respectively formed between the central body and an edge body received in the indentation extending into the central body. Preferably, the central body and the edge body are not or at most slightly of magnetizable material in contact with each other, but are magnetically separated from each other by the intermediate non-magnetizable areas.

Allerdings bewirken die magnetisch trennenden Zwischenbereiche auch, dass ein radial weiter außen liegender Randkörper und ein weiter innen liegender Zentralkörper nicht mehr über einen sich beispielsweise zwischen benachbarten Magnetaufnahmekanälen erstreckenden Steg einstückig miteinander verbunden sind. Ein solcher Steg würde zwar den unerwünschten magnetischen Kurzschluss bewirken, könnte jedoch auch für eine mechanische Stabilisierung des Außenbereichs des Lamellenpakets sorgen. Insbesondere wirken auf diesen Außenbereich des Lamellenpakets bei hohen Drehzahlen, wie sie im Betrieb der elektrischen Maschine auftreten können, erhebliche Zentrifugal- bzw. Fliehkräfte. Aufgrund solcher Fliehkräfte kann es zu Verformungen innerhalb des Rotors und insbesondere in bzw. an den genannten Außenbereichen des Lamellenpakets kommen. Wenn solche Verformungen plastisch auftreten und/oder ein zulässiges Maximalmaß überschreiten bzw. sogar Brüche auftreten, kann es zu erheblichen Beschädigungen an der elektrischen Maschine kommen. However, the magnetically separating intermediate regions also cause that a peripheral body located radially further outward and a central body located further inward are no longer connected in one piece to one another via a web extending, for example, between adjacent magnetic receiving channels. Although such a bridge would cause the unwanted magnetic short circuit, but could also provide for a mechanical stabilization of the outer region of the plate pack. In particular, considerable centrifugal or centrifugal forces act on this outer region of the disk pack at high rotational speeds, as may occur during operation of the electric machine. Due to such centrifugal forces, deformations can occur within the rotor and in particular in or on the outer areas of the disk pack mentioned. If such deformations occur plastically and / or exceed a permissible maximum dimension or even fractures occur, significant damage to the electrical machine can occur.

Es wird daher vorgeschlagen, die Randkörper mithilfe eines sogenannten Ankerabschnitts an dem Zentralkörper zu fixieren. In dem Zentralkörper ist hier zu ein Verankerungskanal vorgesehen. Der Verankerungskanal läuft ebenso wie die in dem Zentralkörper vorgesehenen Einbuchtungen in Längsrichtung des Rotors und erstreckt sich radial innerhalb der die Magnetaufnahme bildenden Bereiche zwischen dem Zentralkörper und den Randkörpern. Die Verankerungskanäle sind dabei jedoch nicht geschlossen, sondern über eine Verbindungsöffnung mit der jeweils angrenzenden Magnetaufnahme verbunden. Die Verbindungsöffnung kann beispielsweise ein Schlitz sein, der sich entlang des gesamten Verankerungskanals erstreckt, vorzugsweise ebenfalls in Längsrichtung des Rotors. Angrenzend an die Verbindungsöffnung sind in dem Zentralkörper Schultern ausgebildet, die einen Teil des radial weiter innerhalb verlaufenden Verankerungskanals bzw. des darin aufgenommenen Ankerabschnitts des jeweils angrenzenden Randkörpers überdecken. Der radial weiter außen liegende Teil des Randkörpers ist dabei mit dem in dem Verankerungskanal aufgenommenen Ankerabschnitt über einen Stegabschnitt einstückig verbunden und der Stegabschnitt reicht durch die Verbindungsöffnung des Zentralkörpers hindurch. Der als Ankervorsprung bezeichnete Teil des Ankerabschnitts hintergreift dabei die an dem Zentralkörper vorgesehene und zwischen der Magnetaufnahme und dem Verankerungskanal verlaufende Schulter. Jeder der Randkörper ist somit mithilfe seines in dem Verankerungskanal angeordneten und die Schulter des Zentralkörpers hintergreifenden Ankerabschnitts formschlüssig mit dem Zentralkörper verbunden. It is therefore proposed to fix the marginal body by means of a so-called anchor portion to the central body. In the central body an anchoring channel is provided here. The anchoring channel runs as well as the recesses provided in the central body in the longitudinal direction of the rotor and extends radially within the magnetic recording forming areas between the central body and the peripheral bodies. However, the anchoring channels are not closed, but connected via a connection opening with the respective adjacent magnetic recording. The connection opening may for example be a slot which extends along the entire anchoring channel, preferably also in the longitudinal direction of the rotor. Adjacent to the connection opening shoulders are formed in the central body, which cover a portion of the radially further extending inside anchoring channel and the anchor portion of the respectively adjacent edge body received therein. The radially outer part of the peripheral body is integrally connected to the recorded in the anchoring channel anchor portion via a web portion and the web portion extends through the connection opening of the central body through. The designated as an anchor projection part of the anchor portion engages behind the provided on the central body and extending between the magnetic receptacle and the anchoring channel shoulder. Each of the marginal bodies is thus connected in a form-fitting manner to the central body by means of its armature section, which is arranged in the anchoring channel and engages behind the shoulder of the central body.

Insbesondere soll ein solches formschlüssiges Koppeln derart erfolgen, dass der Randkörper und der Zentralkörper einander zumindest lokal derart hinterschneiden, dass sich der Randkörper nicht wesentlich in Radialrichtung von dem Zentralkörper entfernen kann. Da sowohl der Zentralkörper als auch der Randkörper typischerweise aus einem mechanisch hoch belastbaren Material bestehen, d.h. zum Beispiel aus zu einem Lamellenpaket zusammengesetzten Blechlamellen bestehen, kann durch eine solche hinterschneidende formschlüssige Kopplung erreicht werden, dass die Randkörper des Rotors auch bei hohen Fliehkräften aufgrund hoher Drehzahlen stabil an dem Zentralkörper gehalten sind. In particular, such a positive coupling should be such that the peripheral body and the central body undercut each other at least locally such that the peripheral body can not substantially remove in the radial direction of the central body. Since both the central body and the peripheral body are typically made of a mechanically highly resilient material, i. For example, consist of a laminated core laminated laminations, can be achieved by such an undercut positive coupling that the peripheral body of the rotor are held stable even at high centrifugal forces due to high speeds at the central body.

Anders ausgedrückt kann an dem Randkörper eine den Ankerabschnitt bildende radial nach innen gerichtete auskragende Ausbuchtung vorgesehen sein, welche formschlüssig in eine entsprechend komplementär ausgebildete, in dem Zentralkörper vorgesehene Struktur, die den Verankerungskanal bildet, eingreift und dabei eine hinterschneidende Kopplung zwischen dem Randkörper und dem Zentralkörper bewirkt. Aufgrund dieser hinterschneidenden Kopplung des Randkörpers einschließlich des einstückig integrierten Ankerabschnitts einerseits und des Zentralkörpers einschließlich seines entsprechend ausgebildeten Verankerungskanals andererseits kann sich der Randkörper auch bei starken Fliehkräften nicht wesentlich nach radial außen bewegen, sondern ist an dem Zentralkörper mechanisch stabil gehalten. Mit seinem Ankerabschnitt kann der Randkörper somit ähnlich einem Zuganker in einen der Verankerungskanäle des Zentralkörpers eingreifen, sodass der Zentralkörper und die Randkörper einander hinterschneidend miteinander gekoppelt sind. Dabei kann der Ankerabschnitt insbesondere eine im Wesentlichen T-förmige, im Wesentlichen Ω-förmige oder im Wesentlichen tannenbaumförmige Kontur aufweisen. Alle diese Konturen des Ankerabschnitts ermöglichen, dass der Ankerabschnitt in einem radial weiter innen liegenden Bereich breiter ist als in einem radial weiter außen liegenden Bereich. Der breite radial innen liegende Bereich bildet dabei den hintergreifenden Ankervorsprung und kann somit in einen entsprechend breit ausgestalteten Bereich des Verankerungskanals in dem Zentralkörper eingreifen. Dadurch wird der Ankerabschnitt durch die radial weiter außen liegende engere Verbindungsöffnung durch einen hinterschneidend formschlüssigen Eingriff daran gehindert, nach radial außen aus der Ausnehmung heraus zu gelangen. In other words, a radially inwardly directed projecting bulge forming the anchor portion may be provided on the edge body, which engages positively in a correspondingly complementary, provided in the central body structure which forms the anchoring channel, while an undercut coupling between the rim body and the central body causes. Due to this undercut coupling of the edge body including the integrally integrated anchor portion on the one hand and the central body including its correspondingly formed anchoring channel on the other hand, the edge body can not move substantially radially outward even with strong centrifugal forces, but is mechanically stable to the central body. With its anchor portion, the edge body can thus engage similar to a tie rod in one of the anchoring channels of the central body, so that the central body and the edge body are coupled to each other undercutting each other. In this case, the anchor portion may in particular have a substantially T-shaped, substantially Ω-shaped or substantially fir-tree-shaped contour. All these contours allow the anchor portion that the anchor portion is wider in a radially inner region lying in a radially outer region. The wide radially inner region forms the engaging anchor protrusion and can thus engage in a correspondingly broadly designed region of the anchoring channel in the central body. As a result, the anchor portion is prevented by the radially further outside narrower connection opening by an undercut positive engagement engagement, to get out radially out of the recess out.

Um zu vermeiden, dass der Randkörper mit dem Zentralkörper in direkten mechanischen Kontakt gelangt und dadurch ein magnetischer Kurzschluss zwischen diesen Körpern ermöglicht wird, wird der Randkörper in Bezug auf den Zentralkörper mithilfe eines Festkörperelements beabstandet gehalten. Das Festkörperelement wird hierzu zwischen dem Ankervorsprung des Ankerabschnitts des Randkörpers und die diesen radial weiter außen überdeckende Schulter des Zentralkörpers zwischengelagert. Aufgrund dieser speziellen Anordnung des Festkörperelements und der hohen Festigkeit des Festkörperelements hält dieses die beiden Körper auch dann beabstandet voneinander, wenn auf den Randkörper während des Betriebs der elektrischen Maschine hohe Zentrifugalkräfte wirken. In order to avoid that the peripheral body comes into direct mechanical contact with the central body and thereby a magnetic short circuit between these bodies is made possible, the peripheral body is kept spaced with respect to the central body by means of a solid state element. For this purpose, the solid-body element is temporarily stored between the anchor projection of the anchor section of the peripheral body and the shoulder of the central body which radially overlaps it on the outside. Due to this special arrangement of the solid state element and the high strength of the solid state element, this keeps the two bodies spaced from each other, even if act on the peripheral body during operation of the electric machine high centrifugal forces.

Gemäß einer Ausführungsform besteht das Festkörperelement aus einem hochfesten nicht-magnetisierbaren Material wie beispielsweise nicht-magnetisierbarem Edelstahl. Beispielsweise sollte das für das Festkörperelement verwendete Material eine ähnliche Festigkeit, d.h. eine ähnliche mechanische Belastbarkeit, aufweisen, wie das für den Zentralkörper und die Randkörper verwendete Material. Die Festigkeiten beider Materialien sollten sich möglichst um weniger als beispielsweise 30 % unterscheiden. Außerdem sollte das Material des Festkörperelements nicht wesentlich magnetisierbar sein oder zumindest deutlich weniger magnetisierbar sein als das für den Zentralkörper und die Randkörper verwendete Material. According to one embodiment, the solid state element is made of a high strength non-magnetizable material such as non-magnetizable stainless steel. For example, the material used for the solid element should have similar strength, i. have a similar mechanical strength, as the material used for the central body and the peripheral body. The strengths of both materials should differ as possible by less than, for example, 30%. In addition, the material of the solid state element should not be substantially magnetizable or at least significantly less magnetizable than the material used for the central body and the peripheral body.

Aufgrund dieser Materialwahl kann das Festkörperelement einerseits für eine zuverlässige räumliche Trennung zwischen dem Zentralkörper und dem Randkörper sorgen. Das Festkörperelement wirkt dabei wie ein Abstandshalter oder Puffer. Andererseits kann über das Festkörperelement, da dieses aus nicht-magnetisierbarem Material besteht, kein wesentlicher magnetischer Fluss von dem Zentralkörper hin zu dem Randkörper gelangen. Der Zentralkörper und die Randkörper sind somit zwar mechanisch gekoppelt, magnetisch aber entkoppelt. Due to this choice of material, the solid state element can on the one hand provide a reliable spatial separation between the central body and the peripheral body. The solid state element acts like a spacer or buffer. On the other hand, because of the solid state element, since this consists of non-magnetizable material, no substantial magnetic flux can pass from the central body to the edge body. Although the central body and the peripheral body are thus mechanically coupled, but magnetically decoupled.

Gemäß einer Ausführungsform sind an dem Zentralkörper und/oder an den Randkörpern abragende Nasen derart ausgebildet, dass das Festkörperelement gegen ein Verrutschen innerhalb des Verbindungskanals gesichert ist. Beispielsweise können nasenartige Vorsprünge an dem Zentralkörper bzw. dem Randkörper an Positionen abragen, die seitlich benachbart zu dem Festkörperelement liegen, sodass die Nasen neben dem Festkörperelement eine lokale Verengung bilden und das Festkörperelement somit an einem seitlichen Verrutschen hindern. According to one embodiment, projecting lugs are formed on the central body and / or on the peripheral bodies such that the solid-state element is secured against slipping within the connecting channel. For example, nose-like projections on the central body or the peripheral body protrude at positions that are laterally adjacent to the solid state element, so that the lugs next to the solid state element form a local constriction and thus prevent the solid state element from slipping sideways.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Festkörperelement als Stabilisierungselement ausgebildet und füllt wenigstens 80% des Querschnitts zwischen dem Ankervorsprung des Ankerabschnitts des Randkörpers und der Schulter des Zentralkörpers aus. Mit anderen Worten soll das Festkörperelement dazu dienen, eine erforderliche Beabstandung zwischen dem Ankervorsprung des Ankerabschnitts des Randkörpers und der Schulter des Zentralkörpers stabilisierend aufrecht zu erhalten, d.h., auch hohen in dieser Region des Rotors wirkenden Kräften standhalten zu können. Hierzu soll das hochfeste Festkörperelement einen überwiegenden Anteil des Querschnitts eines zwischen dem Ankervorsprung des Randkörpers und der Schulter des Zentralkörpers liegenden Spalts oder Kanals ausfüllen. According to one embodiment, the solid-state element is formed as a stabilizing element and fills at least 80% of the cross-section between the anchor projection of the anchor portion of the peripheral body and the shoulder of the central body. In other words, the solid state element is intended to stabilize a required spacing between the anchor projection of the anchor portion of the peripheral body and the shoulder of the central body, that is, to withstand high forces acting in this region of the rotor forces. For this purpose, the high-strength solid-state element should fill a predominant portion of the cross section of a gap or channel lying between the anchor projection of the peripheral body and the shoulder of the central body.

Alternativ kann gemäß einer Ausführungsform das Festkörperelement als Spannelement ausgebildet sein und den Querschnitt zwischen dem Ankervorsprung des Ankerabschnitts des Randkörpers und der Schulter des Zentralkörpers vollständig ausfüllen und dabei eine in radialer Richtung wirkende Kraft zwischen dem Zentralkörper und dem zugehörigen Randkörper bewirken, welche den zugehörigen Randkörper hin zum Zentrum des Zentralkörpers presst. Anders ausgedrückt, kann das Festkörperelement nicht nur lose in dem Querschnitt zwischen dem Ankervorsprung des Randkörpers und der Schulter des Zentralkörpers aufgenommen sein, sondern zwischen diesen mit einer mechanischen Vorspannung zwischengelagert sein. Eine Flanke des Festkörperelements presst dabei gegen den Ankervorsprung des Randkörpers und eine gegenüberliegende Flanke des Festkörperelements presst gegen die Schulter des Zentralkörpers. Der hierdurch unter Vorspannung hin zum Zentralkörper gehaltene Randkörper kann die in den Magnetaufnahmen aufgenommenen Magnetelemente dabei stabil halten und gleichzeitig für eine effiziente magnetische Ankopplung zwischen den Magnetelementen und dem Zentral- bzw. Randkörper sorgen. Alternatively, according to one embodiment, the solid-state element can be designed as a clamping element and completely fill the cross-section between the anchor projection of the anchor portion of the peripheral body and the shoulder of the central body and thereby effect a force acting in the radial direction between the central body and the associated peripheral body, which the associated edge body pressed to the center of the central body. In other words, the solid state element can not only be loosely received in the cross section between the anchor projection of the peripheral body and the shoulder of the central body, but also be interposed therebetween with a mechanical bias. An edge of the solid state element presses against the anchor projection of the peripheral body and an opposite edge of the solid state element presses against the shoulder of the central body. The thus held biased toward the central body edge body can hold the magnetic elements recorded in the magnetic recordings stable while ensuring efficient magnetic coupling between the magnetic elements and the central or peripheral body.

Gemäß einer Ausführungsform umschließt das Festkörperelement den Ankervorsprung des Ankerabschnitts. Hierdurch kann das Festkörperelement den Ankervorsprung besonders effizient gegenüber umliegenden Bereichen des Zentralkörpers abstützen. According to one embodiment, the solid body element encloses the anchor projection of the anchor portion. As a result, the solid-state element can support the anchor projection in a particularly efficient manner with respect to surrounding areas of the central body.

Gemäß einer Ausführungsform grenzen die Magnetelemente an einer radial nach innen gerichteten Oberfläche direkt an den Zentralkörper an. Alternativ oder ergänzend können die Magnetelemente an einer radial nach außen gerichteten Oberfläche direkt an einen der Randkörper angrenzen. Mit anderen Worten können die zwischen dem Zentralkörper und den Randkörpern gebildeten Magnetaufnahmen derart dimensioniert sein, dass die Magnetelemente darin nicht mit erheblichem seitlichem Spiel aufgenommen sind, sondern von angrenzenden Oberflächen beider Körper geklemmt gehalten werden. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass beim Fertigen des Rotors die Randkörper mithilfe des als Spannelement dienenden Festkörperelements hin zu dem Zentralkörper vorgespannt werden und dabei die Magnete zwischen dem Randkörper und dem Zentralkörper einklemmen. Die Magnete sind in diesem Fall besonders gut in den Magnetaufnahmen gehalten. Außerdem werden durch die direkte mechanische Anlage zwischen den Magneten und den aus magnetisierbarem Material bestehenden Zentral- und Randkörpern Streuverluste vermieden. According to one embodiment, the magnetic elements abut directly on the central body at a radially inwardly directed surface. Alternatively or additionally, the magnetic elements may adjoin a radially outwardly directed surface directly to one of the edge body. In other words, the magnetic recordings formed between the central body and the peripheral bodies can be dimensioned such that the magnetic elements are not received therein with considerable lateral play, but are kept clamped by adjacent surfaces of both bodies. This can be realized, in particular, by virtue of the fact that, during the manufacture of the rotor, the edge bodies are prestressed toward the central body with the aid of the solid element serving as a tensioning element, thereby clamping the magnets between the edge body and the central body. The magnets are held particularly well in the magnetic recordings in this case. In addition, scattering losses are avoided by the direct mechanical contact between the magnet and the magnetizable material consisting of central and peripheral bodies.

Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen eine radial nach innen gerichtete Oberfläche der Magnetelemente und den Zentralkörpern ein elastisches Ausgleichselement zwischengelagert. Alternativ oder ergänzend kann zwischen eine radial nach außen gerichtete Oberfläche der Magnetelemente und einen der Randkörper ein elastisches Ausgleichselement zwischengelagert sein. Das Ausgleichselement kann ein Fixieren der Magnetelemente in den Magnetaufnahmen unterstützen. Das Ausgleichselement kann elastisch bzw. flexibel sein. Es kann beispielsweise als flächige Schicht ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Ausgleichselement mit einem Klebstoff oder einem Elastomer ausgebildet sein. According to one embodiment, an elastic compensation element is interposed between a radially inwardly directed surface of the magnetic elements and the central bodies. Alternatively or additionally, an elastic compensation element can be interposed between a radially outwardly directed surface of the magnetic elements and one of the peripheral bodies. The compensation element can support a fixing of the magnetic elements in the magnetic recordings. The compensating element can be elastic or flexible. It may be formed, for example, as a sheet-like layer. For example, the compensation element may be formed with an adhesive or an elastomer.

Gemäß einer Ausführungsform können Volumina innerhalb der Magnetaufnahmen, in denen kein Magnetelement aufgenommen ist, sowie Volumina der Verankerungskanäle, in denen kein Festkörperelement aufgenommen ist, vollständig mit einem spritzgießbaren Kunststoff befüllt sein. Der spritzgießbare Kunststoff kann als Fixier- oder Vergussmasse dienen. Insbesondere können die Magnetelemente mithilfe des Kunststoffs fest in den Magnetaufnahmen fixiert sein. Außerdem kann der Kunststoff die zwischen benachbarten Magnetelementen befindlichen Hohlräume ausfüllen und aufgrund seiner nicht-magnetischen Eigenschaft dort magnetische Kurzschlüsse verhindern. According to one embodiment, volumes within the magnetic receptacles, in which no magnetic element is accommodated, as well as volumes of the anchoring channels, in which no solid element is accommodated, can be completely filled with an injection-moldable plastic. The injection-moldable plastic can serve as a fixing or potting compound. In particular, the magnetic elements can be fixed by means of the plastic firmly in the magnetic recordings. In addition, the plastic can fill the cavities located between adjacent magnetic elements and prevent there because of its non-magnetic property magnetic short circuits.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Kunststoff eine geringere mechanische Belastbarkeit auf als das in dem Verankerungskanal angeordnete Festkörperelement. Für eine erforderliche Beabstandung zwischen einem Randkörper und dem Zentralkörper sorgt somit hauptsächlich das zwischengelagerte Festkörperelement. Der ergänzend eingespritzte Kunststoff kann zwar für eine weitere mechanische Stabilisierung sorgen, ist alleine aber in der Regel nicht in der Lage, die hohen zwischen diesen Körpern im Betrieb der elektrischen Maschine auftretenden Kräfte schädigungsfrei aufzunehmen. According to one embodiment, the plastic has a lower mechanical load capacity than the solid element arranged in the anchoring channel. For a required spacing between a peripheral body and the central body thus provides mainly the intermediate solid state element. Although the additionally injected plastic can provide for a further mechanical stabilization, but alone is usually not able to absorb the high forces between these bodies during operation of the electrical machine without damage.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Kunststoff ein Duroplast sein. Duroplastische Kunststoffmaterialien sind im Allgemeinen vor ihrem Aushärten sehr dünnflüssig, insbesondere dünnflüssiger als die meisten thermoplastischen Kunststoffmaterialien. Aufgrund dieser Dünnflüssigkeit eignen sich Duroplaste insbesondere dafür, in die engen Hohlräume bzw. Spalte zwischen den in den kanalartigen Magnetaufnahmen aufgenommenen Magnetelementen und den Wandungen der Magnetaufnahmekanäle fließen zu können, um anschließend dort ausgehärtet werden zu können und dadurch die Magnetelemente fixieren zu können. Insbesondere kann der Kunststoff faserverstärkt sein. Faserverstärkte Kunststoffe sind besonders hoch mechanisch belastbar und eignen sich daher dazu, die innerhalb einer schnell drehenden elektrischen Maschine auftretenden Fliehkräfte innerhalb eines rotierenden Rotors aufnehmen zu können. According to one embodiment, the plastic may be a duroplastic. Thermoset plastic materials are generally very thin before curing, in particular less viscous than most thermoplastic plastic materials. Due to this fluidity thermosets are particularly suitable for being able to flow into the narrow cavities or gaps between the magnetic elements received in the channel-like magnetic recordings and the walls of the magnet receiving channels in order subsequently to be cured there and thereby be able to fix the magnetic elements. In particular, the plastic may be fiber-reinforced. Fiber-reinforced plastics are particularly high mechanical loads and are therefore suitable to be able to absorb the centrifugal forces occurring within a rapidly rotating electrical machine within a rotating rotor.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform sind die den Magnetelementen zugewandten Flächen der Einbuchtung und der Randkörper derart ausgebildet, dass die Magnetelemente in der Magnetaufnahme V-förmig angeordnet sind. Anders ausgedrückt können Paare benachbarter kanalartiger Magnetaufnahmen bezogen auf einen Querschnitt durch den Rotor V-förmig ausgebildet sein und Magnetelemente in diesen Kanalpaaren bezogen auf den Querschnitt durch den Rotor V-förmig angeordnet werden. In einer solchen V-förmigen Anordnung der Magnetaufnahmen und der darin aufgenommenen Magnetelemente ergibt sich für den Rotor eine vorteilhafte Ausbildung der durch die Magnetelemente bewirkten Magnetfelder und damit ein erhöhter Wirkungsgrad für die elektrische Maschine. According to a specific embodiment, the surfaces of the indentation facing the magnetic elements and the edge body are formed such that the magnetic elements are arranged in a V-shape in the magnet mount. In other words, pairs of adjacent channel-like magnetic recordings may be V-shaped with respect to a cross-section through the rotor, and magnetic elements in these channel pairs may be arranged V-shaped relative to the cross-section through the rotor. In such a V-shaped arrangement of the magnetic receptacles and the magnetic elements received therein results in an advantageous embodiment of the magnetic fields caused by the magnetic elements and thus an increased efficiency for the electric machine for the rotor.

Gemäß einer Ausführungsform ist innerhalb der Randkörper jeweils eine weitere Magnetaufnahme vorgesehen, in der die darin vorgesehenen Magnetelemente V-förmig anordnenbar sind. Mit anderen Worten können zusätzlich zu den zwischen den Randkörpern und dem Zentralkörper vorgesehenen Magnetaufnahmen radial weiter außen weitere Magnetaufnahmen in dem Randkörper vorgesehen sein. Hierdurch kann sich eine Multi-Layer-Struktur ergeben. According to one embodiment, a further magnetic receptacle is provided within the peripheral body, in which the magnetic elements provided therein can be arranged in a V-shape. In other words, in addition to the magnetic receptacles provided between the marginal bodies and the central body, further magnet receptacles may be provided radially further outward in the marginal body. This can result in a multi-layer structure.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf eine elektrische Maschine und insbesondere deren Rotor und teilweise mit Bezug auf ein Verfahren zur Herstellung des Rotors beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise übertragen, kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. It should be understood that some of the possible features and advantages of embodiments of the invention will be described herein in part with reference to an electrical machine, and more particularly thereof Rotor and are described in part with reference to a method for producing the rotor. A person skilled in the art will recognize that the features can be suitably transmitted, combined, adapted or replaced in order to arrive at further embodiments of the invention.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

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. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the drawings nor the description are to be construed as limiting the invention.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Maschine. 1 shows a cross section through an electrical machine.

2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Rotor einer elektrischen Maschine. 2 shows a longitudinal section through a rotor of an electric machine.

3 bis 7 zeigen Querschnittsteilansichten durch Rotoren von weiterentwickelten elektrischen Maschinen gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 3 to 7 12 show partial cross-sectional views through rotors of further developed electrical machines according to various embodiments of the present invention.

8(a)–(d) veranschaulichen Schritte eines Verfahrens zum Fertigen eines erfindungsgemäßen Rotors. 8 (a) - (d) illustrate steps of a method of manufacturing a rotor according to the invention.

9 zeigt eine Seitenansicht eines als Spannelement wirkenden Festkörperelements für einen erfindungsgemäßen Rotor. 9 shows a side view of acting as a clamping element solid state element for a rotor according to the invention.

10(a)–(d) veranschaulichen Schritte eines alternativen Verfahrens zum Fertigen eines erfindungsgemäßen Rotors. 10 (a) - (d) illustrate steps of an alternative method of manufacturing a rotor according to the invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale. The figures are only schematic and not to scale. Like reference numerals designate the same or equivalent features in the figures.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt einen Querschnitt durch eine herkömmliche elektrische Maschine 10. Die elektrische Maschine 10 weist einen Stator 12 und einen relativ zu dem Stator 12 drehbar gelagerten Rotor 14 auf. Der Rotor 14 für die elektrische Maschine 10 ist beispielhaft auch in dem in 2 dargestellten Längsschnitt dargestellt. 1 shows a cross section through a conventional electric machine 10 , The electric machine 10 has a stator 12 and one relative to the stator 12 rotatably mounted rotor 14 on. The rotor 14 for the electric machine 10 is also exemplary in the in 2 shown longitudinal section shown.

Der Rotor 14 weist wenigstens ein Lamellenpaket 16 mit in Längserstreckungsrichtung 26 des Rotors 14 übereinander gestapelten dünnen Blechlamellen 18 auf. Die Blechlamellen 18 bestehen typischerweise aus Elektroblech und wurden für ihren Einsatz in dem Lamellenpaket 16 des Rotors 14 zuvor speziell in Form gestanzt. Zentral in dem Rotor 14 ist eine Welle 24 drehfest angebracht. The rotor 14 has at least one disc pack 16 with in the longitudinal direction 26 of the rotor 14 stacked thin laminations 18 on. The laminations 18 typically consist of electrical sheet and have been designed for use in the disk pack 16 of the rotor 14 previously specially punched in shape. Central in the rotor 14 is a wave 24 rotatably attached.

Nahe einem Außenumfang des Lamellenpakets 16 ist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung 25 des Rotors 14 voneinander beabstandeten Magnetaufnahmekanälen 20 vorgesehen, welche sich in Längsrichtung 26 des Rotors erstrecken. Im dargestellten Beispiel ist jeder dieser Magnetaufnahmekanäle 20 im Querschnitt in etwa rechteckig. In den Magnetaufnahmekanälen 20 ist jeweils zumindest ein Magnetelement 22 angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere Magnetelemente 22 in Längserstreckungsrichtung 26 hintereinander innerhalb eines Magnetaufnahmekanals 20 aufgenommen. Die Magnetelemente 22 können als Permanentmagnetelemente, etwa Seltene-Erden-Magnetelemente, ausgeführt sein. Insbesondere damit die Magnetelemente 22 einfach von einer Stirnseite her in einen der Magnetaufnahmekanäle 20 eingeführt werden können, sind die Magnetaufnahmekanäle 20 vorzugsweise über die gesamte Länge des Rotors 14 hin verlaufend und durchgängig mit einem gleichbleibenden Querschnitt ausgebildet. Hierzu können in jeder der Blechlamellen 18 des Lamellenpakets 16 geeignete Ausnehmungen ausgestanzt sein, die dann fluchtend hintereinander angeordnet einen der Magnetaufnahmekanäle 20 bilden. Die in die Magnetaufnahmekanäle 20 eingeschobenen Magnetelemente 22 können in den Magnetaufnahmekanälen 20 beispielsweise mithilfe einer Fixier- oder Vergussmasse 28 oder auf andere Weise mechanisch fixiert werden. Near an outer periphery of the disk pack 16 is a plurality of circumferentially 25 of the rotor 14 spaced magnet receiving channels 20 provided, which in the longitudinal direction 26 of the rotor. In the example shown, each of these magnet receiving channels 20 in cross-section approximately rectangular. In the magnet receiving channels 20 is in each case at least one magnetic element 22 arranged. Preferably, a plurality of magnetic elements 22 in the longitudinal direction 26 one behind the other within a magnet receiving channel 20 added. The magnetic elements 22 may be designed as permanent magnet elements, such as rare earth magnet elements. In particular so that the magnetic elements 22 simply from one end into one of the magnet receiving channels 20 can be inserted, are the magnet receiving channels 20 preferably over the entire length of the rotor 14 extending and consistently formed with a constant cross-section. This can be done in each of the laminations 18 of the disk pack 16 be cut out suitable recesses, which then arranged in alignment one behind the other one of the magnetic receiving channels 20 form. The in the magnet receiving channels 20 inserted magnetic elements 22 can in the magnet receiving channels 20 For example, by using a fixing or potting compound 28 or otherwise mechanically fixed.

Wie in 1 zu erkennen, ist zwischen zwei in Umfangsrichtung 25 benachbarten Magnetaufnahmekanälen 20 ein in Radialrichtung 27 weiter außen liegender Außenbereich 30 und ein radial weiter innen liegender Bereich 32 über einen Stegbereich 33 miteinander verbunden. Sowohl der Außenbereich 30 und der Innenbereich 32 als auch der Stegbereich 33 sind dabei Teil des durch die Blechlamellen 18 gebildeten Lamellenpakets 16, so dass der Außenbereich 30 über den Stegbereich 33 einstückig mit dem Innenbereich 32 verbunden ist. Dies bewirkt einerseits, dass der Außenbereich 30 mechanisch stabil an dem Innenbereich 32 gehalten ist. Da der Stegbereich 33 jedoch aus dem gleichen magnetisierbaren Metall der Blechlamellen 18 besteht wie der Außenbereich 30 und der Innenbereich 32, kann es andererseits über den Stegbereich 33 zu einem magnetischen Kurzschluss kommen. Das heißt, Magnetfeldlinien können ausgehend von einem nach radial außen gerichteten Pol des in einem Magnetaufnahmekanal 20 aufgenommenen Magnetelements 22 direkt durch den Stegbereich 33 zurück zu einem nach radial innen gerichteten entgegengesetzten Pol des Magnetelements 22 verlaufen, anstatt möglichst weit nach radial außen aus dem Rotor 14 hinaus hin zu dem Stator 12 zu verlaufen. As in 1 to recognize is between two in the circumferential direction 25 adjacent magnetic receiving channels 20 one in the radial direction 27 outside area outside 30 and a radially inner region 32 over a bridge area 33 connected with each other. Both the outdoor area 30 and the interior 32 as well as the footbridge area 33 are part of the through the laminations 18 formed disk packs 16 so the outdoor area 30 over the bridge area 33 integral with the interior 32 connected is. On the one hand, this causes the outdoor area 30 mechanically stable on the interior 32 is held. As the bridge area 33 however, from the same magnetizable metal of the laminations 18 is like the outside area 30 and the interior 32 On the other hand, it can be over the bridge area 33 come to a magnetic short circuit. That is, magnetic field lines may start from a radially outward pole of the magnet receiving channel 20 received magnetic element 22 directly through the bridge area 33 back to a radially inwardly directed opposite pole of the magnetic element 22 run, rather than as far as possible radially outward from the rotor 14 out to the stator 12 to get lost.

Um dies zu vermeiden, wird eine modifizierte Rotorgeometrie vorgeschlagen. Ausführungsformen erfindungsgemäßer Rotoren 14 sind in den 3 bis 6 in Form von Querschnittsteilansichten dargestellt. To avoid this, a modified rotor geometry is proposed. Embodiments of rotors according to the invention 14 are in the 3 to 6 represented in the form of partial cross-sectional views.

Der Rotor 14 weist einen länglichen Zentralkörper 40 und mehrere längliche Randkörper 42 auf. Beide bestehen aus magnetisierbaren Material. Beispielsweise können der Zentralkörper 40 und/oder die Randkörper 42 als Lamellenpakete aus übereinandergestapelten, geeignet in Form gestanzten Magnetblechen ausgebildet sein. In dem Zentralkörper 40 erstrecken sich dabei in Längsrichtung 26 des Rotors 14 verlaufende Einbuchtungen 44. Diese Einbuchtungen 44 erstrecken sich von einem virtuellen zylindrischen Umfang des Rotors 14 nach radial innen. In den Einbuchtungen 44 aufgenommen sind die Randkörper 42. Die Formen der Einbuchtungen 44 und der Randkörper 42 sind dabei aufeinander abgestimmt und im Groben etwa komplementär zueinander, um gemeinsam den zylindrischen Rotor 14 zu bilden. Allerdings sind Formen der Einbuchtungen 44 und der Randkörper 42 derart angepasst, dass die Randkörper 42 an keiner Stelle den Zentralkörper 40 direkt berühren. Stattdessen erstreckt sich zwischen dem Zentralkörper 40 und jedem der Randkörper 42 ein durchgängiger Spalt 50. The rotor 14 has an elongated central body 40 and several elongated marginal bodies 42 on. Both are made of magnetizable material. For example, the central body 40 and / or the marginal body 42 be designed as plate packs of stacked, suitably stamped in the form of magnetic sheets. In the central body 40 extend in the longitudinal direction 26 of the rotor 14 extending indentations 44 , These indentations 44 extend from a virtual cylindrical circumference of the rotor 14 radially inward. In the dents 44 recorded are the marginal body 42 , The forms of the indentations 44 and the marginal body 42 are matched to each other and roughly roughly complementary to each other, around the cylindrical rotor 14 to build. However, forms of indentations 44 and the marginal body 42 adapted so that the marginal body 42 at no point the central body 40 touch directly. Instead, it extends between the central body 40 and each of the marginal bodies 42 a continuous gap 50 ,

Zwischen einer Außenoberfläche des Zentralkörpers 40 im Bereich der Einbuchtungen 44 und einer nach innen gerichteten Oberfläche der Randkörper 42 wird dabei ein hierin als Magnetaufnahme 46 bezeichneter kanalartiger Bereich gebildet, in dem Magnetelemente 48 Platz finden. Beispielsweise können mehrere quaderförmige Magnetelemente 48 hintereinander in dem länglichen Kanal der Magnetaufnahme 46 aufgenommen sein. Between an outer surface of the central body 40 in the area of the indentations 44 and an inwardly facing surface of the peripheral body 42 is here as a magnetic recording 46 designated channel-like area formed in the magnetic elements 48 Find a place. For example, a plurality of cuboid magnetic elements 48 one behind the other in the elongated channel of the magnet holder 46 be included.

Der Spalt 50 zwischen dem Zentralkörper 40 und einem der Randkörper 42 ist somit entweder, d.h. im Bereich der Magnetaufnahme 46, mit dem Material der Magnetelemente 48 oder mit nicht-magnetisierbarem Material wie Luft oder einer Verfüllmasse gefüllt. Von den Magnetelementen 48 erzeugte Magnetfelder erstrecken sich daher hauptsächlich entweder im magnetisierbaren Material des Zentralkörpers 40 oder im magnetisierbaren Material des Randkörpers 42. Magnetische Kurzschlüsse zwischen dem Zentralkörper 40 und dem Randkörper 42 werden jedoch aufgrund des ansonsten durchgängigen Spaltes 50 zwischen diesen verhindert. The gap 50 between the central body 40 and one of the marginal bodies 42 is thus either, ie in the field of magnetic recording 46 , with the material of the magnetic elements 48 or filled with non-magnetizable material such as air or a filling compound. From the magnetic elements 48 generated magnetic fields therefore extend mainly either in the magnetizable material of the central body 40 or in the magnetizable material of the peripheral body 42 , Magnetic shorts between the central body 40 and the peripheral body 42 However, due to the otherwise continuous gap 50 between these prevented.

Um nun zu verhindern, dass sich die Randkörper 42 aufgrund von Fliehkräften von dem Zentralkörper 40 lösen, ist an jedem der Randkörper 42 an einer radial nach innen gerichteten Seite ein Ankerabschnitt 52 ausgebildet. Dieser Ankerabschnitt 52 steht über einen Stegabschnitt 54 einstückig in Verbindung mit dem radial weiter außen liegenden Bereich des Randkörpers 42. Radial innerhalb der Einbuchtungen 44 sind in dem Zentralkörper 40 ferner Verankerungskanäle 56 ausgebildet. Ein Verankerungskanal 56 steht dabei über eine Verbindungsöffnung 58 in Verbindung mit der radial außerhalb liegenden Einbuchtungen 44. Schultern 60 überdeckenden dabei den radial weiter innen liegenden Verankerungskanal 56 teilweise, sodass nur noch die Verbindungsöffnung 58 offen bleibt. Die Verbindungsöffnung 58 weist dabei eine deutlich geringere Breite in Umfangsrichtung auf als der Verankerungskanal 56. Durch diese enge Verbindungsöffnung 58 hindurchragt der Steg 54 des Randkörpers 42. Radial innerhalb schließt sich an den Steg 54 der Ankerabschnitt 52 an, der eine wesentlich größere Breite in Umfangsrichtung aufweist als der Steg 54 sowie auch als die Verbindungsöffnung 58. Seitliche Ankervorsprünge 62 des Ankerabschnitts 52 hintergreifen daher die radial außerhalb davon liegenden Schultern 60 des Zentralkörpers 40. Hierdurch greift der Randkörper 42 mittels seines Ankerabschnitts 52 formschlüssig hinterschneidend in den jeweiligen Verankerungskanal 56 unterhalb der ihn aufnehmenden Einbuchtung 44 ein. To now prevent the marginal body 42 due to centrifugal forces from the central body 40 is at each of the marginal body 42 an armature section on a radially inward side 52 educated. This anchor section 52 stands over a bridge section 54 in one piece in connection with the radially outer region of the peripheral body 42 , Radial inside the dents 44 are in the central body 40 also anchoring channels 56 educated. An anchoring channel 56 stands over a connection opening 58 in conjunction with the radially outward recesses 44 , Shoulder 60 while covering the radially inner anchoring channel 56 partially, so that only the connection opening 58 remains open. The connection opening 58 has a significantly smaller width in the circumferential direction than the anchoring channel 56 , Through this narrow connection opening 58 the bridge juts through 54 of the peripheral body 42 , Radially inside joins the jetty 54 the anchor section 52 on, which has a substantially larger width in the circumferential direction than the web 54 as well as the connection opening 58 , Lateral anchor projections 62 the anchor section 52 Therefore engage behind the radially outwardly lying shoulders 60 of the central body 40 , As a result, the peripheral body attacks 42 by means of its anchor section 52 positive undercutting into the respective anchoring channel 56 below the indentation receiving it 44 one.

Allerdings muss auch in diesem Bereich verhindert werden, dass der Randkörper 42 in direkten Kontakt mit dem Zentralkörper 40 gelangt. Um dies zu verhindern, sind zwischen jeweiligen Ankervorsprüngen 62 und radial hiervon außerhalb angeordneten Schultern 60 jeweils Festkörperelemente 64 angeordnet. Diese Festkörperelemente 64 bestehen aus einem hochfesten, nicht-magnetisierbaren Material wie beispielsweise Edelstahl. Daher können sie einerseits eine Beabstandung zwischen dem Zentralkörper 40 und dem Randkörper 42 auch bei starken auf den Randkörper 42 wirkenden Fliehkräften aufrechterhalten. Andererseits werden magnetische Kurzschlüsse zwischen den beiden Körpern 40, 42 verhindert. However, even in this area must be prevented from the marginal body 42 in direct contact with the central body 40 arrives. To prevent this, are between respective anchor projections 62 and radially outwardly arranged shoulders 60 each solid state elements 64 arranged. These solid state elements 64 consist of a high-strength, non-magnetizable material such as stainless steel. Therefore, they can on the one hand a spacing between the central body 40 and the peripheral body 42 even with strong on the marginal body 42 Maintaining centrifugal forces. On the other hand, magnetic short circuits between the two bodies 40 . 42 prevented.

In 4 ist ein Rotor 14 mit einer modifizierten Struktur im Bereich des Verankerungskanals 56 und des in diesen eingreifenden Ankerabschnitts 52 dargestellt. Statt einer bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform T-förmigen Kontur, weisen der Verankerungskanal 56 und der Ankerabschnitt 52 eine tannenbaumartige Kontur auf. Zwischen in verschiedenen Ebenen astartig abstehenden Ankervorsprüngen 62 und ebenfalls in verschiedenen Ebenen verlaufenden Schultern 60 sind jeweils Festkörperelemente 64 angeordnet. In 4 is a rotor 14 with a modified structure in the area of the anchoring channel 56 and in this engaging anchor portion 52 shown. Instead of a T-shaped contour in the previously described embodiment, have the anchoring channel 56 and the anchor section 52 a fir-tree-like outline. Between at various levels knot-like projecting anchor projections 62 and also in different planes running shoulders 60 are each solid state elements 64 arranged.

Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform sind an dem Ankerabschnitt 52 in Bereichen angrenzend an die Festkörperelemente 64 jeweils abragende Nasen 66 vorgesehen. Diese Nasen 66 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie ein seitliches Verrutschen des Festkörperelements 64 verhindern. Die Nasen 66 sind vorzugsweise einstückig an dem Randkörper 42 bzw. dessen Ankerabschnitt 52 ausgebildet. Alternativ oder ergänzend können auch Nasen an dem Zentralkörper 40, insbesondere im Bereich von dessen Schultern 60, vorgesehen sein. At the in 5 illustrated embodiment are on the anchor portion 52 in areas adjacent to the solid state elements 64 each protruding nose 66 intended. These noses 66 are formed and arranged such that they slip sideways of the solid state element 64 prevent. The noses 66 are preferably in one piece the marginal body 42 or its anchor section 52 educated. Alternatively or additionally, noses can also be attached to the central body 40 especially in the area of its shoulders 60 , be provided.

Ferner ist zwischen den Magnetelementen 48 und einer nach radial außen gerichteten Oberfläche des Zentralkörpers 40 im Bereich der Einbuchtung 44 ein elastisches Ausgleichselement 68 vorgesehen. Das Ausgleichselement 68 ist dabei zwischen eines der Magnetelemente 48 und den Zentralkörper 40 zwischengelagert. Dieses Ausgleichselement 68 kann beispielsweise eine dünne Schicht aus elastischem Material sein und dazu dienen, Toleranzen unterhalb der Magnetelemente 48 auszugleichen und/oder gegebenenfalls Vibrationen zu dämpfen. Gegebenenfalls kann auch ergänzend oder alternativ ein Ausgleichselement 68 zwischen ein Magnetelement 48 und eine nach innen gerichtete Oberfläche des Randkörpers 42 zwischengelagert sein. Further, between the magnetic elements 48 and a radially outwardly directed surface of the central body 40 in the area of the indentation 44 an elastic compensation element 68 intended. The compensation element 68 is between one of the magnetic elements 48 and the central body 40 stored. This compensation element 68 For example, it may be a thin layer of elastic material and serve to provide tolerances below the magnetic elements 48 compensate and / or if necessary to dampen vibrations. Optionally, a compensation element can also be supplementarily or alternatively 68 between a magnetic element 48 and an inwardly facing surface of the rim 42 be stored.

Um die Verbindung zwischen dem Zentralkörper 40 und den Randkörpern 42 weiter zu stabilisieren, können Volumina 70 innerhalb der Magnetaufnahmen 46, in denen kein Magnetelement 48 aufgenommen ist, sowie freie Volumina 70 innerhalb der Verankerungskanäle 56, in denen kein Festkörperelement 64 aufgenommen ist, mit einem spritzgießbaren Kunststoff befüllt werden (5 zeigt die ungefüllten Volumina 70, 6 zeigt die Volumina 70 nach dem Befüllen mit Kunststoff 74). Der Kunststoff kann beispielsweise ein Duroplast sein, welches vor dem Aushärten sehr dünnflüssig ist und daher leicht in bestehende Hohlräume der Volumina 70 einfließen kann. To the connection between the central body 40 and the marginal bodies 42 To further stabilize volumes 70 within the magnetic recordings 46 in which no magnetic element 48 is included, as well as free volumes 70 within the anchoring channels 56 in which no solid state element 64 is to be filled with an injection-moldable plastic ( 5 shows the unfilled volumes 70 . 6 shows the volumes 70 after filling with plastic 74 ). The plastic may be, for example, a thermoset, which is very thin liquid before curing and therefore easily in existing voids of the volumes 70 can flow into it.

6 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Rotor 14 mehrere radial übereinander angeordnete Magnetelemente 48a, b aufweist. Eine solche Anordnung wird auch als doppellagig bezeichnet. In dem Randkörper 42 ist dabei eine weitere Magnetaufnahme 72 vorgesehen, welche sich radial außerhalb der zwischen dem Randkörper 42 und dem Zentralkörper 40 ausgebildeten Magnetaufnahme 46 befindet. In dieser weiteren Magnetaufnahme 72 sind zusätzliche Magnetelemente 48b aufgenommen. Diese verstärken das Magnetfeld der radial weiter innen liegenden Magnetelemente 48a, sind jedoch im Regelfall kleiner als diese. 6 shows an embodiment in which the rotor 14 a plurality of radially superimposed magnetic elements 48a , b. Such an arrangement is also referred to as double-layered. In the border body 42 is another magnet recording 72 provided, which is radially outside of the between the edge body 42 and the central body 40 trained magnet recording 46 located. In this further magnet recording 72 are additional magnetic elements 48b added. These amplify the magnetic field of the radially inner magnetic elements 48a , but are usually smaller than this.

In 7 ist eine Ausführungsform eines Rotors 14 dargestellt, bei dem das Festkörperelement 64 die Ankervorsprünge 62 des Ankerabschnitts 52 bzw. im gezeigten Beispiel sogar weite Bereiche des gesamten Ankerabschnitts 52 umschließt. Hierdurch kann für eine weitere Stabilisierung der mechanischen Verbindung zwischen dem Zentralkörper 40 und den Randkörpern 42 gesorgt werden. In 7 is an embodiment of a rotor 14 shown in which the solid state element 64 the anchor projections 62 the anchor section 52 or in the example shown even wide areas of the entire anchor section 52 encloses. This allows for further stabilization of the mechanical connection between the central body 40 and the marginal bodies 42 be taken care of.

8 veranschaulicht verschiedene Stadien während der Fertigung eines erfindungsgemäßen Rotors 14. 8(a) zeigt dabei zunächst den Randkörper 40 mit den an seinem Außenumfang vorgesehenen Einbuchtungen 44 sowie dem Verankerungskanal 56, der über die Verbindungsöffnung 58 mit der radial außerhalb liegenden Einbuchtung 44 verbunden ist. 8th illustrates various stages during the manufacture of a rotor according to the invention 14 , 8 (a) shows first the border body 40 with the indentations provided on its outer circumference 44 and the anchoring channel 56 that is above the connection opening 58 with the radially outward indentation 44 connected is.

Wie in 8(b) dargestellt werden anschließend jeweils seitlich neben dem Verbindungskanal 58 auf nach außen gerichteten Oberflächen der Einbuchtungen 44 Magnetelemente 48 angeordnet. As in 8 (b) are then each shown laterally next to the connecting channel 58 on outward surfaces of the indentations 44 magnetic elements 48 arranged.

Anschließend wird, wie in 8(c) dargestellt, ein Randkörper 42 in der Einbuchtung 44 angeordnet. Der Randkörper 42 kann hierzu beispielsweise von einer Stirnseite des Zentralkörpers 40 her eingeschoben werden, sodass sein nach radial innen abragender Steg 54 durch die Verbindungsöffnung 58 verlaufen kann und der daran radial noch weiter innen angeordnete Ankerabschnitt 52 in dem Ankerkanal 56 aufgenommen werden kann. Subsequently, as in 8 (c) represented, a marginal body 42 in the dent 44 arranged. The marginal body 42 For this purpose, for example, from an end face of the central body 40 be inserted, so that its radially inwardly projecting bridge 54 through the connection opening 58 can run and the radially further inwardly arranged anchor portion 52 in the anchor channel 56 can be included.

Anschließend können Festkörperelemente 64, wie in 8(d) veranschaulicht, zwischen den Ankervorsprüngen 62 des Ankerabschnitts 52 und den Schultern 60 des Zentralkörpers 40 zwischengeschoben werden. Im dargestellten Beispiel sind Abmessungen der Festkörperelemente 64 dabei so gewählt, dass die Festkörperelemente 64 als Spannelemente dienen und beim Einschieben der Festkörperelemente 64 der Randkörper 42 wie mit dem Pfeil 76 veranschaulicht nach radial innen verlagert wird. Die Festkörperelemente 64 füllen dabei den Querschnitt zwischen dem Ankervorsprung 62 und der Schulter 60 vollständig aus. Hierdurch wird unter anderem der Bereich der Magnetaufnahme 46 verengt und eine Kraft radial nach innen auf den Randkörper 42 bewirkt. Die in den Magnetaufnahmen 46 aufgenommenen Magnetelemente 48 werden dabei zwischen dem Randkörper 42 und dem Zentralkörper 40 eingeklemmt. Oberflächen der Magnetelemente 48 werden hierbei vorzugsweise an einer Seite in direkte Anlage mit Oberflächen des Randkörpers 42 und an einer entgegengesetzten Seite mit Oberflächen des Zentralkörpers 40 gepresst. Im Gegensatz zu den meisten herkömmlich gefertigten Rotoren verbleibt dabei kein Spiel zwischen den Magnetelementen 48 und Oberflächen des Zentral- und des Randkörpers 40, 42, wodurch magnetische Streuverluste minimiert werden können. Subsequently, solid state elements 64 , as in 8 (D) illustrates between the anchor projections 62 the anchor section 52 and the shoulders 60 of the central body 40 be interposed. In the example shown are dimensions of the solid state elements 64 chosen so that the solid state elements 64 serve as clamping elements and when inserting the solid state elements 64 the marginal body 42 as with the arrow 76 illustrated displaced radially inward. The solid state elements 64 fill the cross section between the anchor projection 62 and the shoulder 60 completely off. As a result, among other things, the area of the magnetic recording 46 narrows and forces radially inward on the rim 42 causes. The in the magnetic pictures 46 recorded magnetic elements 48 be between the edge body 42 and the central body 40 trapped. Surfaces of the magnetic elements 48 in this case are preferably on one side in direct contact with surfaces of the peripheral body 42 and on an opposite side with surfaces of the central body 40 pressed. In contrast to most conventionally manufactured rotors, no play remains between the magnetic elements 48 and surfaces of the central and peripheral bodies 40 . 42 , whereby magnetic leakage can be minimized.

9 zeigt ein Beispiel eines keilförmigen, als Spannelement einsetzbaren Festkörperelements 64. 9 shows an example of a wedge-shaped, usable as a clamping element solid state element 64 ,

In 10 wird eine alternative Möglichkeit zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rotors 14 dargestellt. Der Rotor 14 wird dabei aus geeignet zuvor in Form gestanzten Blechlamellen zusammengesetzt. In den Blechlamellen werden sowohl Bereiche, die später den Zentralkörper 40 bilden, als auch Bereiche, die später die Randkörper 42 bilden, definiert. Wie in 10(a) gezeigt sind diese Bereiche jedoch anfänglich noch miteinander über Brückenbereiche 78 verbunden. In 10 is an alternative possibility for producing a rotor according to the invention 14 shown. The rotor 14 becomes suitable previously assembled in the form of stamped laminations. In the laminations both areas, which later become the central body 40 form, as well as areas, which later became the marginal body 42 form, defined. As in 10 (a) However, initially these areas are still shown together over bridge areas 78 connected.

In die Magnetaufnahmen 46 werden dann, wie in 10(b) dargestellt, Magnetelemente 48 eingeschoben, beispielsweise von einer Stirnseite des Rotors 14 her. Ferner werden Festkörperelemente 64 zwischen die Schultern 60 und die Ankervorsprüngen 62 geschoben. In diesem Fall wirken die Festkörperelemente 64 jedoch nicht als Spannelemente sondern lediglich als Stabilisierungselemente. Sie füllen dabei nicht den gesamten Querschnitt zwischen den Ankervorsprüngen 62 und den Schultern 60 sondern nur einen Teil dieses Querschnitts, beispielsweise etwa 90 % desselben, aus. Into the magnetic recordings 46 then, as in 10 (b) shown, magnetic elements 48 inserted, for example, from an end face of the rotor 14 ago. Furthermore, solid state elements 64 between the shoulders 60 and the anchor projections 62 pushed. In this case, the solid state elements act 64 but not as clamping elements but only as stabilizing elements. They do not fill the entire cross section between the anchor projections 62 and the shoulders 60 but only a part of this cross section, for example, about 90% of the same, from.

Anschließend werden, wie in 10(c) dargestellt, verbleibende Volumina 70 in dem Spalt zwischen dem Zentralkörper 40 und den Randkörpern 42 mit Duroplast 74 ausgegossen. Verbleibende Spalte 80 angrenzend an das Festkörperelement 64 sowie verbleibende Spalte 82 angrenzend an das Magnetelement 48 werden dabei gefühlt, sodass diese Komponenten nach dem Aushärten des Duroplasts 74 stabil in Position gehalten werden. Das Festkörperelement 64 weist dabei eine deutlich höhere mechanische Belastbarkeit auf als der Duroplast 74 und stabilisiert diesen somit insbesondere in dem während des Betriebs des Rotors 14 besonders auf druckbelasteten Bereich zwischen den Schultern 60 und den Ankervorsprüngen 62. Subsequently, as in 10 (c) shown, remaining volumes 70 in the gap between the central body 40 and the marginal bodies 42 with thermoset 74 poured out. Remaining column 80 adjacent to the solid state element 64 and remaining column 82 adjacent to the magnetic element 48 are felt, so that these components after curing of the thermoset 74 stable in position. The solid state element 64 has a much higher mechanical load capacity than the duroplastic 74 and thus stabilizes it in particular during the operation of the rotor 14 especially on pressure-loaded area between the shoulders 60 and the anchor projections 62 ,

Zuletzt wird, wie in 10(d) dargestellt, der Rotor 14 an seinem Außenumfang überdreht und dabei ein Randbereich 84 entfernt. Statt einem Abdrehen können die Randbereiche 84 auch abgespant oder ähnliches werden. Dabei werden auch die zuvor noch existierenden Brückenbereiche 78 entfernt und somit jede Verbindung zwischen dem Zentralkörper 40 und den Randkörpern 42 über magnetisierbares Material unterbrochen. Gegebenenfalls kann abschließend der Rotor 14 an seinem Außenumfang noch bandagiert werden. Last, as in 10 (d) represented, the rotor 14 on its outer circumference over-twisted and thereby an edge area 84 away. Instead of twisting off the edge areas 84 also be riddled or similar. In the process, the previously existing bridge areas will also be included 78 removed and thus any connection between the central body 40 and the marginal bodies 42 interrupted by magnetizable material. If necessary, finally, the rotor 14 be bandaged on its outer circumference.

Alternativ zu einem vollständigen Entfernen der Brückenbereiche 78 können die Brückenbereiche 78 auch als sehr dünne Brückenbereiche 78 stehen gelassen werden. Derart dünne Brückenbereiche 78 können zu einer gewissen Stabilisierung zwischen den Randkörpern 42 und dem Zentralkörper 40 beitragen, insbesondere sodass diese nicht vollkommen getrennt voneinander und somit lose sind. Andererseits ist ein magnetischer Fluss durch derart dünne Brückenbereiche 78 nur sehr geringfügig möglich und dadurch bedingte Verluste sind somit akzeptabel. Alternatively to a complete removal of the bridge areas 78 can the bridge areas 78 also as very thin bridge areas 78 be left standing. Such thin bridge areas 78 can cause some stabilization between the marginal bodies 42 and the central body 40 especially so that they are not completely separated from each other and therefore loose. On the other hand, a magnetic flux is through such thin bridge areas 78 only very slightly possible and resulting losses are therefore acceptable.

In einem geringfügig abgewandelten Fertigungsverfahren können die Blechlamellen derart gestanzt werden, dass die Brückenbereiche 78 eine sehr geringe Dicke gemessen in Radialrichtung aufweisen. Die Randkörper 42 sich daher anfänglich zwar an dem Zentralkörper 40 gehalten, lassen sich aber durch Verbiegen der dünnen Brückenbereiche 78 in Radialrichtung geringfügig verlagern. In diesem Fall können die Festkörperelemente 64 als Spannelemente mit geeigneter Dicke ausgeführt werden. Beim Einführen zwischen die Schultern 60 und die Ankervorsprünge 62 werden diese voneinander weg bewegt und dadurch der zugehörige Randkörper 42 nach radial innen gezogen, vorzugsweise bis seine Innenoberfläche gegen die zuvor aufgenommenen Magnetelemente 48 presst und diese somit spaltfrei zwischen den Randkörper 42 und dem Zentralkörper 40 eingeklemmt sind. Zu einem späteren Zeitpunkt können die Brückenbereiche 78 entfernt werden, beispielsweise durch Überdrehen, Abschleifen oder Abschneiden. In a slightly modified manufacturing process, the laminations can be punched so that the bridge areas 78 have a very small thickness measured in the radial direction. The marginal body 42 Therefore, while initially on the central body 40 held, but can be bent by bending the thin bridge areas 78 Shift slightly in the radial direction. In this case, the solid state elements 64 be designed as clamping elements of suitable thickness. When inserting between the shoulders 60 and the anchor projections 62 they are moved away from each other and thereby the associated peripheral body 42 pulled radially inward, preferably to its inner surface against the previously recorded magnetic elements 48 presses and these thus gap-free between the marginal body 42 and the central body 40 are trapped. At a later date, the bridge areas 78 be removed, for example, by overspeeding, grinding or cutting off.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015203018 A1 [0003] DE 102015203018 A1 [0003]

Claims (14)

Rotor (14) einer elektrischen Maschine, aufweisend: einen länglichen Zentralkörper (40) aus einem magnetisierbaren Material, der an seinem Außenumfang mehrere in Längsrichtung des Rotors (14) verlaufende Einbuchtungen (44) aufweist; mehrere längliche Randkörper (42) aus einem magnetisierbaren Material, welche jeweils in einer der Einbuchtungen (44) des Zentralkörpers (40) vorgesehen sind; mehrere Magnetelemente (48); wobei jeweils zwischen den Einbuchtungen (44) des Zentralkörpers (40) und dem zugehörigen Randkörper (42) eine Magnetaufnahme (46) für mehrere der Magnetelemente (48) gebildet ist, mit einem den zugehörigen Randkörper (42) am Zentralkörper (40) haltenden Ankerabschnitt (52), der in einen Verankerungskanal (56) hineinreicht, wobei der Verankerungskanal (56) sich in Längsrichtung erstreckt, radial innerhalb der Magnetaufnahme (46) vorgesehen ist und über eine Verbindungsöffnung (58) mit der Magnetaufnahme (46) verbunden ist, wobei der Ankerabschnitt (52) mit einem Stegabschnitt (54) durch die Verbindungsöffnung (58) hindurch in den Verankerungskanal (56) verläuft und den Zentralkörper (40) mit einem Ankervorsprung (62) an einer zwischen der Magnetaufnahme (46) und dem Verankerungskanal (56) gebildeten Schulter (60) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerabschnitt (52) einstückig am Randkörper (42) ausgebildet ist und zwischen dem Ankervorsprung (62) des Ankerabschnitts (52) des Randkörpers (42) und der Schulter (60) des Zentralkörpers (40) ein Festkörperelement (64) zwischengelagert ist. Rotor ( 14 ) of an electrical machine, comprising: an elongate central body ( 40 ) of a magnetizable material, which is provided on its outer circumference more in the longitudinal direction of the rotor ( 14 ) extending indentations ( 44 ) having; several elongated marginal bodies ( 42 ) of a magnetizable material, which in each case in one of the indentations ( 44 ) of the central body ( 40 ) are provided; several magnetic elements ( 48 ); each between the indentations ( 44 ) of the central body ( 40 ) and the associated peripheral body ( 42 ) a magnetic recording ( 46 ) for several of the magnetic elements ( 48 ) is formed, with an associated peripheral body ( 42 ) on the central body ( 40 ) holding anchor section ( 52 ) anchored in an anchoring channel ( 56 ), wherein the anchoring channel ( 56 ) extends in the longitudinal direction, radially within the magnetic receptacle ( 46 ) is provided and via a connection opening ( 58 ) with the magnet holder ( 46 ), wherein the anchor portion ( 52 ) with a web section ( 54 ) through the connection opening ( 58 ) into the anchoring channel ( 56 ) and the central body ( 40 ) with an anchor projection ( 62 ) at one between the magnetic recording ( 46 ) and the anchoring channel ( 56 ) formed shoulder ( 60 ) engages behind, characterized in that the anchor portion ( 52 ) in one piece on the edge body ( 42 ) is formed and between the anchor projection ( 62 ) of the anchor section ( 52 ) of the peripheral body ( 42 ) and the shoulder ( 60 ) of the central body ( 40 ) a solid state element ( 64 ) is stored intermediately. Rotor (14) gemäß Anspruch 1, wobei das Festkörperelement (64) aus einem hochfesten nicht-magnetisierbaren Material besteht, insbesondere aus nicht-magnetisierbarem Edelstahl. Rotor ( 14 ) according to claim 1, wherein the solid state element ( 64 ) consists of a high-strength non-magnetizable material, in particular non-magnetizable stainless steel. Rotor (14) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei an dem Zentralkörper (40) und/oder an den Randkörpern (42) abragende Nasen (66) derart ausgebildet sind, dass das Festkörperelement (64) gegen ein Verrutschen innerhalb des Verbindungskanals gesichert ist und/oder beim Einführen in den Verbindungskanal geführt wird. Rotor ( 14 ) according to claim 1 or 2, wherein on the central body ( 40 ) and / or on the peripheral bodies ( 42 ) protruding noses ( 66 ) are formed such that the solid state element ( 64 ) is secured against slipping within the connecting channel and / or is guided during insertion into the connecting channel. Rotor (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Festkörperelement (64) als Stabilisierungselement ausgebildet ist und wenigstens 80% des Querschnitts zwischen dem Ankervorsprung (62) des Ankerabschnitts (52) des Randkörpers (42) und der Schulter (60) des Zentralkörpers (40) ausfüllt. Rotor ( 14 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the solid state element ( 64 ) is formed as a stabilizing element and at least 80% of the cross section between the anchor projection ( 62 ) of the anchor section ( 52 ) of the peripheral body ( 42 ) and the shoulder ( 60 ) of the central body ( 40 ). Rotor (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Festkörperelement (64) als Spannelement ausgebildet ist und den Querschnitt zwischen dem Ankervorsprung (62) des Ankerabschnitts (52) des Randkörpers (42) und der Schulter (60) des Zentralkörpers (40) vollständig ausfüllt und dabei eine in radialer Richtung wirkende Kraft zwischen dem Zentralkörper (40) und dem zugehörigen Randkörper (42) bewirkt, welche den zugehörigen Randkörper hin zum Zentrum des Zentralkörpers presst. Rotor ( 14 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the solid state element ( 64 ) is designed as a clamping element and the cross section between the anchor projection ( 62 ) of the anchor section ( 52 ) of the peripheral body ( 42 ) and the shoulder ( 60 ) of the central body ( 40 ) completely fills and thereby a force acting in the radial direction between the central body ( 40 ) and the associated peripheral body ( 42 ), which presses the associated edge body toward the center of the central body. Rotor (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Festkörperelement (64) den Ankervorsprung (62) des Ankerabschnitts (52) umschließt. Rotor ( 14 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the solid state element ( 64 ) the anchor projection ( 62 ) of the anchor section ( 52 ) encloses. Rotor (14) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Magnetelemente (48) an einer radial nach innen gerichteten Oberfläche direkt an den Zentralkörper (40) angrenzen und/oder an einer radial nach außen gerichteten Oberfläche direkt an einen der Randkörper (42) angrenzen. Rotor ( 14 ) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic elements ( 48 ) on a radially inwardly directed surface directly to the central body ( 40 ) and / or at a radially outwardly directed surface directly to one of the edge body ( 42 ). Rotor (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwischen eine radial nach innen gerichtete Oberfläche der Magnetelemente (48) und den Zentralkörpern (40) ein elastisches Ausgleichselement (68) vorgesehen ist und/oder wobei zwischen eine radial nach außen gerichtete Oberfläche der Magnetelemente (48) und einen der Randkörper (42) ein elastisches Ausgleichselement (68) vorgesehen ist. Rotor ( 14 ) according to one of claims 1 to 6, wherein between a radially inwardly directed surface of the magnetic elements ( 48 ) and the central bodies ( 40 ) an elastic compensating element ( 68 ) is provided and / or wherein between a radially outwardly directed surface of the magnetic elements ( 48 ) and one of the marginal bodies ( 42 ) an elastic compensating element ( 68 ) is provided. Rotor (14) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Volumina (70) innerhalb der Magnetaufnahmen (46), in denen kein Magnetelement (48) aufgenommen ist, sowie Volumina (70) der Verankerungskanäle (56), in denen kein Festkörperelement (64) aufgenommen ist, vollständig mit einem spritzgießbaren Kunststoff befüllt sind. Rotor ( 14 ) according to one of the preceding claims, wherein volumes ( 70 ) within the magnetic recordings ( 46 ), in which no magnetic element ( 48 ), as well as volumes ( 70 ) of the anchoring channels ( 56 ), in which no solid element ( 64 ), are completely filled with an injection-moldable plastic. Rotor (14) gemäß Anspruch 9, wobei der Kunststoff eine geringere mechanische Belastbarkeit ausweist als das in dem Verankerungskanal (56) angeordnete Festkörperelement (64). Rotor ( 14 ) according to claim 9, wherein the plastic has a lower mechanical load capacity than that in the anchoring channel ( 56 ) arranged solid state element ( 64 ). Rotor (14) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei der Kunststoff ein Duroplast ist und/oder faserverstärkt ist. Rotor ( 14 ) according to claim 9 or 10, wherein the plastic is a thermosetting plastic and / or fiber-reinforced. Rotor (14) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die den Magnetelementen (48) zugewandten Flächen der Einbuchtung (44) und der Randkörper (42) derart ausgebildet sind, dass die Magnetelemente in der Magnetaufnahme V-förmig anordnenbar sind. Rotor ( 14 ) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic elements ( 48 ) facing surfaces of the indentation ( 44 ) and the peripheral body ( 42 ) are formed such that the magnetic elements in the magnetic recording V-shaped can be arranged. Rotor (14) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei innerhalb der Randkörper (42) jeweils eine weitere Magnetaufnahme vorgesehen ist, in der die darin vorgesehenen Magnetelemente (48b) V-förmig anordnenbar sind. Rotor ( 14 ) according to one of the preceding claims, wherein within the marginal bodies ( 42 ) is provided in each case a further magnetic receptacle in which the magnetic elements provided therein ( 48b ) Can be arranged in a V-shape. Elektrische Maschine (10) aufweisend: einen Stator (12) und einen relativ zu dem Stator drehbar gelagerten Rotor (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.Electric machine ( 10 ) comprising: a stator ( 12 ) and a rotatably mounted relative to the stator rotor ( 14 ) according to one of claims 1 to 13.
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