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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors.
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Der Einsatz von elektrischen Traktionsmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge erfordert eine hohe Leistungsdichte und einen bestmöglichen Wirkungsgrad bei gleichzeitig geringen Kosten. Um den Anforderungen gerecht zu werden, ist zum einen eine kostenoptimierte Konstruktion sowie zum anderen eine Auslegung an der Grenze der Bauteilfestigkeit notwendig. Hochdrehende Elektromaschinen sorgen für eine hohe Leistungsdichte, führen allerdings auch zu hohen mechanischen Belastungen. Aus dem Stand der Technik ist es in diesem Zusammenhang bekannt, die Rotoren mit einer Vergussmasse zu versehen, vgl. beispielsweise die
EP 2 807 728 B1 , insbesondere für stromerregte Synchronmaschinen, oder die
DE 10 2009 046 716 A1 , für permanenterregte Maschinen. Die
DE 10 2016 205 813 A1 lehrt beispielsweise das Umspritzen im Spritzguss. Problematisch dabei ist, dass beim Vergießen oder Umspritzen Bindenähte entstehen, wenn zwei Fließfronten aufeinandertreffen. Die Festigkeitswerte der Bindenähte liegen deutlich unter den Werkstoffkennwerten des Materials der Vergussmasse. In der Folge entstehen, insbesondere bei hohen Drehzahlen, kritische Spannungszustände während des Betriebs, welche zu Rissbildungen in der Vergussmasse führen können.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und insbesondere höchste Motordrehzahlen ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Rotor gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Rotor für eine elektrische Maschine zumindest eine Nut, wobei die zumindest eine Nut einen Nutboden und, sich insbesondere bzw. im Wesentlichen radial erstreckende, Nutwände aufweist, und wobei zwischen den Nutwänden ein Trennelement vorgesehen ist, welches sich entlang der Nut bzw. entlang einer Rotationsachse des Rotors erstreckt und wobei das Trennelement zumindest abschnittsweise derart am Nutboden angeordnet oder befestigt ist, bzw. sich allgemein derart radial von diesem weg erstreckt, dass entlang der Nut Nutkammern gebildet sind, und wobei die Nutkammern zumindest bereichsweise eine Füllung mit Vergussmasse aufweisen, welche durch eine radiales Einbringen von Vergussmasse in die Nutkammer(n), insbesondere durch ein radiales Umspritzen des Rotors, hergestellt ist. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um eine fremd- bzw. stromerregte Synchronmaschine. Dieser Motortyp bietet unter anderem den Vorteil, dass zu dessen Herstellung keine seltenen Erden benötigt werden. Bevorzugt umfasst der Rotor eine Vielzahl von Nuten, beispielsweise acht, sowie eine entsprechende Anzahl von Rotorzähnen bzw. Trennelementen. Die Nutwände werden durch die Polzähne bzw. die Rotorzähne gebildet. Um die Rotorzähne bzw. Polzähne herum ist bzw. wird die Wicklung angeordnet, sodass das bzw. die Trennelemente sozusagen zwischen den Wicklungen benachbarter Rotorzähne angeordnet sind. Dabei ist das Trennelement bzw. sind die Trennelemente insbesondere derart am Nutboden angeordnet bzw. auch befestigt, dass entlang der Nut die Nutkammern gebildet sind. Mit Vorteil kann hierdurch ein um einen Rotorzahn umlaufendes Nutkammersegment gebildet werden, welches den Rotorzahn bzw. einen Polzahn, bevorzugt vollumfänglich - und damit auch stirnseitig - umschließt. Die vorgenannten Nutkammern bilden dabei den axialen Teil der Nutkammersegmente. Die Nutkammern bzw. ein derart umlaufendes Nutkammersegment kann die Entstehung von Bindenähten weitgehend vermeiden. Das radiale Einbringen der Vergussmasse ermöglicht insbesondere die Verlagerung etwaiger Bindenähte in unkritische Bereiche, nämlich weg von den Stirnseiten des Rotors.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform trennt das Trennelement die Nutkammern vollständig. Das Trennelement ist gemäß einer Ausführungsform also bevorzugt über seine ganze Länge am Nutboden form- und/oder kraftschlüssig bzw. auch stoffschlüssig befestigt. Dies bedeutet nicht, dass es durchgehend befestigt sein muss. Dies ist möglich, aber nicht zwingend erforderlich. Ebenso ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Trennelement vollständig spaltfrei am Nutboden befestigt ist. Das Trennelement als solches ist bevorzugt geschlossen bzw. dicht, sodass sichergestellt ist, dass eine geschlossene Nutkammer bzw. ein geschlossenes Nutkammersegment gebildet werden kann. Alternativ kann das Trennelement, zumindest abschnittsweise, auch Aussparungen, Öffnungen oder dergleichen aufweisen, wodurch ein zusätzlicher Formschluss und ein zusätzliches Halten des Trennelements durch die Vergussmasse bewirkt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Trennelement bzw. eine Wand des Trennelements eine (Oberflächen-)Struktur, beispielsweise umfassend Vor- und/oder Rücksprünge, welche einen Formschluss mit der Vergussmasse ermöglichen, wodurch sich die Vergussmasse mit dem Trennelement vorteilhafterweise z. B. verklammern kann. Bevorzugt ist das Trennelement entlang der Rotationsachse gerade bzw. im Wesentlichen gerade ausgebildet, kann alternativ aber zumindest abschnittsweise auch davon abweichend geformt sein, um beispielsweise das Fließverhalten der Vergussmasse zu beeinflussen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement bzw. sind die Trennelemente direkt durch das vorgenannte Spritzgussverfahren geformt bzw. gebildet, insbesondere also zusammen mit der Imprägnierung bzw. zusammen mit einer Isolationsschicht ausgebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement insbesondere formschlüssig am Nutboden angeordnet bzw. befestigt. Gemäß einer Ausführungsform ist beispielsweise am Nutboden eine Geometrie ausgebildet, in welche das Trennelement entlang der Rotations- bzw. Rotorachse, insbesondere formschlüssig, eingeschoben und gehalten werden kann. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rotorblechpaket mit einer Imprägnierung versehen, welche beispielsweise mit einem Spritzgussverfahren appliziert wurde. Hierbei ist beispielsweise am Nutboden eine entsprechende Geometrie, beispielsweise in Form einer Klammer, eines Hinterschnitts oder einer Nut vorgehalten, welche die Anordnung und ein Halten des Trennelements ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement im Querschnitt keilförmig bzw. im Wesentlichen keilförmig ausgebildet, insbesondere als ein sich in Richtung der Rotationsachse verjüngender Keil. Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement insbesondere derart gestaltet, dass ein Abstand des Trennelements zu den benachbarten Wicklungen in radialer Richtung im Wesentlichen konstant ausgebildet ist, was für das Umgießen vorteilhaft sein kann. Zusätzlich oder alternativ ist das Trennelement derart ausgebildet, dass es die Wicklungen zumindest abschnittsweise in radialer Richtung und/oder entlang der Rotationsachse berührt bzw. an diesen anliegt, wodurch eine zusätzliche Fixierung der Wicklung(en) erreicht werden kann.
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Durch die Trennelemente kann eine bessere und vollständigere Ummantelung der Wicklungen/Drähte mit Vergussmasse erreicht werden, da die Vergussmasse beim Umgießen bzw. Umspritzen nicht die Nut(en) vorfüllt und dort erstarrt, bevor sie zwischen die Drähte geflossen ist, sondern stattdessen quasi durch die Drähte/Wicklungen gedrückt bzw. „gezwängt“ oder gepresst wird. Damit kann ein derart stabiler und fester Rotoraufbau erreicht werden, dass auf weitere Stützmaßnahmen verzichtet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement als solches fest bzw. steif ausgebildet und damit geeignet, die gesamte Anordnung zu versteifen. Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das Trennelement aus einem Kunststoffwerkstoff, wie einem Thermoplast oder einem Duroplast, oder aus einem Verbundwerkstoff gefertigt. Alternativ oder in Kombination ist das Trennelement aus einem Metallwerkstoff, beispielsweise Aluminium, gefertigt. Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement als Hohlkörper ausgebildet, wodurch das Gewicht der gesamten Anordnung gesenkt werden kann. Alternativ ist das Trennelement elastisch ausgebildet und wird beispielsweise durch einen Elastomer- oder Nomex-Streifen gebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement als I-Profil ausgebildet, weist also mit Vorteil eine sehr einfache und damit kostengünstig herzustellende Form auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Trennelement ein Deckelement auf bzw. umfasst ein solches, wobei das Deckelelement ausgelegt ist, die Nut in radialer Richtung bzw. nach außen hin zu schließen. Ein derartiges Deckelelement wird beispielsweise auch als Deckschieber bezeichnet. Bevorzugt ist das Deckelelement ausgelegt, die Nut, insbesondere entlang der Rotationsachse vollständig zu schließen. Dabei kann das Deckelelement als gesondertes Bauteil ausgebildet sein, welches nachträglich angeordnet wird, oder aber auch als ein Teil oder Abschnitt des Trennelements geformt sein. Insbesondere wenn das Trennelement keilförmig ausgebildet ist, kann der Keil derart gestaltet sein, dass das Deckelement quasi mit ausgebildet wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Trennelement beispielsweise als T-Profil ausgebildet, wodurch in einfacher Weise die Trennfunktion, für die Bildung der beiden Nutkammern, sowie die Deckelfunktion, zum Abschließen der Nut nach außen hin, bereitgestellt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Deckelement zumindest eine Öffnung auf, wobei die zumindest eine Öffnung einen Anspritzpunkt für die Vergussmasse formt. Mit Vorteil kann über die zumindest eine Öffnung, Ausnehmung etc. die Vergussmasse eingebracht werden. Alternativ kann die Öffnung auch dadurch gebildet werden, dass je Nut z. B. mehrere Deckelelemente, beispielsweise zwei, verwendet werden, welche mit einem gewissen Abstand zueinander entlang der Rotationsachse angeordnet sind, wobei der Abstand die Öffnung bildet. Zweckmäßigerweise weist ein Deckelelement zwei derartige Öffnungen auf, wodurch zwei nebeneinanderliegende, von einem Trennelement getrennte, Nutkammern, bevorzugt auch gleichzeitig, gefüllt werden können.
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Wie bereits erwähnt, umfasst der Rotor bevorzugt eine Vielzahl von Rotorzähnen, wobei durch die Trennelemente um die Rotorzähne umlaufende Nutkammersegmente gebildet sind. Damit kann vorteilhafterweise die Bildung von kritischen Bindenähten weitgehend vermieden oder zumindest in unkritische Bereiche hinein verlegt werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die jeweiligen Nutkammersegmente getrennt voneinander, bevorzugt aber durchaus gleichzeitig, mit Vergussmasse befüllt, wobei hierzu zweckmäßigerweise für jedes Nutkammersegment ein Anspritzpunkt vorgesehen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform überragt bzw. überragen das oder die Trennelemente ein Rotorblechpaket des Rotors stirnseitig. Bevorzugt überragt das Trennelement das Rotorblechpaket stirnseitig an beiden Enden. Damit wird erreicht, dass um jeweils einen Rotorzahn herum ein vollständig umlaufendes Nutkammersegment gebildet werden kann, welches zwei axial verlaufende Nutkammern sowie zwei stirnseitig verlaufende Nutkammern umfasst. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind an den Enden des Rotorblechpakets Stirnscheiben bzw. Sternscheiben angeordnet, welche dazu dienen, die Drähte der Wicklungen umzulenken und diese zusätzlich zu fixieren. Zweckmäßigerweise gibt es also einen Blechpaket-Bereich und einen Wickelkopfbereich. Mit Vorteil können die Trennelemente in den bzw. die Wickelkopfbereiche hineinragen.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich an beiden Rotorenden Stützringe vorgesehen sind, welche eine zusätzliche Stabilität und Fixierung ermöglichen und beispielsweise mit Hilfe einer Presspassung auf die Sternscheiben montiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Rotor zumindest ein Stirnelement, welches stirnseitig am Rotor bzw. am Rotorblechpaket (bevorzugt an beiden Enden) angeordnet oder anordenbar ist, wobei das Stirnelement derart geformt ist, dass es eine Form oder Geometrie der Trennelemente fortführt. Insbesondere weist das Stirnelement eine Innenstruktur bzw. eine Verrippung auf, welche Stege formt, die im Querschnitt an den Querschnitt der Trennelemente angepasst sind. Dadurch können an den Stirnseiten die Nutkammern weitergeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stirnelement zur Gewichtsreduktion aus einem Aluminiumwerkstoff oder Verbundwerkstoff, wie z. B. einem glas- oder kohlefaserverstärkten Kunststoff, gefertigt. Bevorzugt weist das Stirnelement einen zylindrischen Abschnitt sowie einen Stirnabschnitt auf, wobei der Stirnabschnitt gemäß einer Ausführungsform als eine etwa senkrecht zur Rotationsachse stehende Kreisscheibe ausgebildet ist, während der zylindrische Abschnitt derart ausgelegt und geformt ist, dass er den Wickelkopfbereich des Rotors radial umschließt. Bevorzugt umfasst der zylindrische Abschnitt einen äußeren Dichtbereich bzw. eine äußere Dichtfläche, welche zur Anlage am Rotor vorgesehen ist. Mit Vorteil weist das Stirnelement einen Flanschbereich auf, welcher sich vom Stirnabschnitt weg in Richtung des Rotors erstreckt. Die vorgenannte Verrippung erstreckt sich zweckmäßigerweise zwischen dem zylindrischen Abschnitt, dem Stirnabschnitt und dem Flanschbereich. Stirnseitig am Flanschbereich ist zweckmäßigerweise ein innerer Dichtbereich bzw. eine innere Dichtfläche ausgebildet, welcher beispielsweise als Kreisringfläche geformt und zur Anlage oder Anordnung an einer korrespondierenden Fläche des Rotors im Wickelkopfbereich ausgelegt ist. Zweckmäßigerweise kann dadurch nach innen, also zu Rotationsachse hin, das Nutkammersegment geschlossen werden. Nach außen hin wird das Nutkammersegment durch den zylindrischen Abschnitt, umfassend den äußeren Dichtbereich, geschlossen. Sowohl am inneren Dichtbereich als auch am äußeren Dichtbereich können für eine zusätzliche Abdichtung Dichtelemente vorgesehen sein.
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Alternativ kann die Funktion und Geometrie des Stirnabschnitts auch durch ein Werkzeug, insbesondere ein Spritzgusswerkzeug, bereitgestellt werden, in welches der Rotor zum Umspritzen eingelegt bzw. angeordnet wird. Die Verwendung der Stirnelemente ist allerdings durchaus vorteilhaft, da deren Anordnung für zusätzliche Stabilität sorgt.
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Bevorzugt umfasst der Rotor die Vergussmasse, wobei die Vergussmasse durch das radiale Anspritzen des Rotors aufgebracht bzw. appliziert ist. Bei der Vergussmasse kann es sich je nach Ausführungsform um einen Kunststoffwerkstoff, z. B. um einen Thermoplast, insbesondere bevorzugt aber um einen Duroplast, handeln. Bevorzugt erfolgt das Aufbringen der Vergussmasse im Spritzguss. Der Rotor wird hierzu in ein geeignetes Spritzgusswerkzeug eingelegt und, bevorzugt, mit einem Duroplast umspritzt.
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Zweckmäßigerweise ist eine Vielzahl von Anspritzpunkten vorgesehen, wobei über die Anspritzpunkte die Vergussmasse auf den Rotor geleitet wird. Bevorzugt sind die Anspritzpunkte umfänglich verteilt bzw. ausgebildet.
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Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors, umfassend die Schritte:
- - Anordnen eines erfindungsgemäßen Rotors in einem Spritzgusswerkzeug;
- - Radiales Um- oder Anspritzen des Rotors mit Vergussmasse.
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Bevorzugt erfolgt das An- oder Umspritzen mit bzw. in einem Spritzgusswerkzeug, wobei für ein vollständiges Umspritzen mit Einspritzdrücken von 500 bar und mehr gearbeitet wird. Der Rotor bzw. das Verfahren ermöglicht ein Vermeiden kritischer Spannungszustände und führt damit zu geringeren Eigenspannungen im Rotor. Insbesondere die Anzahl von Bindenähten kann reduziert bzw. in unkritische Bereiche hinein verlagert werden. Ermöglicht wird auch eine bessere Ummantelung der Wicklungen bzw. Drähte, da beim An- bzw. Umspritzen die Vergussmasse nicht die Nut vorfüllt und dort erstarrt bevor sie zwischen die Drähte geflossen ist, sondern quasi durch die Drähte „gezwängt“ wird. Auf weitere Stützmaßnahmen kann mit Vorteil verzichtet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Radiales Einspritzen in eine Nutkammer zum Füllen eines Nutkammersegments.
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Zweckmäßigerweise ist je Nutkammersegment nur ein Anspritzpunkt nötig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Mittiges Einspritzen in eine Nutkammer, bezogen auf eine Rotationsachse bzw. eine Länge des Rotors.
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Damit kann erreicht werden, die beim Umgießen entstehenden Bindenähte beispielsweise weg von den Stirnseiten des Rotors zu legen. Vorteilhafterweise wird die Bindenaht bei dieser Vorgehensweise in etwa mittig auf der gegenüberliegenden Seite des Nutkammersegments ausgebildet, ebenfalls in etwa mittig. Dieser Bereich, insbesondere wenn er von einem Deckelement verschlossen ist, ist als besonders unkritisch anzusehen. Durch die Montage der Trennelemente und das radiale Anspritzen des Rotors, bevorzugt in der Mitte und insbesondere nahe an dem jeweiligen Trennelement, gibt es nur noch eine Bindenaht je Nutkammersegment, und diese liegt zweckmäßigerweise ebenfalls in der axialen Mitte. Dort ist die mögliche Rissbildung im Kunststoff im Betrieb eher unkritisch zu bewerten. Jedes Nutkammersegment bzw. jeder Rotorzahn kann einzeln umspritzt werden. Mehrere Nutkammersegmente oder auch alle können gemäß einer Ausführungsform auch gleichzeitig umspritzt werden. Es können hierzu ein oder mehrere Plastifiziereinheiten verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft auch einen Elektromotor, umfassend einen erfindungsgemäßen Rotor. Der Elektromotor kann als fremd- bzw. stromerregte Synchronmaschine ausgebildet sein. Er kann sowohl als Innen- als auch als Au-ßenläufer ausgebildet sein. Daneben kann der Motor auch eine permanenterregte Synchronmaschine sein.
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Für das Verfahren und den Elektromotor gelten die im Zusammenhang mit dem Rotor erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend sowie umgekehrt.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Rotoren bzw. Komponenten mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Verschiedene Merkmale können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Skizze zum Verdeutlichen der Entstehung von Bindenähten;
- 2: einen Rotor ohne Trennelemente sowie die Ausbildung von Bindenähten;
- 3: einen Rotor mit Trennelementen;
- 4: einen Rotor mit Trennelementen, entlang einer Rotationsachse gesehen;
- 5: zwei Teilansichten von Rotoren mit unterschiedlich geformten Trennelementen;
- 6: eine perspektivische Ansicht eines Rotors;
- 7: zwei Ansichten einer Ausführungsform eines Stirnelements.
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1 zeigt schematisch die Ausbildung von zwei Fließfronten 62, welche dadurch entstehen, dass Vergussmasse 60, wie durch die Pfeile angedeutet, durch einen Kanal oder dergleichen gespritzt wird. Beim Aufeinandertreffen zweier derartiger Fließfronten 62 entsteht im Kontaktbereich eine Bindenaht 64, vgl. die untere Bildhälfte. Deren Festigkeitswerte liegen deutlich unter den eigentlichen Festigkeitswerten der Vergussmasse 60. Im Falle eines Rotors stellt sich insbesondere die Herausforderung, derartige Bindenähte sowohl zu vermeiden als auch zumindest in unkritische Bereiche zu verlegen.
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2 zeigt schematisch einen Rotor 10, welcher in einem Spritzgusswerkzeug 80 angeordnet ist. Der Rotor weist eine Vielzahl von Rotorzähnen bzw. Polzähnen 30 auf, wobei zwischen diesen Rotornuten 20 ausgebildet sind. Beim axialen Anspritzen von Vergussmasse 60 über stirnseitig positionierte Anspritzpunkte 66 kommt es durch die Verteilung der Vergussmasse 60 sowohl innerhalb der Nuten 20 als auch stirnseitig zur Bildung von Bindenähten 64 (gestrichelt dargestellt). Das Fließen der Vergussmasse ist schematisch durch die kleinen Pfeile skizziert.
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3 zeigt demgegenüber, dass durch Trennelemente 40 Nutkammern 26 geformt werden, welche die Ausbildung von Bindenähten 64 in diesen Bereichen unterbinden. Die Trennelemente 40 sind dort positioniert, wo vormals die Bindenähte 64 entstanden sind. Anstatt dass an dieser Stelle bzw. an diesen Stellen nun Fließfronten von Vergussmasse 60 aneinanderstoßen, treffen diese auf die Trennelemente 40. Hervorzuheben sind insbesondere die in Bezug auf eine Länge des Rotors 10 in etwa mittig positionieren Anspritzpunkte 66, welche ermöglichen bzw. bewirken, dass die Entstehung von Bindenähten 64 in unkritische Bereiche hinein verlegt werden kann, insbesondere beispielsweise weg von den Stirnseiten. Vorliegend kann deren Entstehung z. B. in die Nutkammern 26 hinein verlegt werden, insbesondere in Bezug auf die Länge des Rotors 10 ebenfalls in etwa mittig. In dieser schematischen Ansicht ist deutlich zu erkennen, dass durch Form und Lage der Trennelemente 40, welche den Rotor 10 stirnseitig überragen, jeweils, die einzelnen Rotorzähne bzw. Polzähne umgebende, Nutkammersegmente 29 gebildet werden können. Je Nutkammersegment 29 ist mit Vorteil ein Anspritzpunkt 66 vorgesehen.
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4 zeigt, entlang einer Rotationsachse R gesehen, eine schematische Ansicht eines Rotors 10, umfassend eine Vielzahl von Rotorzähnen bzw. Polzähnen 30 sowie dazwischen ausgebildeten Nuten 20. In den Nuten 20 sind Trennelemente 40 umfänglich angeordnet, sodass Nutkammern 26 gebildet sind, welche sich entlang der Rotationsachse R erstrecken. Hervorzuheben ist insbesondere, dass die Trennelemente 40 direkt bzw. unmittelbar an einen Nutboden 22 angeordnet bzw. dort befestigt sind. Somit ist eine vollständige Trennung in entlang der Rotationsachse R verlaufende Nutkammern 26 gewährleistet. Pfeile P skizzieren das radiale Einbringen, insbesondere ein Einspritzen, von Vergussmasse.
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5 zeigt schematisch in seiner linken Bildhälfte einen Ausschnitt eines Rotors mit zwei Rotorzähnen 30 sowie eines dazwischen angeordneten im Wesentlichen keilförmigen Trennelements 40. Angedeutet sind in dieser Ausführungsform auch Drähte bzw. Wicklungen 32. Die keilförmige Form des Trennelements 40 schließt eine Nut 20 nach außen hin ab. Demgegenüber ist in der rechten Bildhälfte ein etwa T-förmiges Trennelement 40 dargestellt, welches ein separates Deckelelement 42 umfasst. Das Trennelement 40, umfassend das Deckelement 42, kann einstückig bzw. integral oder auch getrennt, insbesondere zweiteilig, ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform wird das Deckelelement 42 auch erst nachträglich angeordnet, wobei es hierzu beispielsweise formschlüssig mit dem Trennelement 40 verbunden ist. Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet eine Nutwand, während das Bezugszeichen 22 einen Nutboden bezeichnet.
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6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Rotor 10, umfassend ein Rotorblechpaket 12 sowie daran angrenzende Wickelbereiche 14. Stirnseitig am Rotorblechpaket 12 sind jeweils Stirn- bzw. Sternscheiben 16 angeordnet, welche die Drähte bzw. Wicklungen umlenken und diese, insbesondere durch deren Form, zusätzlich fixieren. Auf den Sternscheiben bzw. Stirnscheiben 16 können für eine zusätzliche Stabilität und Fixierung, beispielsweise mittels Presspassung, Stützringe angeordnet werden, welche allerdings hier nicht dargestellt sind. Diese können ebenfalls die Trennelemente in radialer Richtung abstützen. 6 soll insbesondere Form und Lage der Wickelkopfbereiche 14 verdeutlichen, in welche hinein Trennelemente ragen können.
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7 zeigt zwei Ansichten eines Stirnelements 50, wobei in der rechten Bildhälfte eine Schnittdarstellung dargestellt ist, vgl. die Schnittlinie in der linken Bildhälfte. Insbesondere ist in der linken Bildhälfte eine Vielzahl von Stegen 52 zu erkennen, wobei diese Stege zweckmäßigerweise derart geformt sind, dass sie mit Trennelementen, wie sie beispielsweise bei dem Rotor aus 4 skizziert sind, zusammenwirken bzw. diese weiterführen. Ein derartiges Stirnelement 50 bzw. derartige Stirnelemente 50 werden stirnseitig an den Rotorenden befestigt, vgl. hierzu insbesondere die 6. Durch die Struktur bzw. innenseitige Verrippung, umfassend die Stege 52, werden sozusagen stirnseitige Kammern 28 gebildet, welche die axialen Nutkammern weiterführen, wodurch Nutkammersegmente um die Rotorzähne herum gebildet werden können. Radial nach außen werden die stirnseitigen Nutkammern 28 durch einen zylindrischen Abschnitt 55 des Stirnelements 50 geschlossen, radial nach innen über einen Flanschbereich 56. Den axialen Abschluss nach außen hin bildet ein Stirnabschnitt 54, nach innen, also zum Rotor hin, ein innerer Dichtbereich 57. In der rechten Bildhälfte ist insbesondere der Grundaufbau des Stirnelements 50 zu erkennen, umfassend den Stirnabschnitt 54 sowie den zylindrischen Abschnitt 55. Am zylindrischen Abschnitt 55 ist ein äußerer Dichtbereich 58 ausgebildet. Vom Stirnabschnitt 54 erstreckt sich der Flanschbereich 56 in Richtung des bzw. eines Rotors, weleher stirnseitig den inneren Dichtbereich 57 aufweist. In Zusammenschau mit 6 wird die Wirkung der Dichtflächen 57 und 58 bzw. die mögliche Anordnung eines bzw. des Stirnelements 50 an einem Rotor sehr gut deutlich und verständlich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rotor
- 12
- Rotorblechpaket
- 14
- Wickelkopfbereich
- 16
- Stern-/Stirnscheibe
- 20
- (Rotor-)Nut
- 22
- Nutboden
- 24
- Nutwand
- 26
- Nutkammer
- 28
- stirnseitige Kammer
- 29
- Nutkammersegment
- 30
- (Rotor-)Zahn
- 32
- Wicklung
- 40
- Trennelement
- 42
- Deckelement
- 50
- Stirnelement
- 52
- Steg
- 54
- Stirnabschnitt
- 55
- zylindrischer Abschnitt
- 56
- Flanschbereich
- 57
- innerer Dichtbereich
- 58
- äußerer Dichtbereich
- 60
- Vergussmasse
- 62
- Fließfront
- 64
- Bindenaht
- 66
- Anspritzpunkt
- 80
- Spritzgusswerkzeug
- R
- Rotorachse, Rotationsachse
- P
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2807728 B1 [0002]
- DE 102009046716 A1 [0002]
- DE 102016205813 A1 [0002]
