DE102019127583A1

DE102019127583A1 - Rotor device and method for producing a rotor device for an electric machine, in particular for a vehicle drive for an electric vehicle

Info

Publication number: DE102019127583A1
Application number: DE102019127583.0A
Authority: DE
Inventors: Tobias Engelhardt; Daniel Knoblauch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Rotoreinrichtung (1) und Rotoreinrichtung (1) mit wenigstens einem Rotor (2) umfassend einen Rotorkern (3) und eine Mehrzahl von Rotorpolen (12). Der Rotorkern (3) umfasst ein inneres Blechpaket (13) und mehrere um das innere Blechpaket (13) radial herum angeordnete äußere Blechpakete (23). Um das innere Blechpaket (13) herum wird für jeden Rotorpol (12) jeweils wenigstens eine innere Magneteinheit (4) angeordnet. Die äußeren Blechpakete (23) werden von radial außen auf die inneren Magneteinheiten (4) aufgesetzt, sodass die inneren Magneteinheiten (4) zwischen dem inneren Blechpaket (13) und den äußeren Blechpaketen (23) eingebettet sind und sogenannte im Rotorkern (12) vergrabene Magneteinheiten (4) bilden.Method for producing a rotor device (1) and rotor device (1) with at least one rotor (2) comprising a rotor core (3) and a plurality of rotor poles (12). The rotor core (3) comprises an inner laminated core (13) and several outer laminated cores (23) arranged radially around the inner laminated core (13). At least one inner magnet unit (4) is arranged around the inner laminated core (13) for each rotor pole (12). The outer laminated cores (23) are placed radially on the outside of the inner magnet units (4) so that the inner magnetic units (4) are embedded between the inner laminated core (13) and the outer laminated cores (23) and are so-called buried in the rotor core (12) Form magnet units (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rotoreinrichtung und eine Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug.The present invention relates to a method for producing a rotor device and a rotor device for an electric machine, in particular for a vehicle drive for an electric vehicle.

Für Rotoren von permanent erregten elektrischen Maschinen werden in der Regel sogenannte eingegrabene Permanentmagnete eingesetzt, welche innerhalb eines Rotorkerns eingebettet sind. Dadurch ergibt sich ein günstiger Wirkungsgrad, welcher im Wesentlichen auf der Nutzung des Reluktanzmoments beruht.So-called buried permanent magnets, which are embedded within a rotor core, are generally used for rotors of permanently excited electrical machines. This results in a favorable degree of efficiency, which is essentially based on the use of the reluctance torque.

Die zum Einbetten der Magnete notwendige Herstellung von Hohlräumen im Rotorkern steht jedoch einer kostengünstigen und wirtschaftlichen Fertigung der Maschine entgegen. Auch das Einführen der Magnete in die Hohlräume bedeutet häufig einen erheblichen Mehraufwand bei der Montage. Alternativ zu den eingegrabenen Magneten werden im Stand der Technik sog. Oberflächenmagnete eingesetzt, welche an einer radialen Außenseite des Rotorkerns befestigt und beispielsweise verklebt oder verklemmt werden. Allerdings bieten Rotoren mit Oberflächenmagneten nicht den Vorteil aus der Nutzung des Reluktanzmoments. Derartige elektrische Maschinen und Herstellungsverfahren werden auch in den Patentanmeldungen DE 10 2019 117 691.3 und DE 10 2019 117 686.7 beschrieben. Die gesamte Offenbarung der DE 10 2019 117 691.3 und die gesamte Offenbarung der DE 10 2019 117 686.7 werden hiermit Teil des Offenbarungsgehalts der vorliegenden Anmeldung.However, the production of cavities in the rotor core, which is necessary for embedding the magnets, stands in the way of cost-effective and economical production of the machine. The introduction of the magnets into the cavities often means a considerable amount of additional work during assembly. As an alternative to the buried magnets, so-called surface magnets are used in the prior art, which are attached to a radial outside of the rotor core and, for example, glued or clamped. However, rotors with surface magnets do not offer the advantage of using the reluctance torque. Such electrical machines and manufacturing processes are also described in the patent applications DE 10 2019 117 691.3 and DE 10 2019 117 686.7 described. The entire revelation of the DE 10 2019 117 691.3 and the entire revelation of the DE 10 2019 117 686.7 hereby become part of the disclosure content of the present application.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor für eine elektrische Maschine bereitzustellen, welcher einen günstigen Wirkungsgrad erlaubt und zugleich besonders unaufwendig und vorzugsweise besonders wirtschaftlich herstellbar ist.In contrast, it is the object of the present invention to provide a rotor for an electrical machine which allows a favorable degree of efficiency and at the same time is particularly inexpensive and preferably particularly economical to manufacture.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine erfindungsgemäße Rotoreinrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 12. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a method having the features of claim 1. A rotor device according to the invention is the subject matter of claim 12. Preferred developments of the invention are the subject matter of the subclaims. Further advantages and features of the present invention emerge from the general description and the description of the exemplary embodiment.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung einer Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine und insbesondere für einen Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug. Insbesondere dient die Rotoreinrichtung zur Verwendung in einer permanent erregten Synchronmaschine. Die Rotoreinrichtung umfasst wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorkern und mit einer Mehrzahl von Rotorpolen. Der Rotorkern weist wenigstens ein inneres Blechpaket und wenigstens zwei und vorzugsweise mehrere um das innere Blechpaket radial herum angeordnete äußere Blechpakete auf. Insbesondere umfasst der Rotorkern für jeden Rotorpol jeweils wenigstens ein äußeres Blechpaket. Insbesondere werden das innere Blechpaket und die äußeren Blechpakete durch separate Bauteile bereitgestellt. Dabei wird um das innere Blechpaket herum, insbesondere an einer radialen Außenseite des inneren Blechpakets, für jeden Rotorpol jeweils wenigstens eine innere Magneteinheit (von radial außen aus) angeordnet und vorzugsweise ausgerichtet. Die äußeren Blechpakete werden von radial außen wenigstens auf die inneren Magneteinheiten und/oder wenigstens auf das innere Blechpaket aufgesetzt und vorzugsweise ausgerichtet. Diese Anordnung erfolgt derart, dass die inneren Magneteinheiten zwischen dem inneren Blechpaket und den äußeren Blechpaketen eingebettet sind und vorzugsweise sogenannte im Rotorkern vergrabene Magneteinheiten bilden.The method according to the invention is used to produce a rotor device for an electric machine and in particular for a vehicle drive for an electric vehicle. In particular, the rotor device is used in a permanently excited synchronous machine. The rotor device comprises at least one rotor with at least one rotor core and with a plurality of rotor poles. The rotor core has at least one inner laminated core and at least two and preferably several outer laminated cores arranged radially around the inner laminated core. In particular, the rotor core comprises at least one outer laminated core for each rotor pole. In particular, the inner laminated core and the outer laminated core are provided by separate components. In this case, at least one inner magnet unit (from the radial outside) is arranged and preferably aligned around the inner laminated core, in particular on a radial outside of the inner laminated core, for each rotor pole. The outer laminated cores are placed radially on the outside at least onto the inner magnet units and / or at least onto the inner laminated core and are preferably aligned. This arrangement takes place in such a way that the inner magnet units are embedded between the inner laminated core and the outer laminated cores and preferably form so-called magnet units buried in the rotor core.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Möglichkeit der radialen Montage des Rotorkerns und der darin eingegrabenen Magneteinheiten. Dadurch können die Vorteile von eingegrabenen Magneten genutzt werden, ohne dass aufwendige Hohlräume bzw. Ausnehmungen im Inneren des Rotorkerns hergestellt werden müssen. Zudem ist kein zeitintensives Einführen der Magnete in den Rotorkern nötig. Bei der Erfindung werden die eingegrabenen Magneteinheiten einfach von radial außen auf dem inneren Blechpaket abgelegt. Die Positionen für die inneren Magneteinheiten sind von außen frei zugänglich und erheblich einfacher zu erreichen. Durch das Aufsetzen der äußeren Blechpakete werden die Magneteinheiten dann im Rotorkern eingebettet, ohne dass zuvor eine Herstellung von Hohlräumen notwendig ist. Durch die Erfindung können permanent erregte elektrische Maschinen mit einem besonders günstigen Wirkungsgrad erheblich wirtschaftlicher hergestellt werden.The method according to the invention offers many advantages. The possibility of radial assembly of the rotor core and the magnet units buried therein offers a considerable advantage. As a result, the advantages of buried magnets can be used without having to produce complex cavities or recesses in the interior of the rotor core. In addition, no time-consuming introduction of the magnets into the rotor core is necessary. In the case of the invention, the buried magnet units are simply deposited onto the inner laminated core from the radial outside. The positions for the inner magnet units are freely accessible from the outside and are much easier to reach. By placing the outer laminated core, the magnet units are then embedded in the rotor core without the need to create cavities beforehand. The invention enables permanently excited electrical machines to be manufactured considerably more economically with a particularly favorable degree of efficiency.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenigstens die wie zuvor beschrieben angeordneten und vorzugsweise ausgerichteten inneren Blechpakete und äußeren Blechpakete und inneren Magneteinheiten mit wenigstens einem Spritzwerkstoff umspritzt werden. Insbesondere werden dadurch im Rotor vorhandene Hohlräume wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig gefüllt. Vorzugsweise wird dadurch auch eine radiale Außenseite des Rotors wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig bedeckt. Das Umspritzen kann in wenigstens einer Vergussform erfolgen. Insbesondere werden wenigstens teilweise solche Hohlräume gefüllt, welche als Flussbarrieren ausgebildet sind. Insbesondere werden Hohlräume zwischen den inneren und äußeren Blechpaketen und/oder Hohlräume zwischen den inneren Blechpaketen, den äußeren Blechpaketen und den inneren Magneteinheiten und gegebenenfalls äußeren Magneteinheiten und gegebenenfalls weiteren Magneteinheiten mit dem Spritzwerkstoff wenigstens teilweise gefüllt. Vorzugsweise dient der Spritzwerkstoff auch als Vergussmaterial.In a particularly advantageous embodiment, it is provided that at least the inner laminated cores and outer laminated cores and inner magnet units arranged and preferably aligned as described above are encapsulated with at least one spray material. In particular, as a result, cavities present in the rotor are at least partially and preferably completely filled. A radial outer side of the rotor is thereby preferably also at least partially and preferably completely covered. The encapsulation can take place in at least one casting mold. In particular, such cavities are at least partially filled which are designed as flow barriers. In particular, there are cavities between the inner and outer laminated cores and / or cavities between the inner laminated cores, the outer laminated cores and the inner magnet units and optionally outer magnet units and optionally further magnet units filled with the spray material at least partially. The spray material preferably also serves as a potting material.

Es ist besonders bevorzugt, dass wenigstens die inneren Blechpakete und wenigstens die äußeren Blechpakete und wenigstens die inneren Magneteinheiten in einem ausgerichteten Zustand durch das Umspritzen und vorzugsweise nur durch das Umspritzen für die weitere Montage fixiert werden. Dadurch wird die Montage der Rotoreinrichtung weiter vereinfacht und zugleich eine optimale Ausrichtung der Komponenten gewährleistet.It is particularly preferred that at least the inner laminated cores and at least the outer laminated cores and at least the inner magnet units are fixed in an aligned state by overmolding and preferably only by overmolding for further assembly. This further simplifies the assembly of the rotor device and at the same time ensures optimal alignment of the components.

Insbesondere werden vor dem Umspritzen die Komponenten der Rotoreinrichtung montiert und ausgerichtet. Diese Komponenten umfassen insbesondere wenigstens eine der folgenden Komponenten: innere Magneteinheiten, äußere Magneteinheiten, weitere Magneteinheiten, inneres Blechpaket, äußeres Blechpaket, weiteres äußeres Blechpaket, Sensormittel, elektrische Verbindungsmittel, Kühleinrichtungen, Blechteile, Montagemittel. Insbesondere werden diese Komponenten wenigstens teilweise durch das Umspritzen und insbesondere nur durch das Umspritzen für die weiteren Verfahrensschritte fixiert. Es ist möglich, dass eine Ausrichtung der Komponenten durch wenigstens eine Hilfsvorrichtung und/oder eine Gießform für das Umspritzen erfolgt. Insbesondere werden diese Komponenten mittels einer Bandage zusammengehalten.In particular, the components of the rotor device are assembled and aligned before the encapsulation. These components include in particular at least one of the following components: inner magnet units, outer magnet units, further magnet units, inner laminated core, outer laminated core, further outer laminated core, sensor means, electrical connecting means, cooling devices, sheet metal parts, assembly means. In particular, these components are at least partially fixed by the overmolding and in particular only by the overmolding for the further process steps. It is possible for the components to be aligned by at least one auxiliary device and / or a casting mold for the encapsulation. In particular, these components are held together by means of a bandage.

Der Spritzwerkstoff weist vorzugsweise wenigstens eine Faserverstärkung auf. Das bietet viele Vorteile für die Fixierung und Ausfüllung der Hohlräume und bietet eine Steigerung der Festigkeit. Der Spritzwerkstoff ist insbesondere ein Kunststoff. Insbesondere ist ein faserverstärkter Kunststoff vorgesehen. Als Verstärkungsfasern können Glasfasern und/oder Kohlefasern und/oder andere zur Verstärkung geeignete Fasern vorgesehen sein. Möglich ist auch die Einbettung von stabilisierenden Füllstoffen im Spritzwerkstoff.The spray material preferably has at least one fiber reinforcement. This offers many advantages for the fixation and filling of the cavities and offers an increase in strength. The spray material is in particular a plastic. In particular, a fiber-reinforced plastic is provided. Glass fibers and / or carbon fibers and / or other fibers suitable for reinforcement can be provided as reinforcing fibers. It is also possible to embed stabilizing fillers in the spray material.

Vorzugsweise wird eine radiale Außenseite des Rotors wenigstens teilweise mit Spritzwerkstoff beschichtet. Insbesondere wird die mit dem Spritzwerkstoff bedeckte radiale Außenseite des Rotors mittels wenigstens eines Trennverfahrens und vorzugsweise mittels Zerspanens bearbeitet. Beispielsweise wird die Außenseite überschliffen und/oder überdreht und/oder einer anderen mechanischen Bearbeitung unterzogen. Insbesondere dient die Bearbeitung der Außenseite des Rotors zur Erzielung eines runden Querschnitts des Rotors und/oder zur Verringerung der Rauigkeit der Oberfläche der Außenseite. Möglich ist auch Umspritzung und insbesondere Bearbeitung einer axialen Stirnseite des Rotors. Insbesondere erfolgt das Bearbeiten vor dem Anbringen einer Bandage. Das bietet viele Vorteile und beispielsweise ein vereinfachtes Aufziehen einer Bandage. Es ist möglich, dass bei Vorliegen bestimmter Maßhaltigkeit und/oder bei Einhalten bestimmter Toleranzen auf eine solche Bearbeitung wenigstens teilweise verzichtet werden kann.A radial outside of the rotor is preferably at least partially coated with spray material. In particular, the radial outer side of the rotor covered with the spray material is machined by means of at least one cutting process and preferably by means of machining. For example, the outside is ground and / or turned and / or subjected to another mechanical processing. In particular, the machining of the outside of the rotor serves to achieve a round cross section of the rotor and / or to reduce the roughness of the surface of the outside. Overmolding and, in particular, machining of an axial end face of the rotor is also possible. In particular, the processing takes place before a bandage is attached. This offers many advantages and, for example, a simplified application of a bandage. It is possible that such processing can at least partially be dispensed with if certain dimensional accuracy is present and / or certain tolerances are adhered to.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass der Rotor nach Montage wenigstens des Rotorkerns, umfassend das innere Blechpaket und die äußeren Blechpakete, und insbesondere nach Montage wenigstens der inneren Magneteinheiten bandagiert wird. Vorzugsweise wird dazu wenigstens eine Bandage aufgepresst und/oder wenigstens eine Bandage aufgewickelt. Das Aufpressen kann mit oder ohne Heiß-Kalt-Prozess erfolgen. Zum Aufwickeln wird insbesondere ein Kunststoff und vorzugsweise ein faserverstärkter Kunststoff und/oder wenigstens ein anderer wickelfähiger Werkstoff eingesetzt. Insbesondere ist die Bandage aus einem faserverstärkten Kunststoff und/oder einem Metallwerkstoff gefertigt. Insbesondere ist die Bandage als eine Hülse ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche.In all configurations, it is particularly preferred that the rotor is bandaged after assembly of at least the rotor core, comprising the inner laminated core and the outer laminated cores, and in particular after assembly of at least the inner magnet units. For this purpose, at least one bandage is preferably pressed on and / or at least one bandage is wound up. The pressing can be done with or without a hot-cold process. In particular, a plastic and preferably a fiber-reinforced plastic and / or at least one other winding material is used for winding. In particular, the bandage is made from a fiber-reinforced plastic and / or a metal material. In particular, the bandage is designed as a sleeve or comprises at least one.

Durch eine solche Bandagierung des Rotorkerns wird trotz der eingegrabenen Magneteinheiten eine besonders hohe mechanische Festigkeit bzw. Drehzahlfestigkeit erreicht. Zudem bietet die Bandage eine vorteilhafte Möglichkeit zur sicheren und unaufwendigen Befestigung der Blechpakete und der Magneteinheiten. Besonders vorteilhaft können mit der Bandage auch Oberflächenmagneteinheiten befestigt werden. Besonders vorteilhaft erfolgt zuvor eine Fixierung durch Umspritzen, da dann beim Aufpressen bzw. Aufwickeln der Bandage alle Bauteile zuverlässig in korrekter Position verbleiben.By bandaging the rotor core in this way, a particularly high mechanical strength or speed stability is achieved in spite of the buried magnet units. In addition, the bandage offers an advantageous way of securely and inexpensively fastening the sheet metal stacks and the magnet units. Surface magnet units can also be attached to the bandage in a particularly advantageous manner. It is particularly advantageous to fix it beforehand by overmolding, since all components then reliably remain in the correct position when the bandage is pressed on or rolled up.

Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass das innere Blechpaket vor Beginn der Montage der äußeren Blechpakete mit einer Welleneinrichtung verbunden wird. Insbesondere umfasst die Welleneinrichtung eine Rotorwelle oder eine nur zur Montage vorgesehene Hilfswelle. Vorzugsweise erfolgt dieser Herstellungsschritt zu Beginn der Montage und insbesondere vor Beginn der Anordnung der äußeren Blechpakete und der Magneteinheiten. Insbesondere wird die Welleneinrichtung mit dem Rotor und vorzugsweise mit dem inneren Blechpaket verpresst. Insbesondere erfolgt eine axiale Montage der Welleneinrichtung. Insbesondere ist das innere Blechpaket radial umfänglich geschlossen ausgebildet. Vorzugsweise wird die Welleneinrichtung axial in eine zentrale Ausnehmung des inneren Blechpakets eingeführt und vorzugsweise dort verpresst.It is preferred and advantageous that the inner laminated core is connected to a shaft device before the assembly of the outer laminated cores begins. In particular, the shaft device comprises a rotor shaft or an auxiliary shaft provided only for assembly. This production step is preferably carried out at the beginning of the assembly and in particular before the beginning of the arrangement of the outer laminated cores and the magnet units. In particular, the shaft device is pressed with the rotor and preferably with the inner laminated core. In particular, the shaft device is assembled axially. In particular, the inner laminated core is designed to be radially circumferentially closed. The shaft device is preferably inserted axially into a central recess of the inner laminated core and preferably pressed there.

Insbesondere wird für jeden Rotorpol des Rotors jeweils wenigstens ein äußeres Blechpaket an dem inneren Blechpaket angeordnet. Vorzugsweise umfasst der Rotor für jeden Rotorpol wenigstens ein äußeres Blechpaket. Insbesondere ist für alle vorgesehenen Rotorpole nur ein einziges inneres Blechpaket vorgesehen. Dabei ist möglich, dass das innere Blechpaket aus mehreren Paketsegmenten besteht, welche axial hintereinander angeordnet werden und zusammen das innere Blechpaket bilden.In particular, at least one outer laminated core is arranged on the inner laminated core for each rotor pole of the rotor. The rotor preferably comprises at least one outer laminated core for each rotor pole. In particular, only a single inner laminated core is provided for all rotor poles provided. It is possible here for the inner laminated core to consist of several packet segments which are arranged axially one behind the other and together form the inner laminated core.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind für jeden Rotorpol wenigstens zwei innere Magneteinheiten vorgesehen. Vorzugsweise sind die zwei inneren Magneteinheiten V-förmig zueinander auf dem inneren Blechpaket angeordnet. Möglich und bevorzugt ist auch, dass für jeden Rotorpol wenigstens drei innere Magneteinheiten vorgesehen sind. Vorzugsweise werden die drei inneren Magneteinheiten wannenförmig zueinander auf dem inneren Blechpaket angeordnet. In solchen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass über den derart angeordneten Magneteinheiten eines Rotorpols jeweils wenigstens ein äußeres Blechpaket angeordnet wird. Insbesondere deckt das äußere Blechpaket diese Magneteinheiten wenigstens teilweise nach radial außen ab. Insbesondere deckt das äußere Blechpaket diese Magneteinheiten auch wenigstens teilweise in bestimmungsgemäßer Drehrichtung und/oder gegen die Drehrichtung seitlich ab. Derart angeordnete eingegrabene Magneteinheiten bieten besondere Vorteile und beispielsweise einen besonders günstigen Wirkungsgrad. Möglich sind auch andere Anordnungen der Magneteinheiten.In a particularly advantageous embodiment, at least two inner magnet units are provided for each rotor pole. The two inner magnet units are preferably arranged in a V-shape relative to one another on the inner laminated core. It is also possible and preferred that at least three internal magnet units are provided for each rotor pole. The three inner magnet units are preferably arranged in a trough-like manner to one another on the inner laminated core. In such configurations, it is preferred that at least one outer laminated core is arranged above each of the magnet units of a rotor pole arranged in this way. In particular, the outer laminated core covers these magnet units at least partially radially outwards. In particular, the outer laminated core also covers these magnet units at least partially laterally in the intended direction of rotation and / or against the direction of rotation. Buried magnet units arranged in this way offer particular advantages and, for example, a particularly favorable degree of efficiency. Other arrangements of the magnet units are also possible.

Insbesondere ist der Rotorkern mit magnetisch nicht oder schlecht leitenden Hohlräumen ausgestattet, welche sich wenigstens teilweise entlang der inneren und/oder weiteren Magneteinheiten erstrecken und welche insbesondere als Flussbarrieren dienen. Vorzugsweise sind die Flussbarrieren mit dem Spritzwerkstoff wenigstens teilweise und insbesondere vollständig gefüllt.In particular, the rotor core is equipped with magnetically non-conductive or poorly conductive cavities which extend at least partially along the inner and / or further magnet units and which in particular serve as flux barriers. The flow barriers are preferably at least partially and in particular completely filled with the spray material.

Es ist bevorzugt, dass auf den äußeren Blechpaketen für jeden Rotorpol des Rotors jeweils wenigstens eine äußere Magneteinheit angeordnet wird. Vorzugsweise werden die äußeren Magneteinheiten wenigstens durch die Bandage an dem Rotorkern befestigt. Insbesondere werden die äußeren Magneteinheiten nur durch die Bandage an dem Rotorkern befestigt. Insbesondere sind die äußeren Magneteinheiten gegen ein Ablösen von dem Rotorkern im Betrieb durch die Bandage gesichert. Es ist möglich, dass zusätzlich zu der Bandage auch weitere Befestigungspunkte für die äußeren Magneteinheiten vorgesehen sind.It is preferred that at least one outer magnet unit is arranged on the outer laminated cores for each rotor pole of the rotor. The outer magnet units are preferably fastened to the rotor core at least by the bandage. In particular, the outer magnet units are attached to the rotor core only by the bandage. In particular, the outer magnet units are secured against detachment from the rotor core during operation by the bandage. It is possible that, in addition to the bandage, further fastening points are also provided for the outer magnet units.

Vorzugsweise ist für jeden Rotorpol des Rotors jeweils wenigstens eine äußere Magneteinheit vorgesehen. Insbesondere ist jeweils wenigstens eine äußere Magneteinheit für jedes äußere Blechpaket vorgesehen. Insbesondere sind die äußeren Magneteinheiten als Oberflächenmagneteinheiten ausgebildet. Die äußeren Magneteinheiten sind insbesondere radial oder parallel aufmagnetisiert. Insbesondere sind die äußeren Magneteinheiten parallelflankig ausgebildet. Es ist möglich, dass die äußeren Magneteinheiten an ihren Oberseiten und Unterseiten mit verschiedenen Radien ausgebildet sind. Es ist möglich, dass die äußeren Magneteinheiten wenigstens an ihren radialen Außenseiten den gleichen Radius wie der Umfang des Rotors aufweisen. Die äußeren Magneteinheiten können an ihren Oberseiten und Unterseiten auch mit gleichen Radien ausgebildet sein. Die Oberseite zeigt insbesondere nach radial außen bzw. zur Bandage. Die Unterseite zeigt insbesondere nach radial innen bzw. zur Drehachse des Rotors.At least one outer magnet unit is preferably provided for each rotor pole of the rotor. In particular, at least one outer magnet unit is provided for each outer laminated core. In particular, the outer magnet units are designed as surface magnet units. The outer magnet units are magnetized in particular radially or in parallel. In particular, the outer magnet units are designed with parallel flanks. It is possible for the outer magnet units to have different radii on their upper sides and lower sides. It is possible for the outer magnet units to have the same radius as the circumference of the rotor, at least on their radial outer sides. The outer magnet units can also be designed with the same radii on their upper sides and lower sides. The upper side points in particular radially outwards or towards the bandage. The underside points in particular radially inwards or towards the axis of rotation of the rotor.

Insbesondere werden die äußeren Magneteinheiten zwischen dem Rotorkern, insbesondere dem äußeren Blechpaket, und der Bandage angeordnet. Insbesondere werden die äußeren Magneteinheiten an einer radialen Außenseite des Rotorkerns anliegend angeordnet. Es ist möglich, dass die äußeren Magneteinheiten wenigstens teilweise die radiale Außenseite des Rotorkerns eingelassen sind. Es ist möglich, dass dazu die äußeren Blechpakete jeweils wenigstens eine Vertiefung aufweisen. Insbesondere sind die äußeren Magneteinheiten an der Bandage anliegend angeordnet. Insbesondere werden die äußeren Magneteinheiten durch die Bandage an den Rotorkern und insbesondere die äußeren Blechpakete gedrückt.In particular, the outer magnet units are arranged between the rotor core, in particular the outer laminated core, and the bandage. In particular, the outer magnet units are arranged in contact with a radial outer side of the rotor core. It is possible that the outer magnet units are at least partially embedded in the radial outside of the rotor core. It is possible for the outer laminated cores to each have at least one depression for this purpose. In particular, the outer magnet units are arranged adjacent to the bandage. In particular, the outer magnet units are pressed against the rotor core and in particular the outer laminated cores by the bandage.

Es ist bevorzugt, dass die äußeren Magneteinheiten im ausgerichteten Zustand durch das Umspritzen für die weitere Montage fixiert werden. Vorzugsweise werden die Hohlräume zwischen den äußeren Magneteinheiten und dem Rotorkern durch den Spritzwerkstoff wenigstens teilweise gefüllt.It is preferred that the outer magnet units are fixed in the aligned state by overmolding for further assembly. The cavities between the outer magnet units and the rotor core are preferably at least partially filled by the spray material.

Eine solche Kombination aus inneren Magneteinheiten und äußeren Magneteinheiten bietet erhebliche Vorteile. Dadurch bietet die Erfindung einen besonders vorteilhaften Wirkungsgrad aufgrund der Nutzung des Reluktanzmoments und gleichzeitig eine erheblich verbesserte mechanische Festigkeit und zudem auch eine höhere Leistung aufgrund der besonders geringen Streuverluste. Dabei kann die Erfindung zugleich besonders unaufwendig und kostengünstig hergestellt werden. Zudem kann durch die Bandage und die Kombination der inneren und äußeren Magneteinheiten auf die üblicherweise vorgesehenen komplexen Flussbarrieren und deren aufwendige Einarbeitung in den Rotorkern verzichtet werden.Such a combination of inner magnet units and outer magnet units offers considerable advantages. As a result, the invention offers a particularly advantageous degree of efficiency due to the use of the reluctance torque and, at the same time, a considerably improved mechanical strength and also a higher performance due to the particularly low scatter losses. At the same time, the invention can be produced in a particularly inexpensive and cost-effective manner. In addition, the bandage and the combination of the inner and outer magnet units make it possible to dispense with the complex flux barriers that are usually provided and their time-consuming incorporation into the rotor core.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird auf den äußeren Blechpaketen für jeden Rotorpol des Rotorkerns jeweils wenigstens eine weitere Magneteinheit von radial außen aufgesetzt. Insbesondere werden auf die weiteren Magneteinheiten von radial außen weitere äußere Blechpakete aufgesetzt, sodass die weiteren Magneteinheiten eingebettet werden und ebenfalls sogenannte im Rotorkern vergrabene Magneteinheiten bilden. Das bietet eine unaufwendige Möglichkeit zur Herstellung eines Rotors mit mehreren Lagen eingegrabener Magneteinheiten. Dabei ist möglich, zudem noch äußere Magneteinheiten vorgesehen sind. Dann werden die äußeren Magneteinheiten auf die weiteren äußeren Blechpakete gesetzt.In an advantageous embodiment, at least one further magnet unit is placed radially on the outside of the outer laminated core for each rotor pole of the rotor core. In particular, further outer laminated cores are placed on the further magnet units from the radial outside, so that the further magnet units are embedded and likewise form so-called magnet units buried in the rotor core. This offers an inexpensive way of producing a rotor with several layers of buried magnet units. It is possible, in addition, to provide external magnet units. Then the outer magnet units are placed on the other outer laminations.

Vorzugsweise schließen die weiteren äußeren Blechpakete den Rotor nach radial außen ab. Bevorzugt ist auch, dass auf die weiteren äußeren Blechpakete die äußeren Magneteinheiten, welche als Oberflächenmagneteinheiten dienen, aufgesetzt werden. Möglich ist auch, dass der Rotor nur innere und weitere Magneteinheiten umfasst. Es können mehrere Lagen innerer und/oder weiterer Magneteinheiten vorgesehen sein. The further outer laminated cores preferably close off the rotor radially on the outside. It is also preferred that the outer magnet units, which serve as surface magnet units, are placed on the further outer laminated cores. It is also possible that the rotor only comprises inner and further magnet units. Several layers of inner and / or additional magnet units can be provided.

Insbesondere werden alle Magneteinheiten und alle Blechpakete durch den Spritzwerkstoff fixiert. Insbesondere werden Hohlräume zwischen allen Magneteinheiten und allen Blechpaketen mit dem Spritzwerkstoff wenigstens teilweise gefüllt. Insbesondere werden alle Magneteinheiten und alle Blechpakete durch die Bandage befestigt und vorzugsweise nur durch die Bandage befestigt und vorzugsweise gegen ein Herausschleudern gesichert.In particular, all magnet units and all sheet metal stacks are fixed by the spray material. In particular, cavities between all magnet units and all laminated cores are at least partially filled with the spray material. In particular, all magnet units and all laminated cores are fastened by the bandage and preferably only fastened by the bandage and preferably secured against being thrown out.

Die erfindungsgemäße Rotoreinrichtung ist für eine elektrische Maschine und insbesondere für einen Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug und/oder Hybridfahrzeug geeignet und ausgebildet. Die Rotoreinrichtung umfasst wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorkern und einer Mehrzahl von Rotorpolen. Der Rotorkern umfasst wenigstens ein inneres Blechpaket. Der Rotorkern umfasst wenigstens zwei und insbesondere mehrere um das Innere Blechpakete radial herum angeordnete äußere Blechpakete. Zwischen dem inneren Blechpaket und den äußeren Blechpaketen ist für jeden Rotorpol jeweils wenigstens eine innere Magneteinheit angeordnet. Dabei sind das innere Blechpaket und die äußeren Blechpakete als separate und insbesondere getrennt voneinander radial montierbare Bauteile ausgebildet. Vorzugsweise werden wenigstens das innere Blechpaket und die äußeren Blechpakete und die inneren Magneteinheiten durch wenigstens einen Spritzgusswerkstoff und/oder wenigstens eine den Rotor radial umgebende Bandage zusammengehalten. Vorzugsweise werden diese Komponenten nur durch den Spritzwerkstoff und/oder die Bandage zusammengehalten.The rotor device according to the invention is suitable and designed for an electrical machine and in particular for a vehicle drive for an electric vehicle and / or hybrid vehicle. The rotor device comprises at least one rotor with at least one rotor core and a plurality of rotor poles. The rotor core comprises at least one inner laminated core. The rotor core comprises at least two and in particular a plurality of outer laminated cores arranged radially around the inner laminated cores. At least one inner magnet unit is arranged for each rotor pole between the inner laminated core and the outer laminated core. In this case, the inner laminated core and the outer laminated cores are designed as separate and, in particular, radially mountable components that can be mounted separately from one another. Preferably, at least the inner laminated core and the outer laminated cores and the inner magnet units are held together by at least one injection molding material and / or at least one band that radially surrounds the rotor. These components are preferably only held together by the spray material and / or the bandage.

Auch die erfindungsgemäße Rotoreinrichtung löst die zuvor gestellte Aufgabe besonders vorteilhaft. Die erfindungsgemäße Rotoreinrichtung bietet viele Vorteile hinsichtlich Leistung und Wirkungsgrad und ist zudem besonders wirtschaftlich und kostengünstig herstellbar. Insbesondere wird die Rotoreinrichtung nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt. Insbesondere ist die Rotoreinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt zu werden. Insbesondere umfasst die Rotoreinrichtung auch die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebenen Komponenten bzw. Merkmale.The rotor device according to the invention also achieves the object set above in a particularly advantageous manner. The rotor device according to the invention offers many advantages in terms of performance and efficiency and can also be produced particularly economically and inexpensively. In particular, the rotor device is produced according to the method described above. In particular, the rotor device is suitable and designed to be manufactured according to the method described above. In particular, the rotor device also includes the components or features described in the context of the method according to the invention.

Das innere Blechpaket kann sternförmig ausgebildet sein. Insbesondere sind die äußeren Blechpakete zwischen den Zacken des sternförmigen inneren Blechpakets angeordnet. Insbesondere erstreckt sich zwischen den Zacken jeweils wenigstens ein Teil eines Rotorpols. Insbesondere sind die äußeren Blechpakete keilförmig ausgebildet. Insbesondere werden die äußeren Blechpakete nach radial innen schmaler. Insbesondere sind zwischen dem inneren Blechpaket und den äußeren Blechpaketen Aussparungen vorgesehen, in welchen die Magneteinheiten anordenbar finden. Insbesondere sind als separate und radial montierbare Bauteile auch äußere und/oder weitere Magneteinheiten und/oder weitere äußere Blechpakete vorgesehen.The inner laminated core can be designed in a star shape. In particular, the outer laminated cores are arranged between the prongs of the star-shaped inner laminated core. In particular, at least a part of a rotor pole extends between the prongs. In particular, the outer laminated cores are wedge-shaped. In particular, the outer laminated cores become narrower radially inward. In particular, recesses, in which the magnet units can be arranged, are provided between the inner laminated core and the outer laminated cores. In particular, outer and / or further magnet units and / or further outer laminated cores are also provided as separate and radially mountable components.

Die äußeren Blechpakete stellen insbesondere jeweils wenigstens einen radialen Teilabschnitt des Umfangs des Rotors bereit. Die äußeren Blechpakete sind insbesondere radial zueinander beabstandet angeordnet. Insbesondere sind die äußeren Blechpakete radial benachbart angeordnet. Insbesondere sind die äußeren Blechpakete nicht axial benachbart. Insbesondere decken die äußeren Blechpakete und/oder mittleren Blechpakete die inneren und/oder weiteren und/oder äußeren Magneteinheiten auch wenigstens teilweise in bestimmungsgemäßer Drehrichtung und/oder gegen die Drehrichtung des Rotors seitlich ab. Es ist möglich, dass der Rotor aus mehreren axial hintereinander angeordneten Rotorsegmenten besteht. Das ermöglicht eine vereinfachte axiale Montage, bei welcher beispielsweise die einzelnen Segmente nacheinander axial auf die Rotorwelle aufgeschoben werden und dadurch den zuvor beschriebenen Rotor bilden.In particular, the outer laminated cores each provide at least one radial section of the circumference of the rotor. The outer laminated cores are in particular arranged at a radial distance from one another. In particular, the outer laminated cores are arranged radially adjacent. In particular, the outer laminated cores are not axially adjacent. In particular, the outer laminated cores and / or central laminated cores also at least partially cover the inner and / or further and / or outer magnet units laterally in the intended direction of rotation and / or counter to the direction of rotation of the rotor. It is possible for the rotor to consist of several rotor segments arranged axially one behind the other. This enables simplified axial assembly, in which, for example, the individual segments are pushed axially onto the rotor shaft one after the other and thereby form the rotor described above.

Die Magneteinheiten umfassen wenigstens einen Permanentmagneten oder sind als ein solcher ausgebildet. Die Magneteinheiten können im aufmagnetisierten Zustand oder im nicht aufmagnetisierten Zustand montiert werden.The magnet units comprise at least one permanent magnet or are designed as such. The magnet units can be mounted in the magnetized state or in the non-magnetized state.

Die Anmelderin behält sich vor, eine elektrische Maschine zu beanspruchen, welche mit der zuvor beschriebenen Rotoreinrichtung ausgestattet ist. Die elektrische Maschine ist insbesondere als ein Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug ausgebildet. Die elektrische Maschine umfasst wenigstens eine Rotoreinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Die elektrische Maschine ist insbesondere als ein Elektromotor ausgebildet. Die elektrische Maschine kann auch als ein Generator ausgebildet sein. Die Maschine umfasst insbesondere einen Stator, in welchem die Rotoreinrichtung drehbar aufgenommen ist.The applicant reserves the right to claim an electrical machine that is equipped with the rotor device described above. The electrical machine is in particular as a Vehicle drive designed for an electric vehicle. The electrical machine comprises at least one rotor device, as has been described above. The electric machine is designed in particular as an electric motor. The electrical machine can also be designed as a generator. The machine includes, in particular, a stator in which the rotor device is rotatably received.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.Further advantages and features of the present invention emerge from the exemplary embodiments which are explained below with reference to the accompanying figures.

In den Figuren zeigen:

1 eine stark schematisierte, perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotoreinrichtung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine stark schematisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Rotoreinrichtung in einem Herstellungszustand nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer perspektivischen Ansicht;
3 die Rotoreinrichtung in einem anderen Herstellungszustand in einer perspektivischen Ansicht;
4 die Rotoreinrichtung in einem weiteren Herstellungszustand in einer perspektivischen Ansicht; und
5 die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rotoreinrichtung in einer perspektivischen Ansicht.

In the figures show:

1 a highly schematic, perspective exploded view of a rotor device according to the invention to illustrate the method according to the invention;
2 a highly schematic representation of the rotor device according to the invention in a manufacturing state according to the method according to the invention in a perspective view;
3 the rotor device in a different manufacturing state in a perspective view;
4th the rotor device in a further manufacturing state in a perspective view; and
5 the rotor device produced by the method according to the invention in a perspective view.

Die 1 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Rotoreinrichtung 1, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Dabei ist eine fertig montierte Rotoreinrichtung in der 5 zu sehen. Die 1 bis 4 zeigen verschiedene Herstellungszustände der Rotoreinrichtung 1, um den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zu veranschaulichen. Die Rotoreinrichtung 1 kann zum Beispiel für eine hier nicht näher dargestellte elektrische Maschine 10 verwendet werden. Beispielsweise kann die Rotoreinrichtung 1 Teil eines hier nicht näher dargestellten Fahrzeugantriebs 100 bzw. Fahrmotors eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs sein. Die Maschine 10 ist hier eine permanent erregte Synchronmaschine.The 1 to 5 show a rotor device according to the invention 1 , which is produced by the method according to the invention. A fully assembled rotor device is in the 5 to see. The 1 to 4th show various manufacturing states of the rotor device 1 to illustrate the sequence of the method according to the invention. The rotor device 1 can, for example, for an electrical machine not shown in detail here 10 be used. For example, the rotor device 1 Part of a vehicle drive not shown here 100 or the drive motor of an electric vehicle or hybrid vehicle. The machine 10 here is a permanently excited synchronous machine.

Die Rotoreinrichtung 1 weist einen Rotor 2 auf, welcher einen Rotorkern 3 und sechs Rotorpole 12 und zwölf innere Magneteinheiten 4 und sechs äußere Magneteinheiten 14 aufweist. Der Rotorkern 3 wird hier durch ein inneres Blechpaket 13 und die äußeren Blechpakete 23 gebildet. Der Rotor 2 ist hier mit einer Welleneinrichtung 22 ausgestattet, welche im fertig montierten Zustand die Rotorwelle sein kann. Während der Montage kann anstelle der Rotorwelle auch eine Hilfswelle als Welleneinrichtung 22 eingesetzt werden.The rotor device 1 has a rotor 2 on, which has a rotor core 3 and six rotor poles 12th and twelve internal magnet units 4th and six outer magnet units 14th having. The rotor core 3 is here through an inner laminated core 13th and the outer sheet metal stacks 23 educated. The rotor 2 is here with a shaft device 22nd equipped, which can be the rotor shaft in the fully assembled state. During assembly, an auxiliary shaft can be used as a shaft device instead of the rotor shaft 22nd can be used.

Zur Befestigung der Komponenten und zum Sichern gegen ein Herausschleudern im Betrieb ist der Rotor 2 hier von einer Bandage 6 umgeben. Zudem ist hier die radiale Außenseite des Rotors 2 von einem Spritzwerkstoff 5 umgeben. Der Spritzwerkstoff 5 füllt Hohlräume im Inneren des Rotors 2, welche sich zwischen den einzelnen Komponenten und beispielsweise den Blechpaketen 13, 23 und den Magneteinheiten 4, 14 erstrecken.The rotor is used to fasten the components and to prevent them from being thrown out during operation 2 here from a bandage 6th surround. In addition, here is the radial outside of the rotor 2 from a spray material 5 surround. The spray material 5 fills cavities inside the rotor 2 , which are located between the individual components and, for example, the sheet metal stacks 13th , 23 and the magnet units 4th , 14th extend.

Zur Reduzierung von Streuverlusten ist der Rotor 2 hier mit magnetischen Flussbarrieren 6 ausgestattet. Die Flussbarrieren 7 sind als Hohlräume ausgebildet und erstrecken sich teilweise entlang der Magneteinheiten 4, 14 und sind vorzugsweise auch mit dem Spritzwerkstoff 5 gefüllt.The rotor is used to reduce wastage 2 here with magnetic flux barriers 6th fitted. The river barriers 7th are designed as cavities and extend partially along the magnet units 4th , 14th and are preferably also with the spray material 5 filled.

In der 1 ist die von seiner radialen Außenseite ausgehende Montage des Rotors 2 besonders gut zu erkennen. Zur besseren Übersichtlichkeit ist hier nur ein axiales Segment des Rotors 2 gezeigt. Zudem sind hier nur die Komponenten eines einzelnen Rotorpols 12 gezeigt. Zur radialen Montage sind das innere Blechpaket 13 und die äußeren Blechpakete 23 getrennt bzw. als separate Bauteile ausgebildet.In the 1 is the assembly of the rotor starting from its radial outside 2 particularly easy to see. For the sake of clarity, there is only one axial segment of the rotor here 2 shown. In addition, there are only the components of a single rotor pole here 12th shown. The inner laminated core is used for radial assembly 13th and the outer sheet metal stacks 23 formed separately or as separate components.

Zunächst wird das innere Blechpaket 13 auf die hier nicht dargestellte Welleneinrichtung 22 aufgezogen. Dazu kann beispielsweise ein Aufpressen auf die eigentliche Rotorwelle oder eine Montage auf einer Hilfswelle erfolgen.First is the inner laminated core 13th on the shaft device, not shown here 22nd raised. For this purpose, for example, it can be pressed onto the actual rotor shaft or mounted on an auxiliary shaft.

Auf dem inneren Blechpaket 13 werden nun die inneren Magneteinheiten 4 von radial außen angeordnet. Für jeden Rotorpol 12 sind hier zwei innere Magneteinheiten 4 vorgesehen, welche V-förmig zueinander angeordnet sind. Nach den inneren Magneteinheiten 4 folgt die Anordnung der äußeren Blechpakete 13 von radial außen.On the inner laminated core 13th now become the inner magnet units 4th arranged from the radial outside. For each rotor pole 12th there are two inner magnet units 4th provided, which are arranged in a V-shape to one another. After the inner magnet units 4th the arrangement of the outer laminations follows 13th from radially outside.

Für jeden Rotorpol 12 ist hier jeweils ein äußeres Blechpaket 23 vorgesehen. Auf jedes äußere Blechpaket 23 wird anschließend eine äußere Magneteinheit 14 gesetzt. Die äußeren Magneteinheiten 14 bilden hier Oberflächenmagneteinheiten und werden in der hier gezeigten Variante nicht durch weitere Blechpakete abgedeckt. Die äußeren Magneteinheiten 14 sind hier teilweise in die äußeren Blechpakete 93 eingelassen. Die Magneteinheiten 4, 14 können im aufmagnetisierten oder nicht aufmagnetisierten Zustand montiert werden.For each rotor pole 12th is an outer laminated core in each case 23 intended. On every outer laminated core 23 then becomes an external magnet unit 14th set. The outer magnet units 14th form surface magnet units here and, in the variant shown here, are not covered by further sheet metal stacks. The outer magnet units 14th are here partly in the outer sheet metal stacks 93 let in. The magnet units 4th , 14th can be mounted in the magnetized or non-magnetized state.

Soweit erforderlich, werden auch noch hier nicht näher dargestellte Komponenten montiert, wie zum Beispiel Sensormittel, elektrische Verbindungsmittel, Kühleinrichtungen und andere vorgesehene Bauteile. Nach der Anordnung werden die Komponenten vorzugsweise auch in ihrer bestimmungsgemäßen Position ausgerichtet.If necessary, components that are not shown in detail here, such as sensor means, electrical ones, are also installed Lanyards, cooling devices and other intended components. After the arrangement, the components are preferably also aligned in their intended position.

Die 2 zeigt die Rotoreinrichtung 1 nach der Montage, wie sie mit Bezug zu der 1 beschrieben wurde. Hier ist auch die Welleneinrichtung 22 dargestellt. Hier sind alle Rotorpole 12 bestückt.The 2 shows the rotor assembly 1 after assembly as they are related to the 1 has been described. Here is the shaft facility too 22nd shown. Here are all the rotor poles 12th equipped.

Anschließend werden die Hohlräume im Rotor 2 und beispielsweise Hohlräume zwischen den Magneteinheiten 4, 14 und den Blechpaketen 13, 23 und insbesondere auch die Flussbarrieren 7 mit dem Spritzwerkstoff 5 aufgefüllt. Das erfolgt beispielsweise im Spritzguss bzw. durch Umspritzen. Zur Steigerung der Festigkeit kann als Spritzwerkstoff 5 beispielsweise ein Kunststoff mit einer Faserverstärkung und zum Beispiel Glasfasern oder dergleichen vorgesehen sein. Die radiale Außenseite des Rotors 2 wird ebenfalls komplett oder teilweise mit dem Spritzwerkstoff 5 bedeckt. Das bietet eine sehr zuverlässige und genaue Fixierung der einzelnen Komponenten. Die Rotoreinrichtung 1 nach dem Umspritzen ist in der 3 dargestellt.Then the cavities in the rotor 2 and, for example, voids between the magnet units 4th , 14th and the sheet metal packages 13th , 23 and especially the river barriers 7th with the spray material 5 filled up. This is done, for example, by injection molding or by overmolding. To increase the strength, it can be used as a spray material 5 For example, a plastic with a fiber reinforcement and, for example, glass fibers or the like can be provided. The radial outside of the rotor 2 is also completely or partially with the spray material 5 covered. This offers a very reliable and precise fixation of the individual components. The rotor device 1 after overmolding is in the 3 shown.

Anschließend wird die Außenseite des Rotors 2 mechanisch und beispielsweise spanend bearbeitet. Dazu kann der Rotor 2 beispielsweise überschliffen und/oder überdreht werden. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn die Außenseite vollständig mit dem Spritzwerkstoff 5 bedeckt ist, um eine gleichmäßige Oberfläche nach der mechanischen Bearbeitung zu gewährleisten. Bei geeigneter Qualität von Werkzeugen bzw. Vergussformen kann auf eine Nachbearbeitung des Rotors 2 auch verzichtet werden.Then the outside of the rotor 2 machined and, for example, machined. The rotor can do this 2 for example, be ground and / or turned. For this purpose, it is particularly advantageous if the outside is completely covered with the spray material 5 is covered to ensure a uniform surface after mechanical processing. If the tools or casting molds are of suitable quality, the rotor can be reworked 2 also be waived.

Die 4 zeigt das Anbringen der Bandage 6 an dem Rotor 2. Beispielsweise wird die Bandage 6 mit oder ohne Heiss-Kalt-Prozess auf den Rotor 2 aufgepresst. Beispielsweise besteht die hier gezeigte Bandage 6 aus einem faserverstärkten Kunststoff oder einem Metallwerkstoff. In einer hier nicht gezeigten Ausgestaltung kann die Bandage 6 auch direkt auf den Rotor 2 aufgewickelt werden. Dazu wird beispielsweise ein faserverstärkter Kunststoff eingesetzt. Die 5 zeigt den Rotor 2 nach dem Montieren der Bandage 6.The 4th shows the application of the bandage 6th on the rotor 2 . For example, the bandage 6th with or without a hot-cold process on the rotor 2 pressed on. For example, there is the bandage shown here 6th made of a fiber-reinforced plastic or a metal material. In an embodiment not shown here, the bandage 6th also directly on the rotor 2 be wound up. A fiber-reinforced plastic is used for this purpose, for example. The 5 shows the rotor 2 after mounting the bandage 6th .

Die hier gezeigte radiale Montage kann auch bei anderen Anordnungen der Magneteinheiten 4, 14 angewendet werden. Beispielsweise können die Magneteinheiten 4 auch in einer Wannenform vorliegen oder es können mehrere Lagen V-förmig oder wannenförmig angeordneter Magneteinheiten 4 vorliegen. Die äußeren Magneteinheiten 14 können als Oberflächenmagnete oder ebenfalls als vergrabene Magnete (tangential liegend, in V- oder Wannenform) ausgeführt werden. Im Falle eines vergrabenen äußeren Magneten 14 wird dann ein weiteres äußeres Blechpaket montiert, welches direkt unterhalb der Bandage 6 angeordnet wird oder alternativ mit einem Oberflächenmagnet ausgestattet wird.The radial assembly shown here can also be used with other arrangements of the magnet units 4th , 14th be applied. For example, the magnet units 4th also be present in a trough shape or there can be several layers of magnet units arranged in a V-shaped or trough-shaped manner 4th are present. The outer magnet units 14th can be designed as surface magnets or also as buried magnets (tangentially lying, in V or trough shape). In the case of a buried external magnet 14th Another outer laminated core is then mounted, which is directly below the drum 6th is arranged or alternatively equipped with a surface magnet.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102019117691 [0003]
DE 102019117686 [0003]

Claims

Method for producing a rotor device (1) for an electrical machine (10), in particular for a vehicle drive (100) for an electric vehicle, with at least one rotor (2) comprising at least one rotor core (3) and a plurality of rotor poles (12), wherein the rotor core (3) comprises at least one inner laminated core (13) and several outer laminated cores (23) arranged radially around the inner laminated core (13), with at least one for each rotor pole (12) around the inner laminated core (13) inner magnet unit (4) is arranged and wherein the outer laminated cores (23) are placed from radially outside at least on the inner magnet units (4) so that the inner magnet units (4) between the inner laminated core (13) and the outer laminated cores (23) are embedded and form so-called magnet units (4) buried in the rotor core (12).

Method according to the preceding claim, wherein at least the inner laminated cores (13) and outer laminated cores (23) and inner magnet units (4) arranged in this way are encapsulated with at least one spray material (5) so that cavities present in the rotor (2) are at least partially filled and / or a radial outside of the rotor (2) is at least partially covered.

Method according to the preceding claim, wherein at least the inner laminated cores (13) and at least the outer laminated cores (23) and at least the inner magnet units (4) are fixed in an aligned state only by overmolding for further process steps.

Method according to one of the two preceding claims, wherein the spray material (5) has at least one fiber reinforcement.

Method according to one of the three preceding claims, wherein a radial outer side of the rotor (2) covered with spray material (5) is machined by means of at least one cutting process and preferably by means of machining.

Method according to one of the preceding claims, wherein the rotor (2) is bandaged after assembly of at least the rotor core (3) and at least the inner magnet units (4) and wherein for this purpose at least one bandage (6) is pressed on and / or at least one bandage (6) is wound up.

Method according to one of the preceding claims, wherein the inner laminated core (13) is connected to a shaft device (22) before the assembly of the outer laminated cores (23) and wherein the shaft device (22) comprises a rotor shaft or an auxiliary shaft for assembly.

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one outer laminated core (23) is arranged on the inner laminated core (13) for each rotor pole (12) of the rotor (2).

Method according to one of the preceding claims, wherein for each rotor pole (12) at least two inner magnet units (4) are arranged in a V-shape to one another on the inner laminated core (13) or wherein at least three inner magnet units (4) are trough-shaped for each rotor pole (12) to each other on the inner laminated core (13) are arranged.

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one outer magnet unit (14) is arranged on the outer laminated cores (23) for each rotor pole (12) of the rotor (2) and wherein the outer magnet units (14) at least through the bandage (6 ) are attached to the rotor core (3).

Method according to one of the preceding claims, wherein on the outer laminated cores for each rotor pole (12) of the rotor core (2) in each case at least one further magnet unit is placed from the radial outside and wherein further outer laminated cores are placed on the further magnet units from the radial outside so that the further magnet units are embedded and also form so-called magnet units buried in the rotor core (3).

Rotor device (1) for an electrical machine (10), in particular for a vehicle drive (100) for an electric vehicle, with at least one rotor (2) comprising at least one rotor core (3) and a plurality of rotor poles (12), the rotor core ( 3) comprises at least one inner laminated core (13) and several outer laminated cores (23) arranged radially around the inner laminated core (13), with between the inner laminated core (13) and the outer laminated cores (23) for each rotor pole (12) at least one inner magnet unit (4) is arranged and wherein the inner laminated core (13) and the outer laminated cores (23) and the inner magnet units (4) are designed as separate and radially mountable components and at least by an injection molding material (5) and / or at least one bandage (6) radially surrounding the rotor (2) are held together.