DE102019218632A1 - Felge mit integriertem Rotor und Verfahren zum Herstellen einer solchen Felge - Google Patents

Felge mit integriertem Rotor und Verfahren zum Herstellen einer solchen Felge Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Felge (1) mit einem integriertem Rotor (2), insbesondere für eine elektrische Radnabenmaschine, wobei die Felge (1) einen Felgenkörper (3) aufweist, welcher zur Ausbildung des integrierten Rotors (2) magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Felge mit integriertem Rotor, bevorzugt für eine Radnabenmaschine, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Felge.
  • Ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mittels einer bzw. mehrerer elektrischer Radnabenmaschinen anzutreiben, ist seit geraumer Zeit bekannt. Eine solche Radnabenmaschine weist gewöhnlich einen Stator auf, welcher zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Radnabenmaschine drehfest an dem Kraftfahrzeug angebracht ist. Relativ zum Stator drehbar gelagert umfasst die elektrische Radnabenmaschine des Weiteren einen Rotor. Ein Rad des mittels einer solchen Radnabenmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs ist typischerweise direkt an dem Rotor der elektrischen Radnabenmaschine angeordnet. Es ist bekannt, eine solche elektrische Radnabenmaschine als sogenannten Außenläufer auszuführen, wobei der Rotor, also der „Läufer“, außerhalb des Stators und denselben zumindest teilweise umschließend angeordnet ist. Ein Vorteil einer solchen, als Außenläufer ausgeführten elektrischen Maschine besteht beispielsweise darin, dass auf ein unter- oder übersetzendes Getriebe zwischen der elektrischen Maschine und dem an die elektrische Maschine gekoppelten Rad verzichtet werden kann. Solche Getriebe sind grundsätzlich mit Reibungsverlusten behaftet zudem kann mittels des Verzichts auf ein solches Getriebe ein Grö-ßen- und Gewichtsvorteil erreicht werden. Demgegenüber bedeutet jedoch die Unterbringung einer elektrischen Radnabenmaschine direkt an dem an diese elektrische Maschine gekoppeltem Rad zwangsläufig, dass die ungefederte Masse des Kraftfahrzeugs ansteigt. Dies wirkt sich insbesondere negativ auf das Ansprechverhalten eines federnden und/oder dämpfenden Fahrwerks des Kraftfahrzeugs aus, womit insbesondere der Kontakt des mittels der elektrischen Radnabenmaschine angetriebenen und an dem Fahrwerk gelagerten Rades mit der Straße beispielsweise bei Unebenheiten des Straßenbelags in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs nur unzureichend gewährleistet werden kann.
  • Aus der DE 10 2017 104 684 A1 ist eine Hybridfelge für einen elektrischen Radnabenantrieb bekannt, bei welcher zur Verringerung der ungefederten Masse eines Rades die Felge dieses Rades teilweise aus einem Nichtmetall und teilweise aus einem Metall ausgeführt wird, wobei ein Rotorgehäuse des Radnabenmotors zumindest teilweise von dem Metallteil der Hybridfelge gebildet wird. An dem Rotorgehäuse werden separate Permanentmagnete angebracht, mit welchen zusammen die Hybridfelge den Rotor des Radnabenmotors bildet.
  • Als nachteilig bei herkömmlichen Hybridfelgen für elektrische Radnabenantriebe hat sich erwiesen, dass sich an den Verbindungsstellen des Nichtmetallteils und des Metallteils der Hybridfelge zwangsläufig festigkeitsmäßig Schwachstellen ergeben. Außerdem weist der Rotor des Radnabenmotors aufgrund der separaten Permanentmagnete eine hohe Teileanzahl auf, was sich in einem erhöhten Montageaufwand niederschlägt.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung - insbesondere zur Beseitigung der zuvor genannten Nachteile - bei der Entwicklung von Felgen bzw. Rotoren für elektrische Radnabenmaschinen sowie bei Verfahren zur Herstellung solcher Felgen neue Wege aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist es demnach, einen Rotor für eine elektrische Radnabenmaschine in eine Felge eines Rades, welches mit der elektrischen Radnabenmaschine verbindbar ist, zu integrieren. Hierzu ist ein Felgenkörper der Felge zur Ausbildung von magnetischen Polen des integrierten Rotors zumindest teilweise magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet, besitzt also die Eigenschaften eines oder mehrerer Permanentmagneten mit je einemzwischen zwei magnetischen Polen verlaufenden magnetischen Feld.
  • Eine erfindungsgemäße Felge mit integriertem Rotor, welche vorzugsweise für eine elektrische Radnabenmaschine einsetzbar ist, umfasst einen Felgenkörper. Der Felgenkörper ist zur Ausbildung des integrierten Rotors magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass in dem Felgenkörper zur Ausbildung des integrierten Rotors entweder magnetische Pole, zwischen welchen ein magnetisches Feld ausgebildet ist, vorhanden sind, oder solche magnetische Pole durch ein Magnetisieren in dem Felgenkörper ausgebildet werden können. Vorteilhaft wird somit die Teileanzahl des Rotors der elektrischen Maschine reduziert, da magnetische Rotorpole des in die Felge integrierten Rotors unmittelbar im Felgenkörper selbst ausgebildet sind oder ausgebildet werden können. Damit einher geht ein geringerer Montageaufwand bei dem Zusammenbau einer elektrischen Radnabenmaschine mit einer solchen Felge.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Felgenkörper der Felge durch einen Kunststoff gebildet. Besagter Kunststoff ist zur Ausbildung des integrierten Rotors im Bereich zumindest einer Materialzone magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet. Die Umsetzung des Felgenkörpers mit einem Kunststoff ermöglicht es vorteilhaft, die Masse der Felge zu reduzieren, so dass die ungefederte Masse eines mit der Felge ausgeführten und von einer elektrischen Radnabenmaschine angetriebenen Rades deutlich reduziert wird.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist in dem Kunststoff des Felgenkörpers in der zumindest einen Materialzone ein magnetisches oder magnetisierbares Material enthalten. Hierdurch sind vorteilhaft die magnetischen Rotorpole besonderes einfach in dem Felgenkörper integriert oder integrierbar.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Felge zeichnet sich darin aus, dass das magnetische oder magnetisierbare Material im Bereich der zumindest einen Materialzone in eine Kunststoffmatrix aus einem ersten Kunststoffmaterial eingebettet ist. Vorteilhaft ist mittels einer solchen Einbettung des magnetischen oder magnetisierbaren Materials in die Kunststoffmatrix aus dem ersten Kunststoffmaterial eine besonders zuverlässige Verbindung des magnetischen oder magnetisierbaren Materials mit dem Kunststoff der Felge möglich.
  • Zweckmäßig umfasst das (erste) Kunststoffmaterial einen Thermoplast, insbesondere ein Polyamid oder Polyphenylensulfid (PPS), oder einen Duroplast oder ist ein Thermoplast, insbesondere ein Polyamid oder Polyphenylensulfid (PPS), oder einen Duroplast, was besonders hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften und unter Kostenaspekten Vorteile bietet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Felge ist der Kunststoff des Felgenkörpers in zumindest einer von der Materialzone verschiedenen, vorzugsweise komplementären, Zone aus einem zweiten Kunststoffmaterial, welches von dem ersten Kunststoffmaterial verschieden ist, oder dem ersten Kunststoffmaterial ausgebildet. Vorteilhaft ist somit lediglich in der Materialzone das magnetische oder magnetisierbare Material vorhanden, wohingegen in der komplementären Zone lediglich das erste oder das zweite Kunststoffmaterial vorhanden ist. Hieraus ergibt sich eine Einsparung des magnetischen oder magnetisierbaren Materials, welches sich direkt positiv auf die Materialkosten der Felge auswirkt.
  • Zweckmäßig umfasst das zweite Kunststoffmaterial einen Thermoplasten, insbesondere Polyamid (PA) oder Polyphenylensulfid (PPS), oder einen Duroplast oder ist ein Thermoplast, insbesondere ein Polyamid (PA) oder Polyphenylensulfid (PPS), oder ein Duroplast. Polyamid oder Polyphenylensulfid (PPS) bieten insbesondere unter Kostenaspekten sowie bezüglich der mechanischen Eigenschaften Vorteile.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Felge sind die zumindest eine Materialzone und die zumindest eine von der Materialzone verschiedene bzw. komplementäre Zone integral aneinander ausgeformt. Hieraus ergeben sich besonders Vorteile hinsichtlich der Festigkeit der Felge.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Felgenkörper der Felge aus der zumindest einen Materialzone besteht. Eine solche Felge ist mit besonders geringem Fertigungsaufwand herstellbar, woraus sich Kostenvorteile ergeben.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Felge weist der Felgenkörper zumindest einen magnetischen Süd- und einen magnetischen Nordpol auf. Der zumindest eine magnetische Süd- und der zumindest eine magnetische Nordpol sind in einer Umfangsrichtung des Felgenkörpers im Abstand zueinander im Bereich der Materialzone angeordnet. Bevorzugt weist der Felgenkörper in dem magnetisierten Zustand mehrere solche Süd- und Nordpole auf, welche entlang der Umgangsrichtung im Wechsel und zueinander beabstandet in der Materialzone angeordnet sind. Somit kann vorteilhaft ein unter Leistungsgesichtspunkten sowie hinsichtlich der Laufruhe optimales Muster der mittels der Nord- und Südpole gebildeten Rotorpole ausgebildet werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Felge mit einem integrierten Rotor, welche in einer elektrischen Radnabenmaschine einsetzbar ist. Erfindungsgemäß umfasst ein solches Verfahren einen ersten Verfahrensschritt a), gemäß welchem eine Form bereitgestellt wird. Die Form kann vorzugsweise als Spritzgussform ausgeführt sein. Die Form ist zumindest teilweise komplementär zu einem Felgenkörper der herzustellenden Felge ausgebildet. Ferner umfasst das Verfahren zum Herstellen der Felge mit dem integrierten Rotor einen Schritt b), welcher in einem Bereitstellen einer (ersten) Kunststoffmasse mit einem magnetisierbaren oder magnetischen Material besteht. In einem weiteren Verfahrensschritt c) des Verfahrens wird die erste Kunststoffmasse mit dem magnetisierbaren oder magnetischen Material in die Form in einer Materialzone eingebracht. Dieses Einbringen gemäß dem Schritt c) erfolgt insbesondere in Form eines Einspritzens. Alternativ hierzu kann im Schritt c) zweckmäßig die erste Kunststoffmasse mit dem magnetisierbaren oder magnetischen Material pulverförmig in die Form eingebracht und in dieser sinterartig verpresst werden. In einem weiteren Verfahrensschritt d) wird der Felgenkörper entformt. Mittels dieses Verfahrens ist die Felge mit dem integrierten Rotor besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst dieses zwei zusätzliche Schritte. Einer dieser zusätzlichen Verfahrensschritte e) umfasst ein Bereitstellen einer zweiten Kunststoffmasse. In einem weiteren zusätzlichen Verfahrensschritt f) wird die zweite Kunststoffmasse in einer von der Materialzone verschiedenen, vorzugsweise komplementären, Zone eingebracht. Dieses Einbringen der zweiten Kunststoffmasse erfolgt bevorzugt in Form eines Einspritzens. Besonderes bevorzugt wird die zweite Kunststoffmasse in dieselbe Form eingebracht bzw. eingespritzt, welche im Schritt a) bereitgestellt wird. Vorteilhaft können damit Prozessparameter beim Gießen der zweiten Kunststoffmasse variiert werden, was ein gezieltes Einstellen der mechanischen und/ oder optischen Eigenschaften der zweiten Kunststoffmasse erlaubt, womit sich insgesamt diese Eigenschaften der Felge optimieren lassen. Dies erweist sich auf Grund der typischerweise unterschiedlichen Prozessparameter von Duroplasten und Thermoplasten als besonders vorteilhaft, falls das erste Kunststoffmaterial ein Thermoplast und das zweite Kunststoffmaterial ein Duroplast ist oder umgekehrt.
  • Zweckmäßig wird die erste Kunststoffmasse mit einem ersten Kunststoffmaterial ausgebildet. Die zweite Kunststoffmasse wird entweder aus demselben ersten Kunststoffmaterial oder einem von diesem verschiedenen zweiten Kunststoffmaterial ausgebildet. Hierbei ist jedenfalls lediglich in dem ersten Kunststoffmaterial das magnetische oder magnetisierbare Material enthalten. Vorteilhaft lassen sich somit Materialkosten sparen, da das magnetische oder magnetisierbare Material lediglich in Teilbereiche des Felgenkörpers eingebracht wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren zusätzlichen Schritt g), gemäß welchem der Felgenkörper der Felge zur Ausbildung des integrierten Rotors magnetisiert wird. Zweckmäßig erfolgt dieses Magnetisieren im Bereich der Materialzone, in welcher das magnetische oder magnetisierbare Material angeordnet ist. Vorteilhaft werden somit magnetische Rotorpole direkt in dem Felgenkörper der Felge ausgebildet, womit gesonderte Magnetelemente eingespart und damit die Teileanzahl des Rotors insgesamt drastisch reduziert werden kann.
  • Zweckmäßig erfolgt das Magnetisieren des Felgenkörpers gemäß dem Schritt g) zeitlich vor dem Entformen des Felgenkörpers. Vorteilhaft kann somit eine Vorrichtung zum Magnetisieren des Felgenkörpers direkt in die Form, in welche der Felgenkörper gegossen wird, integriert sein. Damit kann ein separates Einspannen oder Festhalten des Felgenkörpers für den Schritt des Magnetisierens gemäß dem Verfahrensschritt g) unterbleiben, woraus sich unmittelbare Kostenvorteile ableiten lassen.
  • Bei einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens erfolgt das Magnetisieren des Felgenkörpers gemäß dem Schritt g) zeitlich nach dem Entformen des Felgenkörpers im Schritt d). Vorteilhaft können somit bei der serienmäßigen Durchführung des Herstellungsverfahrens gegossene Felgenkörper gemäß dem Schritt d) zunächst entformt werden und gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung zur Ausbildung des integrierten Rotors magnetisiert werden. Ebenso erlaubt ist diese Ausführungsform, das geometrisch identische Felgenkörper in einer Form mittels einer Gussmaschine gefertigt werden, jedoch mittels einer separaten Magnetisierungs-Vorrichtung beispielsweise mit unterschiedlichen Anzahlen an Rotorpolen versehen werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • 1 einen Halbschnitt eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Felge entlang einer Rotationsachse der Felge,
    • 2 eine beispielhafte Felge in einem Schnitt quer zu der Rotationsachse,
    • 3a bis 3b beispielhafte Momentaufnahmen einer Spritzform während der Durchführung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zum Herstellen einer Felge gemäß der 1.
  • Die 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Felge 1 mit einem integrierten Rotor 2 in einem Halbschnitt entlang einer Rotationsachse A der Felge 1. Die Felge 1 mit dem integrierten Rotor 2 kann beispielsweise in einer elektrischen Radnabenmaschine, z.B. in einem Kraftfahrzeug mit Radnabenantrieb, eingesetzt werden. Die Felge 1 weist einen Felgenkörper 3 auf. Der Felgenkörper 3 ist zur Ausbildung des integrierten Rotors 2 magnetisierbar oder magnetisch, also die Eigenschaften eines Magneten aufweisend, ausgebildet. Der Felgenkörper 3 ist mit einem Kunststoff K ausgeführt. Der Kunststoff K ist zur Ausbildung des integrierten Rotors 2 im Bereich zumindest einer Materialzone 4 magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet. In dem Kunststoff K des Felgenkörpers 3 ist in dem Bereich der Materialzone 4 ein magnetisches oder magnetisierbares Material M enthalten. Der beispielhafte Felgenkörper 3 der Felge 1 umfasst ferner eine zentrales Mittenloch 9, mittels welchem diese relativ zu einem Stator einer elektrischen Radnabenmaschine zentriert werden kann. Mit Hilfe von Befestigungslöchern 10 ist die Felge 1 mechanisch mit einem Achsflansch einer relativ zum Rotor 2 drehbaren und konzentrisch angeordneten Achse verbindbar.
  • Die Felge 1 weist darüber hinaus eine Radscheibe 12 oder Radspeichen 13 auf, womit ein die Mittenloch 9 umfassender Nabenbereich mit einem Felgenbett 14 der Felge 1 verbunden ist. Der Nabenbereich ist zu einer Seite hin von einer Auflagefläche 11 begrenzt, mittels welcher eine axiale Position der Felge 1 auf der Achse durch Anlage der Auflagefläche 11 an dem Achsflansch festgelegt werden kann. Das Felgenbett 14 ist zur Aufnahme eines Reifens, insbesondere eines schlauchlosen Luftreifens, axial von einem in Umfangsrichtung U umlaufenden inneren Felgenhorn 15a und einem ebenfalls in Umfangsrichtung U umlaufenden äußeren Felgenhorn 15b begrenzt. Das Felgenbett 14 weist außerdem einen oder mehrere Höcker auf.
  • Im Beispiel der 1 ist dieses magnetische oder magnetisierbare Material M in Form von in dem Kunststoff K dispergierten Partikeln enthalten. In der Materialzone 4 ist das magnetische oder magnetisierbare Material M in eine Kunststoffmatrix aus einem (ersten) Kunststoffmaterial K1 eingebettet. Eine Verteilung der Partikel aus dem magnetischen oder magnetisierbaren Material M in der Kunststoffmatrix aus dem (ersten) Kunststoffmaterial K1 ist im dargestellten Beispiel in der Materialzone 4 weitgehend homogen. In alternativen Ausführungsformen der Felge 1 ist es allerdings auch möglich, diese Verteilung des magnetischen oder magnetisierbaren Materials M in der Kunststoffmatrix aus dem (ersten) Kunststoffmaterial K1 inhomogen, beispielsweise mit gezielt platzierten Anhäufungen des magnetischen oder magnetisierbaren Materials M, umzusetzen. Alternativ zu den Partikeln aus dem magnetischen oder magnetisierbaren Material M des Beispiels der 1 können auch makroskopische Magnetelemente in der Kunststoffmatrix aus dem (ersten) Kunststoffmaterial K1 eingebettet sein.
  • Im Beispiel der 1 besteht der Felgenkörper 3 aus der Materialzone 4 und einer von der Materialzone 4 verschiedenen Zone 5. Der Kunststoff K des Felgenkörpers 3 umfasst die von der Materialzone 4 verschiedene Zone 5. Die von der Materialzone 4 verschiedene Zone 5 ist komplementär zur Materialzone 4, also die Materialzone 4 zum Felgenkörper 3 ergänzend ausgebildet. Die von der Materialzone 4 verschiedene Zone 5 ist aus dem ersten Kunststoffmaterial K1 oder aus einem von diesem ersten Kunststoffmaterial K1 verschiedenen zweiten Kunststoffmaterial K2 ausgebildet. Das (erste) Kunststoffmaterial K1 umfasst einen Thermoplast, wie beispielsweise ein Polyamid oder Polyphenylensulfid (PPS), oder ist ein Duroplast. Das zweite Kunststoffmaterial K2 umfasst einen Thermoplast, wie beispielsweise ein Polyamid oder Polyphenylensulfid (PPS), oder ist ein Duroplast. Die Materialzone 4 und die von der Materialzone 4 verschiedene bzw. komplementäre Zone 5 sind integral aneinander ausgeformt. Es ist in einer vereinfachten Variante allerdings auch möglich, dass der Felgenkörper 3 ausschließlich aus der Materialzone 4 besteht.
  • Im Beispiel der 2 ist der Felgenkörper 3 in einem magnetisierten Zustand in einem Schnitt quer zur Rotationsachse A des Felgenkörpers 3 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass der Felgenkörper 3 in dem magnetisierten Zustand 6 zumindest einen magnetischen Südpol S und einen magnetischen Nordpol N aufweist. Im konkreten Beispiel der 2 sind in dem Felgenkörper 3 der Felge 1 vier magnetische Pole, nämlich zwei magnetische Nordpole N und zwei magnetische Südpole S vorhanden. Die magnetischen Süd- und Nordpole S, N sind entlang einer Umfangsrichtung U des Felgenkörpers 3 im Wechsel und zueinander beabstandet angeordnet. Die Nord- und Südpole N, S sind im Bereich der Materialzone 4 angeordnet.
  • Anhand der 3a bis 3d wird im Folgenden beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Felge 1 mit einem integrierten Rotor 2 beispielhaft vorgestellt. Hierzu zeigen die 3a bis 3d Momentaufnahmen während der Durchführung des beispielhaften Verfahrens.
  • Die 3a veranschaulicht einen ersten Verfahrensschritt a) des Verfahrens zum Herstellen der Felge 1. Gemäß dem ersten Verfahrensschritt a) wird eine Form 7 bereitgestellt. Im Beispiel der 3a bis 3d ist die Form 7 als Spritzgussform 8 mit einer ersten Formhälfte 7a und einer zweiten Formhälfte 7b realisiert. Die Form 7 bzw. die Spritzgussform 8 ist zumindest teilweise komplementär zu einem Felgenkörper 3 der herzustellenden Felge 1 ausgebildet. Dies bedeutet, dass mittels der Form 7 bzw. der Spritzgussform 8 nicht zwangsläufig eine vollkommen einsatzbereite Felge 1 herstellbar ist, sondern gegebenenfalls zusätzliche, beispielsweise spanende, Weiterbearbeitungen durchgeführt werden können oder müssen.
  • Wie anhand der 3b nachzuvollziehen, umfasst das Verfahren zum Herstellen der Felge 1 ferner einen zweiten Verfahrensschritt b), gemäß welchem eine (erste) Kunststoffmasse KM1 mit einem magnetisierbaren oder magnetischen Material M bereitgestellt wird. In einem weiteren Schritt c) wird die (erste) Kunststoffmasse KM1 mit dem magnetisierbaren oder magnetischen Material M im Bereich einer Materialzone 4 in die Form 7 eingebracht. Im gezeigten Beispiel erfolgt dieses Einbringen als Einspritzen. In dem Beispiel ist das magnetisierbare oder magnetische Material M in Form von in der (ersten) Kunststoffmasse KM1 dispergierten Partikeln aus dem magnetisierbaren oder magnetischen Material M vorhanden. Es ist auch möglich, dass statt dieser Partikel aus dem magnetisierbaren oder magnetischen Material M makroskopische Magnetelemente eingesetzt werden, was jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist.
  • Im Beispiel der 3a bis 3d umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Felge 1 außerdem einen weiteren Schritt e), gemäß welchem eine zweite Kunststoffmasse KM2 bereitgestellt wird. Die zweite Kunststoffmasse KM2 wird in einem weiteren Verfahrensschritt f) in einer von der Materialzone 4 verschiedenen Zone 5 eingebracht. Dieses Einbringen erfolgt in Form eines Einspritzens in die Spritzgussform 8, wobei für die Verfahrensschritte c) und f) jeweils dieselbe Form 7 bzw. dieselbe Spritzgussform 8 eingesetzt wird. Es ist allerdings auch denkbar, dass Einbringen der beiden Kunststoffmassen KM1, KM2 gemäß der Schritte c) und f) in zwei voneinander verschiedenen Formen 7 vorzunehmen. Die erste Kunststoffmasse KM1 wird mit einem ersten Kunststoffmaterial K1 ausgebildet. Die zweite Kunststoffmasse K2 kann mit demselben ersten Kunststoffmaterial K1 oder einem von diesem verschiedenen zweiten Kunststoffmaterial K2 ausgebildet werden.
  • Anhand der 3d wird ein weiterer Verfahrensschritt d) veranschaulicht, gemäß welchem ein Entformen des Felgenkörpers 3 erfolgt. Nach dem Trennen der Formhälften 7a, 7b der Form 7 ergibt sich somit als Produkt des Herstellungsverfahrens zur Herstellung einer Felge 1 eine erfindungsgemäße Felge 1. Diese Felge 1 kann in sich an das Herstellungsverfahren zur Herstellung der Felge 1 anschließenden Weiterbearbeitungsschritten für den Einsatz in einer Radnabenmaschine weiterbearbeitet werden. Denkbar ist hier beispielsweise eine spanende Bearbeitung, insbesondere der Mittenloch 9, welche eine Zentrierfunktion der Felge 1 mit dem integrierten Rotor 2 auf einer Statorwelle der Radnabenmaschine erfüllen kann.
  • Wie in der 3c verdeutlicht, umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Felge 1 außerdem einen Verfahrensschritt g), gemäß welchem der Felgenkörper 3 zur Ausbildung des integrierten Rotors 2, insbesondere zur Ausbildung von für diesen Rotor 2 wesentlichen magnetischen Rotorpolen N,S, magnetisiert wird.
  • Dieses Magnetisieren des Felgenkörpers 3 erfolgt wie in der 3c gezeigt vorzugsweise im Bereich der Materialzone 4.
  • Im Beispiel des in den 3a bis 3d illustrierten Verfahrens zur Herstellung der Felge 1 erfolgt das Magnetisieren des Felgenkörpers 3 gemäß dem Schritt g) zeitlich vor dem Entformen des Felgenkörpers 3 gemäß dem Schritt d). Alternativ kann das Magnetisieren des Felgenkörpers 3 gemäß dem Schritt g) aber auch zeitlich nach dem Entformen des Felgenkörpers 3 im Schritt d) erfolgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017104684 A1 [0003]

Claims (16)

  1. Felge (1) mit integriertem Rotor (2), insbesondere für eine elektrische Radnabenmaschine, - mit einem Felgenkörper (3), - wobei der Felgenkörper (3) zur Ausbildung des integrierten Rotors (2) magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet ist.
  2. Felge (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Felgenkörper (3) durch einen Kunststoff (K) gebildet ist, welcher zur Ausbildung des integrierten Rotors (2) im Bereich zumindest einer Materialzone (4) magnetisierbar oder magnetisch ausgebildet ist.
  3. Felge (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (K) des Felgenkörpers (3) in der zumindest einen Materialzone (4) ein magnetisches oder magnetisierbares Material (M) enthält.
  4. Felge (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Materialzone (4) das magnetische oder magnetisierbare Material (M) in eine Kunststoffmatrix aus einem (ersten) Kunststoffmaterial (K1) eingebettet ist.
  5. Felge (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das (erste) Kunststoffmaterial (K1) einen Thermoplast umfasst oder ist.
  6. Felge (1) nach einem der Ansprüche Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (K) des Felgenkörpers (3) in zumindest einer von der Materialzone (4) verschiedenen, insbesondere komplementären, Zone (5) das erste Kunststoffmaterial (K1) oder ein vom ersten Kunststoffmaterial (K1) verschiedenes, zweites Kunststoffmaterial (K2) ist.
  7. Felge (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kunststoffmaterial (K2) einen Thermoplast oder einen Duroplast umfasst oder ist.
  8. Felge (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Materialzone (4) und die zumindest eine von der Materialzone (4) verschiedene bzw. komplementäre Zone (5) integral aneinander ausgeformt sind.
  9. Felge (1) nach Anspruch einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Felgenkörper (3) aus der zumindest einen Materialzone (4) besteht.
  10. Felge (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem magnetisierten Zustand (6) des Felgenkörpers (3) in einer Umfangsrichtung (U) zumindest ein magnetischer Süd- und ein magnetischer Nordpol (S, N) im Abstand zueinander, vorzugsweise mehrere magnetische Nord- und Südpole (N, S) entlang der Umfangsrichtung (U) im Wechsel und zueinander beabstandet, im Bereich der Materialzone (4) angeordnet sind.
  11. Verfahren zum Herstellen einer Felge (1) mit integriertem Rotor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - a) Bereitstellen einer Form (7), insbesondere einer Spritzgussform (8), welche zumindest teilweise komplementär zu einem Felgenkörper (3) der herzustellenden Felge (1) ausgebildet ist, - b) Bereitstellen einer (ersten) Kunststoffmasse (KM1) mit einem magnetisierbaren oder magnetischen Material (M), - c) Einbringen, insbesondere Einspritzen, der (ersten) Kunststoffmasse (KM1) mit dem magnetisierbaren oder magnetischen Material (M) in der Form (7) in einer Materialzone (4), - d) Entformen des Felgenkörpers (3),
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende zwei zusätzliche Schritte e) und f) umfasst: e) Bereitstellen einer zweiten Kunststoffmasse (KM2), f) Einbringen, insbesondere Einspritzen, einer zweiten Kunststoffmasse (KM2) in zumindest einer von der Materialzone (4) verschiedenen, insbesondere komplementären, Zone (5), vorzugsweise in derselben Form (7).
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Kunststoffmasse (KM1) mit einem ersten Kunststoffmaterial (K1) ausgebildet wird und - die zweite Kunststoffmasse (KM2) aus demselben ersten Kunststoffmaterial (K1) oder einem von diesem verschiedenen zweiten Kunststoffmaterial (K2) ausgebildet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgenden zusätzlichen Schritt g) umfasst: g) Magnetisieren des Felgenkörpers (3) zur Ausbildung des integrierten Rotors (2), insbesondere im Bereich der Materialzone (4).
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetisieren des Felgenkörpers (3) gemäß dem Schritt g) zeitlich vor dem Entformen des Felgenkörpers (3) im Schritt d) erfolgt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetisieren des Felgenkörpers (3) gemäß dem Schritt g) zeitlich nach dem Entformen des Felgenkörpers (3) im Schritt d) erfolgt.
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DE202014104276U1 (de) * 2014-09-09 2014-09-19 Ford Global Technologies, Llc Antriebsrad mit Elektro-Radnabenmotor für Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeug
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EP3468003A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-10 Muhr und Bender KG Elektromotorische antriebsradanordnung

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