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Die Erfindung betrifft einen Axialflussmotor für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Axialflussmotors.
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Eine Schrägung der Pole bei Radialflussmotoren ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere sind Schrägungen bei beispielsweise Rotoren beziehungsweise Statoren der Radialflussmaschine mit Nuten und in verteilten Wicklungen bekannt. Diese Polschrägungen beziehungsweise Polschränkungen bewirken in bekannter Weise eine Verbesserung des sogenannten NVH-Verhaltens (Noise, Vibration, Harshness - Geräusch, Vibration, Rauigkeit), und insbesondere eine Reduzierung der Rasterung und des Geräuschs.
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Die
WO 01/11755 A1 offenbart eine elektrische Axialflussmaschine umfassend einen an einer Maschinenwelle angeordneten eisenlosen scheibenförmigen Rotor und zwei neben dem Rotor angeordnete Statoren. Der Rotor weist Permanentmagnete auf, die in einem faser- oder gewerbearmierten Kunststoff eingebettet sind. Die Permanentmagnete sind jeweils formschlüssig mit dem umgebenen Kunststoff verbunden. Der Kunststoff bildet zusammen mit dem Permanentmagneten und der Maschinenwelle eine formstabile Einheit.
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Bei der
WO 2015 1390 80 A1 ist ein Rotor für eine elektrische Axialflussmaschine vorgesehen. Der Rotor umfasst einen ringförmigen, scheibenförmigen Zentralrahmen, der aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist und erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen aufweist. Jede der ersten und zweiten gegenüberliegenden Flächen hat geformte Vorsprünge, die sich davon erstrecken. Der Rotor umfasst ferner einen ersten und einen zweiten äußeren Rahmen, die aus einem nicht-ferromagnetischen, elektrisch leitenden Material gebildet sind. Jeder äußere Rahmen hat einen inneren Umfangsabschnitt und einen äußeren Umfangsabschnitt und eine Vielzahl von Stäben, die die inneren und äußeren Umfangsabschnitte galvanisch verbinden. Zwischen benachbarten Stäben und den inneren und äußeren Umfangsabschnitten sind Spaltabschnitte definiert. Die Spaltabschnitte sind komplementär zu den geformten Vorsprüngen des Zentralrahmens geformt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Axialflussmaschine sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Axialflussmotors zu schaffen, bei welcher eine Verbesserung von einem NVH-Verhalten und eine Verringerung von Störgeräuschen realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Axialflussmotor sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines Axialflussmotors gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Axialflussmotor für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Stator und einem Rotor, wobei zum Erzeugen eines magnetischen Flusses in Axialrichtung des Axialflussmotors zumindest der Stator mit verteilten Wicklungen um einen jeweiligen Pol des Stators ausgebildet ist.
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Es ist vorgesehen, dass der jeweilige Pol des Stators und/oder ein jeweiliger Pol des Rotors eine Schrägung mit einer linearen Form oder einer gebogenen Form oder einer gewellten Form oder einer geknickten Form aufweist.
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Dadurch kann eine Verbesserung des NVH-Verhaltens, insbesondere eine Reduzierung der Rasterung und von Störgeräuschen, realisiert werden. Insbesondere ist somit vorgesehen, dass ein jeweiliger Pol des Stators und/oder ein jeweiliger Pol des Rotors jeweilige Schrägungen aufweisen, welche insbesondere linear, gebogen, gewellt oder geknickt ausgebildet sind.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine jeweilige Schrägung entweder an einem Pol des Stators oder an einem Pol des Rotors ausgebildet ist. Es können jedoch auch beide Bauteile entsprechende Schrägungen aufweisen, wobei diese dann insbesondere leicht unterschiedlich sind, sodass eine Verbesserung des NVH-Verhaltens realisiert ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Schrägung von jeweiligen Magnetpolen, beispielsweise am Rotor vorgesehen ist, da diese einfacher herstellbar sein kann, wobei dann wiederum eine Abhängigkeit von der Magnetform beziehungsweise deren Kombination zu einem Pol herrscht. Bei der Nutzung kleiner Permanentmagnete lassen sich dennoch auch komplexe Formen wie zum Beispiel eine Wellenform aufbauen, wobei dann wiederum Einzelmagnete der Permanentmagnete immer noch eine schmale Rechteckform aufweisen können und die Wellenform dann im Detail eigentlich eine gestufte Welle ergibt.
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Bei den Polen des Stators ist insbesondere vorgesehen, dass keine Schraffen beziehungsweise große Knicke vorhanden sind, sodass der Wicklungsdraht beziehungsweise die Wicklungsstäbe der Form der Pole folgen, um einen möglichst günstigen Füllfaktor realisieren zu können.
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Insbesondere kann ferner vorgesehen sein, dass der Axialflussmotor alternativ auch konzentrierte Wicklungen aufweisen, wobei dann wiederum die konzentrierten Wicklungen ebenfalls eine Schrägung aufweisen können.
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Der Axialflussmotor kann alternativ auch als Axialflussmaschine bezeichnet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist eine Schrägung eines jeweiligen Pols eines Stators eine unterschiedliche Form auf als eine Schrägung eines jeweiligen Pols des Rotors.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Schrägung am Stator durch die verteilten Wicklungen ausgebildet ist.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Rotor mit vergrabenem Permanentmagneten als jeweiliger Pol ausgebildet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Rotor mit Permanentmagneten als jeweiliger Pol ausgebildet, wobei ein jeweiliger Pol eine Vielzahl von Permanentmagneten aufweist und die Schrägung des Pols durch die Anordnung der Vielzahl von Permanentmagneten ausgebildet ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Axialflussmotors nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei ein jeweiliger Pol des Stators und/oder ein jeweiliger Pol des Rotors mit einer Schrägung in einer linearen Form oder einen gebogenen Form oder mit einer gewellten Form oder einer geknickten Form hergestellt ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Axialflussmotors sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens anzusehen. Insbesondere wird der Axialflussmotors gemäß dem vorhergehenden Aspekt mittels des Verfahrens hergestellt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Axialflussmotors, insbesondere auf einen Stator der Axialflussmaschine;
- 2 eine weitere schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Stators eines Axialflussmotors;
- 3 eine weitere schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Stators eines Axialflussmotors;
- 4 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Rotors eines Axialflussmotors;
- 5 eine weitere schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Rotors eines Axialflussmotors; und
- 6 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Rotors eines Axialflussmotors.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Axialflussmotors 10, insbesondere auf einen Stator 12 des Axialflussmotors 10. Der Axialflussmotor 10 ist vorliegend rein schematisch dargestellt.
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Der Axialflussmotor 10 ist insbesondere für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug 20 ausgebildet, welches lediglich schematisch dargestellt ist. Der Axialflussmotor 10 kann aber auch für weitere Anlagen abseits des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Der Axialflussmotor 10 weist zumindest den Stator 12 und einen Rotor 14 (4) auf. Zum Erzeugen eines magnetischen Flusses in Axialrichtung A des Axialflussmotors 10 weist zumindest der Stator 12 verteilte Wicklungen 16 um einen jeweiligen Pol 26 des Stators 12 auf.
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Es ist vorgesehen, dass der jeweilige Pol 26 des Stators 12 und/oder ein jeweiliger Pol 28, 30 (4) des Rotors 14 eine Schrägung mit einer linearen Form, wie beim Stator 12 in 1 dargestellt, oder einer gebogenen Form, wie beim Stator 12 in 2 dargestellt, oder einer gewellten Form, wie beispielsweise beim Rotor 14 in 5 dargestellt, oder in einer geknickten Form, wie beispielsweise beim Stator 12 in 3 dargestellt, aufweist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Axialflussmotor 10 insbesondere dreiphasig ausgebildet. Der Axialflussmotor 10 weist insbesondere eine erste Phase 18, eine zweite Phase 22 und eine dritte Phase 24 auf.
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1 zeigt somit insbesondere eine Nut des Stators 12 mit schrägen Leitern.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Schrägung eines jeweiligen Pols 26 des Stators 12 eine unterschiedliche Form aufweist als eine Schrägung eines jeweiligen Pols 28, 30 des Rotors 14.
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Ferner zeigt die 1 insbesondere, dass die Schrägung am Stator 12 durch die verteilten Wicklungen 16 ausgebildet ist.
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2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine weitere Ausführungsform des Stators 12. In der vorliegenden Ausführungsform ist insbesondere eine gebogene Form der Schrägung zu sehen. Insbesondere weist die Schrägung eine D-Form auf.
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3 zeigt in einer weiteren schematischen Draufsicht eine Ausführungsform des Stators 12. Insbesondere ist eine geknickte Form der Pole 26 des Stators 12 gezeigt. Insbesondere kann die geknickte Form auch als V-Form bezeichnet werden.
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4 zeigt eine schematische Draufsicht des Rotors 14 des Axialflussmotors 10. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Rotor 14 jeweilige Pole 28, 30 auf. Insbesondere sind die jeweiligen Pole 28, 30 als Permanentmagneten 32 ausgebildet. Die Permanentmagneten 32 können somit als Nordpol 28 und als Südpol 30 bereitgestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist ein jeweiliger Pol 28, 30 eine gebogene Form auf.
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Ferner zeigt die 4 insbesondere, dass der Rotor 14 mit Permanentmagneten 32 als jeweiliger Pol 28, 30 ausgebildet ist, wobei ein jeweiliger Pol 28, 30 eine Vielzahl von Permanentmagneten 32 aufweist und die Schrägung des Pols 28, 30 durch die Anordnung der Vielzahl von Permanentmagneten 32 ausgebildet ist.
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5 zeigt eine weitere schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Rotors 14. Im folgenden Ausführungsbeispiel sind die Pole 28, 30 insbesondere gewellt ausgebildet.
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6 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine weitere Ausführungsform des Rotors 14. Insbesondere ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Rotor 14 mit vergrabenen Permanentmagneten 32 als jeweiliger Pol 28, 30 ausgebildet. Ferner zeigt die 6 insbesondere, dass, um eine Vergrabung durchzuführen, eine Platte 34 auf den Polen 28, 30 ausgebildet ist. Die entsprechenden Permanentmagnete 32 sind insbesondere versetzt angeordnet. Insbesondere ist somit ein Pol 28, 30 des Rotor 14 mit versetzen, schrägen und vergrabenen Permanentmagneten 32 gezeigt. Eine alternative Lösung kann sein, dass die Permanentmagnete 32 lediglich schräg und vergraben ausgebildet sind.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen des Axialflussmotors 10, wobei ein jeweiliger Pol 26 des Stators 12 und/oder ein jeweiliger Pol 28, 30 des Rotors 14 mit einer Schrägung mit einer linearen Form oder einer gebogenen Form oder einer gewellten Form oder einer geknickten Form hergestellt wird.
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Insgesamt zeigt die Erfindung eine Stator- und Rotorschrägung in des Axialflussmotors 10.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Axialflussmotor
- 12
- Stator
- 14
- Rotor
- 16
- verteilte Wicklung
- 18
- erste Phase
- 20
- Kraftfahrzeug
- 22
- zweite Phase
- 24
- dritte Phase
- 26
- Pol des Stators
- 28
- Nordpol
- 30
- Südpol
- 32
- Permanentmagnet
- 34
- Platte
- A
- Axialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 0111755 A1 [0003]
- WO 2015139080 A1 [0004]
