DE102020101849A1 - A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine - Google Patents

A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine Download PDF

Info

Publication number
DE102020101849A1
DE102020101849A1 DE102020101849.5A DE102020101849A DE102020101849A1 DE 102020101849 A1 DE102020101849 A1 DE 102020101849A1 DE 102020101849 A DE102020101849 A DE 102020101849A DE 102020101849 A1 DE102020101849 A1 DE 102020101849A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
flux
elements
carrier
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102020101849.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Jörg Kegeler
Christian Kühhirt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102020101849.5A priority Critical patent/DE102020101849A1/en
Priority to PCT/DE2021/100006 priority patent/WO2021151413A1/en
Publication of DE102020101849A1 publication Critical patent/DE102020101849A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2798Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets where both axial sides of the stator face a rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/04Machines with one rotor and two stators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine elektrische, motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialfluss-Maschine (2), umfassend einen Träger (3), welcher zur Aufnahme einer Vielzahl von Magnetelementen (4) und zur Aufnahme von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen (5) ausgebildet ist. Gemäß der Erfindung umfasst der Träger (3) ein ringtopfartig ausgebildetes Trägerteil (6) mit einer in axialer Richtung zumindest teilweise geöffneten und umfänglich sich erstreckenden Ringtopfaufnahme (A) zur Aufnahme der Vielzahl von Magnetelementen (4) und zur Aufnahme der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5).The invention relates to a rotor (1) for an axial flux machine (2) that can be operated electrically, as a motor and / or as a generator, comprising a carrier (3) which is used to hold a plurality of magnetic elements (4) and to hold flux guide elements which conduct the magnetic flux (5) is formed. According to the invention, the carrier (3) comprises a ring pot-like carrier part (6) with a ring pot receptacle (A), which is at least partially open in the axial direction and extends circumferentially, for receiving the plurality of magnetic elements (4) and for receiving the flux guiding elements ( 5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische, motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialfluss-Maschine, umfassend einen Träger, welcher zur Aufnahme einer Vielzahl von Magnetelementen und zur Aufnahme einer Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen ausgebildet ist. Die Erfindung umfasst darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors sowie eine Axialflussmaschine, aufweisend einen derartigen Rotor.The present invention relates to a rotor for an electrical, motor-driven and / or generator-driven axial flux machine, comprising a carrier which is designed to accommodate a plurality of magnetic elements and to accommodate a plurality of flux guide elements which conduct the magnetic flux. The invention also includes a method for producing such a rotor and an axial flow machine having such a rotor.

Aus der DE 10 2013 218 829 A1 ist bereits ein Rotor für eine Axialflussmaschine bekannt. Bei diesem Rotor wird durch die Rotorbleche eine Art Rahmen gebildet, in welchen Inlays integriert werden. Die Rotorbleche weisen dabei einzelne Ausstanzungen sowohl für die Magnete als auch für die Inlays auf.From the DE 10 2013 218 829 A1 a rotor for an axial flux machine is already known. In this rotor, the rotor laminations form a type of frame into which inlays are integrated. The rotor laminations have individual punchings for both the magnets and the inlays.

Weitere Aufbauten von Rotoren für Axialflussmaschinen bzw. von Axialflussmaschinen selbst sind unter anderem beschrieben durch die DE 10 2017 204 434 A1 , die DE 10 2005 053 119 A1 oder die DE 10 2004 038 884 A1 .Further structures of rotors for axial flux machines or of axial flux machines themselves are described, inter alia, by the DE 10 2017 204 434 A1 , the DE 10 2005 053 119 A1 or the DE 10 2004 038 884 A1 .

Der magnetische Fluss in einem Axialflussmotor (Elektromotor) ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial gerichtet. Ein geblechter Rotor für hohe Drehzahlen und Frequenzen ist in axialer Richtung geschichtet ausgebildet. Der axiale Magnetfluss muss dabei die Kleberschichten überwinden, wodurch der Magnetkreis eine Scherung (zusätzlicher Luftspalt) erfährt und an Effizienz verliert. Hierdurch wiederum verliert der Motor an Kraft. Für den axialen magnetischen Fluss wird oft SMC (soft magnetic components / soft magnetic powder) eingesetzt, da hier ein 3D-Fluss ohne signifikante Wirbelströme möglich ist. Für kleinere Rotoren ist ein homogener SMC Rotor möglich, solange die mechanische Belastung die geringe Festigkeit des SMC nicht übersteigt.The magnetic flux in an axial flux motor (electric motor) is axially directed in the air gap between the stator and rotor. A laminated rotor for high speeds and frequencies is layered in the axial direction. The axial magnetic flux has to overcome the adhesive layers, as a result of which the magnetic circuit experiences a shear (additional air gap) and loses its efficiency. This in turn causes the engine to lose power. For the axial magnetic flux, SMC (soft magnetic components / soft magnetic powder) is often used, since a 3D flux without significant eddy currents is possible here. A homogeneous SMC rotor is possible for smaller rotors as long as the mechanical load does not exceed the low strength of the SMC.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Rotor, insbesondere einen Rotor mit mechanisch wenig stabilen Flussleitelementen als Rotormaterial, für eine Axialflussmaschine bereitzustellen, der mit Blick auf seine mechanischen Festigkeitseigenschaften weiter verbessert ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors sowie eine Axialflussmaschine mit einem derartigen Rotor bereitzustellen.The present invention is based on the object of providing a rotor, in particular a rotor with mechanically unstable flux guide elements as rotor material, for an axial flux machine, which is further improved with regard to its mechanical strength properties. Furthermore, the invention is based on the object of providing a method for producing such a rotor and an axial flux machine with such a rotor.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Rotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und eine Axialflussmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche definiert. Ein erfindungsgemäßer Rotor für eine elektrische, motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialfluss-Maschine, umfasst einen Träger, welcher zur Aufnahme einer Vielzahl von Magnetelementen und zur Aufnahme einer Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen ausgebildet ist. Der Träger umfasst ein ringtopfartig ausgebildetes Trägerteil mit einer in axialer Richtung zumindest teilweise geöffneten und umfänglich sich erstreckenden Ringtopfaufnahme zur Aufnahme der Vielzahl von Magnetelementen und zur Aufnahme der Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen. Hierdurch wird ein Rotor für eine Axialflussmaschine geschaffen, der mit Blick auf seine mechanische Festigkeit weiter verbessert ist. Dies ist insbesondere bei Axialflussmaschinen höherer Leistung von besonderer Bedeutung. Der erfindungsgemäße Rotor ist mit Vorteil konzipiert für Axialflussmaschinen mit einer Leistung von 1 Kilowatt bis etwa 1000 Kilowatt. Eine Axialflussmaschine mit dem erfindungsgemäßen Aufbau ist konzipiert für die Bereitstellung von bis zu etwa 500 Nm Drehmoment.This object is achieved by a rotor with the features of claim 1, a method for producing a rotor with the features of claim 12 and an axial flow machine with the features of claim 13. Advantageous developments of the invention are defined by the dependent claims. A rotor according to the invention for an electrical, motor-driven and / or generator-driven axial flux machine comprises a carrier which is designed to accommodate a plurality of magnetic elements and to accommodate a plurality of flux guiding elements which conduct the magnetic flux. The carrier comprises a ring pot-like carrier part with a ring pot receptacle, which is at least partially open in the axial direction and extends circumferentially, for receiving the plurality of magnetic elements and for receiving the plurality of flux guiding elements which conduct the magnetic flux. This creates a rotor for an axial flow machine which is further improved in terms of its mechanical strength. This is particularly important in the case of axial flux machines with a higher output. The rotor according to the invention is advantageously designed for axial flux machines with an output of 1 kilowatt to approximately 1000 kilowatts. An axial flux machine with the structure according to the invention is designed to provide up to approximately 500 Nm of torque.

Eine Axialflussmaschine im Sinne der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Luftspalt zwischen Rotor und Stator erzeugte Magnetfluss sich in axialer Richtung parallel zur Drehachse der Maschine erstreckt.An axial flux machine in the sense of the invention is characterized in that the magnetic flux generated in the air gap between the rotor and stator extends in the axial direction parallel to the axis of rotation of the machine.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Trägerteil einteilig ausgebildet ist, was wiederum die mechanische Festigkeit des Rotors verbessert.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the carrier part is designed in one piece, which in turn improves the mechanical strength of the rotor.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Trägerteil in axialer Richtung vollständig offen ausgebildet ist, wodurch die magnetischen Flussleiteigenschaften weiter verbessert sind.According to a further preferred further development of the invention, it can also be provided that the carrier part is designed to be completely open in the axial direction, as a result of which the magnetic flux conducting properties are further improved.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Träger zumindest zwei Trägerteile umfasst, die mit ihren Böden aneinander angeordnet und bodenseitig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt oder vernietet sind. Mit Vorteil sind die beiden Trägerteile identisch ausgebildet. Bei einer derartigen Rotorgestaltung weist der Axialflussmotor zu beiden axialen Stirnseiten des Rotors jeweils einen Stator auf, der unter Bildung eines jeweiligen axialen Luftspaltes beispielsweise ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist insbesondere darin begründet, dass sich die magnetischen Kräfte innerhalb des Rotors durch den einteilig ausgebildeten Träger mit zwei fest verbundenen Trägerteilen aufheben bzw. im Träger eliminiert werden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the carrier comprises at least two carrier parts which are arranged with their bases next to one another and connected to one another on the base side, in particular welded or riveted to one another. The two carrier parts are advantageously designed to be identical. In such a rotor design, the axial flux motor has a stator on each of the two axial end faces of the rotor, which stator generates, for example, a rotating magnetic field while forming a respective axial air gap. The advantageous effect of this embodiment is based in particular on the fact that the magnetic forces within the rotor cancel each other out or are eliminated in the carrier due to the one-piece carrier with two firmly connected carrier parts.

Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Böden der beiden Trägerteile korrespondierende Formschlussmittel aufweisen, über welche ein gegenseitiges Verdrehen der beiden Trägerteile verhindert werden kann, etwa wenn die beiden Trägerteile vernietet werden, dann kann diese Nietverbindung entlastet werden.It can also be provided that the bottoms of the two carrier parts have corresponding positive locking means, via which mutual rotation of the two carrier parts can be prevented, for example when the two carrier parts are riveted, then this riveted connection can be relieved.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Trägerteil in einem axialen Längsschnitt gesehen ein im Wesentlichen S-förmiges Profil aufweist. Insbesondere sind die beiden axial offen ausgebildeten ringtopfartigen Bereiche des Trägerteils unterschiedlich groß ausgebildet, bzw. weisen diese eine unterschiedlich große radiale Breite auf, wobei in dem größeren der beiden ringtopfartig ausgebildeten Bereiche die Vielzahl der Magnetelemente und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente angeordnet sind. Hierdurch kann auf konstruktiv einfache Weise zum einen ein Aufnahmeraum für die Magnetelemente und die Flussleitelemente geschaffen werden, und zum anderen kann durch den kleineren S-Bogenabschnitt eine in radialer Richtung federelastisch ausgebildete Aufnahme zur Anordnung auf einer Rotorwelle geschaffen werden.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the carrier part has an essentially S-shaped profile when viewed in an axial longitudinal section. In particular, the two axially open ring pot-like areas of the carrier part are of different sizes or have different radial widths, with the large number of magnetic elements and the flux-conducting elements conducting the magnetic flux being arranged in the larger of the two ring-pot-like areas. In this way, a receiving space for the magnetic elements and the flux guide elements can be created in a structurally simple manner, and the smaller S-bend section can be used to create a spring-elastic receiving in the radial direction for arrangement on a rotor shaft.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Magnetelemente und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente umfänglich abwechselnd und radial sternförmig im Trägerteil angeordnet sind, wodurch sich eine vorteilhafte Führung der Magnetfeldlinien erreichen lässt. Alternativ können die Magnetelemente und die Flussleitelemente auch umfänglich um einen Winkel geneigt angeordnet werden. Die beiden Trägerteile des Trägers sind bevorzugt identisch bestückt, so dass bei Anordnung zum einteiligen Träger, in der die beiden Trägerteile bodenseitig miteinander verbunden sind, die Magnete und die Flussleitelemente der beiden Trägerteile winkelig versetzt in unterschiedliche Richtungen weisen.It can also be advantageous to further develop the invention in such a way that the magnetic elements and the flux guiding elements which conduct the magnetic flux are arranged circumferentially alternately and radially in a star shape in the carrier part, whereby an advantageous guidance of the magnetic field lines can be achieved. Alternatively, the magnet elements and the flux guide elements can also be arranged circumferentially inclined at an angle. The two carrier parts of the carrier are preferably equipped identically, so that when arranged as a one-piece carrier in which the two carrier parts are connected to one another at the bottom, the magnets and the flux guide elements of the two carrier parts point in different directions at an angle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Magnetelemente und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente fest miteinander verbunden sind, insbesondere derart, dass sicher die Bildung eines Luftspaltes zwischen Magnetelement und Flussleitelement unterbunden wird. Diese feste Verbindung kann beispielsweise durch Verklebung erfolgen. Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente an der inneren Mantelfläche der äußeren radialen Trägerwandung fest angebunden sind, wobei mit Vorteil keine feste Verbindung bzw. Anbindung mit bzw. an der inneren Mantelfläche der inneren radialen Trägerwandung und keine feste Verbindung bzw. Anbindung mit bzw. an der inneren topfbodenseitigen Trägerwandung besteht. Der Vorteil, der sich hierdurch ergibt, ist insbesondere, dass zum einen eine feste Anbindung der Magnetelemente und der Flussleitelemente im Trägerteil erfolgt, und dass zum anderen etwaig auftretende Spannungskräfte im Falle einer leichten Verbiegung der Trägerteile - beispielsweise aufgrund hoher Fliehkräfte, bei hohen Drehzahlen der Axialflussmaschine - ausbleiben, da die Magnetelemente eben nicht an anderen Stellen innerhalb des Trägerteils verklebt sind.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the magnetic elements and the flux guiding elements which conduct the magnetic flux are firmly connected to one another, in particular in such a way that the formation of an air gap between the magnetic element and the flux guiding element is reliably prevented. This fixed connection can be made for example by gluing. Finally, the invention can also be implemented in an advantageous manner in such a way that the flux guiding elements which conduct the magnetic flux are firmly attached to the inner surface of the outer radial support wall, advantageously no fixed connection or connection with or on the inner surface of the inner radial support wall and there is no fixed connection or connection with or on the inner support wall on the side of the pot bottom. The advantage that results from this is in particular that, on the one hand, there is a firm connection of the magnetic elements and the flux guide elements in the support part, and on the other hand, any tension forces that may occur in the event of a slight bending of the support parts - for example due to high centrifugal forces at high speeds of the Axial flux machine - do not occur because the magnetic elements are not glued to other places within the carrier part.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Magnetelemente geteilt ausgebildet sind, insbesondere dass die Magnetelemente in einer Ebene parallel zu ihrer Kontaktfläche mit den den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen geteilt sind und/oder in einer Ebene senkrecht zu der Kontaktfläche mit den den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen geteilt sind. Durch eine derartige Konstruktion bzw. einen derartigen geteilten Aufbau der Magnetelemente können Dehnungen der Trägerteile verbessert ausgeglichen und Beschädigungen vermieden werden.Finally, the invention can also be implemented in an advantageous manner to the effect that the magnet elements are designed to be divided, in particular that the magnet elements are divided in a plane parallel to their contact surface with the flux guiding elements which conduct the magnetic flux and / or in a plane perpendicular to the contact surface with the the magnetic flux conducting flux guide elements are divided. Such a construction or such a divided construction of the magnet elements can compensate for expansions of the carrier parts in an improved manner and avoid damage.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Trägerteil Elemente zur Positionierung der Magnetelemente und/oder der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente ausweist, wobei diese Elemente einteilig mit dem Trägerteil ausgebildet sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass eine weiter verbesserte Festigkeit der Verbindung zwischen Trägerteil und darin angeordneter Magnet- und Flussleitelemente erreicht werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the carrier part has elements for positioning the magnetic elements and / or the flux guiding elements which conduct the magnetic flux, these elements being formed in one piece with the carrier part. The advantage of this configuration is that a further improved strength of the connection between the carrier part and the magnet and flux guide elements arranged therein can be achieved.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Träger magnetisch nicht-leitend ausgebildet ist, wodurch die Magnetflusseigenschaften des Rotors weiter verbessert werden können. Bevorzugt ist der Träger aus magnetisch nichtleitendem Stahl, insbesondere aus Edelstahl gebildet.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the carrier is designed to be magnetically non-conductive, as a result of which the magnetic flux properties of the rotor can be further improved. The carrier is preferably formed from magnetically non-conductive steel, in particular from stainless steel.

Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Axialflussmotor, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

  • - Formen und Bereitstellen eines topfringförmigen Trägers aus einem nichtmagnetischen Material,
  • - Bereitstellen der Magnetelemente und der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente,
  • - Herstellen einer festen Verbindung zwischen den Magnetelementen und den Flussleitelementen,
  • - Einbringen der Magnetleitelemente und der Flussleitelemente in den ringtopfförmigen Träger und Befestigen der Flussleitelemente und der Magnetelemente an der inneren Mantelfläche der äußeren radialen Trägerwand.
Furthermore, the object is achieved by a method for manufacturing a rotor for an axial flux motor, comprising the following method steps:
  • - Forming and providing a cup ring-shaped carrier made of a non-magnetic material,
  • - Provision of the magnetic elements and the flux guiding elements that conduct the magnetic flux,
  • - Establishing a firm connection between the magnetic elements and the flux guide elements,
  • - Introducing the magnet guide elements and the flux guide elements into the ring-pot-shaped carrier and fastening the flux guide elements and the magnet elements to the inner surface of the outer radial carrier wall.

Als nicht magnetisches Material findet bevorzugt ein entsprechender Stahl bzw. eine entsprechende Stahllegierung Verwendung.A corresponding steel or a corresponding steel alloy is preferably used as the non-magnetic material.

Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialflussmaschine mit einem Rotor, ausgebildet wie er vorstehend beschrieben wurde.Furthermore, the object of the invention is achieved by an axial flux machine that can be operated as a motor and / or generator and has a rotor, designed as described above.

Die Axialflussmaschine umfasst vorzugsweise

  • - einen Rotor mit einem ersten Träger mit einem ringtopfartig ausgebildeten Trägerteil und mit einer Vielzahl von Magnetelementen und einer Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen, die in einer ringtopfartigen Ausnehmung des Trägerteils angeordnet sind, und mit einem zweiten im Wesentlichen identisch zum ersten Träger ausgebildeten Träger, wobei der erste Träger und der zweite Träger mit ihren Böden aneinander angeordnet und bodenseitig miteinander fest verbunden sind, sowie
  • - einen ersten Stator mit einer Mehrzahl von Spulenmagneten, der an einer ersten axialen Rotorseite unter Bildung eines ersten Luftspalts angeordnet ist, und der ein Magnetfeld erzeugt, welches sich im Wesentlichen in axialer Richtung in Richtung Rotor erstreckt, und
  • - einen zweiten Stator mit einer Mehrzahl von Spulenmagneten, der an einer zweiten axialen Rotorseite unter Bildung eines zweiten Luftspalts angeordnet ist, und der ein Magnetfeld erzeugt, welches sich im Wesentlichen in axialer Richtung in Richtung Rotor erstreckt. Die Trägerteile können alternativ auch gegeneinander verdreht sein, wobei die Statoren dann entsprechend verdreht zueinander angeordnet sind. Bevorzugt sind die Trägerteile derart ausgestaltet und miteinander fest verbunden, dass eine spiegelsymmetrische Anordnung gegenüber einer zwischen den beiden Böden angeordneten Spiegelebene gegeben ist.
The axial flow machine preferably comprises
  • a rotor with a first carrier with a carrier part designed like a ring pot and with a plurality of magnet elements and a plurality of flux guiding elements which conduct the magnetic flux, which are arranged in a ring pot-like recess of the carrier part, and with a second carrier that is essentially identical to the first carrier, wherein the first carrier and the second carrier are arranged with their bases next to one another and are firmly connected to one another on the base side, as well as
  • a first stator with a plurality of coil magnets, which is arranged on a first axial rotor side with the formation of a first air gap, and which generates a magnetic field which extends essentially in the axial direction in the direction of the rotor, and
  • a second stator with a plurality of coil magnets, which is arranged on a second axial rotor side with the formation of a second air gap, and which generates a magnetic field which extends essentially in the axial direction in the direction of the rotor. The carrier parts can alternatively also be rotated with respect to one another, the stators then being arranged correspondingly rotated with respect to one another. The carrier parts are preferably designed and firmly connected to one another in such a way that there is a mirror-symmetrical arrangement with respect to a mirror plane arranged between the two floors.

Insgesamt wird eine hohe Effektivität durch die Reduzierung der Wirbelströme bei hohen Frequenzen erreicht. Dazu wird SMC in Form von Flussleitelementen eingesetzt. Diese erlauben die effektive dreidimensionale Flussleitung. In Kombination mit Edelstahlblechen zur mechanischen Halterung der SMC Flussleitelemente wird der parasitäre magnetische Kurzschluss minimiert. Die Blechbiegeteile aus Edelstahl nehmen die Fliehkräfte und Drehmomente in Rotoren von Hochleistungsmotoren auf. Die Speichenanordnung der Magnetelemente erlaubt eine erhöhte Kraftdichte des Motors bei gleichzeitig geringem Magnetmaterialeinsatz. Der hierfür konzipierte Rotor beinhaltet zwei topfförmige, insbesondere aus Edelstahl gebildete Trägerteile, in die die als SMC Bauteile ausgeführten Flussleitelemente und die Magnetelemente in Speichenanordnung eingelegt und eigeklebt werden. Die als Edelstahlringe gebildeten Trägerteile besitzen dadurch, dass sie bevorzugt aus einem Stück bestehen, hohe Steifigkeit und Festigkeit. Die Topfform der Ringe erlaubt ein sicheres Halten der Magnetelemente und der Flussleitelemente. Die durchgängige radiale Ringfläche ist geeignet ein hohes Drehmoment zu übertragen. Durch die zweiseitigen Trägerteile wird der Krafteintrag symmetrisch verteilt. Zur kostengünstigen Herstellung können umgeformte und geschnittene Blechteile und gleichförmige SMC Sinterteile eingesetzt werden.Overall, a high level of effectiveness is achieved by reducing the eddy currents at high frequencies. For this purpose, SMC is used in the form of flux guide elements. These allow effective three-dimensional flow guidance. In combination with stainless steel sheets to mechanically hold the SMC flux guide elements, the parasitic magnetic short circuit is minimized. The bent sheet metal parts made of stainless steel absorb the centrifugal forces and torques in the rotors of high-performance motors. The arrangement of the spokes in the magnetic elements allows the motor to have an increased power density while at the same time using less magnetic material. The rotor designed for this purpose contains two cup-shaped support parts, in particular made of stainless steel, into which the flux guide elements, which are designed as SMC components, and the magnetic elements in a spoke arrangement are inserted and glued. The carrier parts formed as stainless steel rings have high rigidity and strength because they preferably consist of one piece. The cup shape of the rings allows the magnetic elements and the flux guide elements to be held securely. The continuous radial ring surface is suitable for transmitting a high torque. The two-sided support parts distribute the force input symmetrically. Formed and cut sheet metal parts and uniform SMC sintered parts can be used for cost-effective production.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention is explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive concept.

Es zeigen:

  • 1 einen erfindungsgemäßen Rotor in einem Teil-Axialschnitt in perspektivischer Darstellung,
  • 2 ein Trägerteil des erfindungsgemäßen Rotors in einem Teil-Axialschnitt in perspektivischer Darstellung,
  • 3 eine erfindungsgemäße Axialflussmaschine in perspektivischer Darstellung, wobei in der oberen Zeichnungsfigur ein erster Stator und in der unteren Darstellung ein zweiter Stator nebst dem zwischen dem ersten und zweiten Stator anzuordnenden schematisch dargestellten Rotor prinzipiell veranschaulicht ist, und
  • 4 die Axialflussmaschine gemäß 3 in Perspektivdarstellung.
Show it:
  • 1 a rotor according to the invention in a partial axial section in a perspective view,
  • 2 a support part of the rotor according to the invention in a partial axial section in a perspective view,
  • 3 an axial flux machine according to the invention in a perspective representation, wherein a first stator is illustrated in the upper drawing figure and a second stator in addition to the schematically illustrated rotor to be arranged between the first and second stator is illustrated in principle in the lower drawing, and
  • 4th the axial flux machine according to 3 in perspective view.

1 zeigt einen Rotor 1 für eine elektrische, motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialfluss-Maschine 2, umfassend einen Träger 3, welcher zur Aufnahme einer Vielzahl von Magnetelementen 4 und zur Aufnahme einer Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen 5 ausgebildet ist. Der Träger 3 weist ein ringtopfartig ausgebildetes Trägerteil 6 mit einer in axialer Richtung zumindest teilweise geöffneten und umfänglich sich erstreckenden Ringtopfaufnahme A zur Aufnahme der Vielzahl von Magnetelementen 4 und zur Aufnahme der Vielzahl der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente 5 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger 3 gebildet durch zwei identisch ausgebildete Trägerteile 6 und 60, wobei die beiden Trägerteile 6, 60 Rücken an Rücken angeordnet und mit ihren Topfbodenteilen der Ringtopfaufnahme A aneinander liegen und einteilig über eine Schweißverbindung oder über Niete oder dergleichen miteinander verbunden sind. In 2 ist das Trägerteil 6, 60 als solches dargestellt, wobei in der dargestellten Ausführung Bohrungen im Topfboden vorgesehen sind, beispielsweise um über Niete zwei Trägerteile 6, 60 miteinander zu verbinden. Das Trägerteil 6, 60 ist in einem axialen Längsschnitt gesehen S-förmig ausgeführt. Die durch die S-Bogenform geschaffenen beiden axial offen ausgebildeten ringtopfartigen Bereiche des Trägerteils 6, 60 sind unterschiedlich groß ausgebildet. Sie weisen eine unterschiedlich große radiale Breite auf, wobei in dem größeren der beiden ringtopfartig ausgebildeten Bereiche die Vielzahl der Magnetelemente 4 als auch die Vielzahl der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente 5 angeordnet sind. Der kleinere S-Bogenbereich (im Bild unten) dient als federelastischer Bereich, über den der Rotor 1 mittels Presssitz auf einer Rotorwelle angeordnet werden kann. 1 shows a rotor 1 for an axial flux machine that can be operated electrically, as a motor and / or as a generator 2 , comprising a carrier 3 , which is used to hold a large number of magnetic elements 4th and for receiving a plurality of flux guide elements which conduct the magnetic flux 5 is trained. The carrier 3 has a carrier part designed like a ring pot 6th with a ring pot receptacle which is at least partially open in the axial direction and extends circumferentially A. to accommodate the large number of magnetic elements 4th and for receiving the plurality of flux guiding elements which conduct the magnetic flux 5 on. In the illustrated embodiment, the carrier is 3 formed by two identically designed carrier parts 6th and 60 , with the two support parts 6th , 60 Arranged back to back and with their pot base parts of the ring pot holder A. lie against one another and are connected to one another in one piece via a welded connection or via rivets or the like are. In 2 is the carrier part 6th , 60 shown as such, with holes being provided in the bottom of the pot in the embodiment shown, for example around two support parts via rivets 6th , 60 to connect with each other. The carrier part 6th , 60 is S-shaped seen in an axial longitudinal section. The two axially open ring pot-like areas of the carrier part created by the S-bend shape 6th , 60 are of different sizes. They have different radial widths, with the large number of magnetic elements in the larger of the two ring pot-like areas 4th as well as the large number of flux guiding elements which conduct the magnetic flux 5 are arranged. The smaller S-bend area (in the picture below) serves as a spring-elastic area over which the rotor 1 can be arranged by means of a press fit on a rotor shaft.

Die Magnetelemente 4 und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente 5 sind umfänglich abwechselnd und radial sternförmig im Trägerteil 6 angeordnet. Die Magnetelemente 4 und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente 5 sind fest miteinander verbunden. Das über den nicht dargestellten axial angeordneten Stator (s. 3) erzeugte Magnetfeld ist prinzipiell durch den in Form von Pfeilen dargestellten Magnetfluss B dargestellt. Dabei verlaufen die Magnetfeldlinien innerhalb der beiden Luftspalte 10, 13 zwischen dem Rotor 1 und den beiden axial stirnseitig angeordneten Statoren 8, 11 im Wesentlichen axial senkrecht in die Flussleitelemente 5, weiter durch ein benachbartes Magnetelement 4 ins benachbarte Flussleitelement 5 und senkrecht wieder heraus in Richtung Stator 8, 11.The magnetic elements 4th and the flux guiding elements which conduct the magnetic flux 5 are circumferentially alternating and radially star-shaped in the carrier part 6th arranged. The magnetic elements 4th and the flux guiding elements which conduct the magnetic flux 5 are firmly connected to each other. The axially arranged stator (s. 3 ) generated magnetic field is in principle by the magnetic flux shown in the form of arrows B. shown. The magnetic field lines run within the two air gaps 10 , 13th between the rotor 1 and the two stators arranged axially on the end face 8th , 11 essentially axially perpendicular in the flux guide elements 5 , further through an adjacent magnetic element 4th into the adjacent flux guide element 5 and straight back out towards the stator 8th , 11 .

Die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente 5 sind gemeinsam mit den Magnetelementen 4 im Inneren der Ringtopfaufnahme A, umfänglich abwechselnd und im Wesentlichen sternförmig angeordnet und dabei mit der inneren Mantelfläche der äußeren radialen Trägerwandung (im Bild oben) fest verklebt. Alle anderen Kontaktflächen zwischen Trägerteil 6, 60 und Flussleitelementen 5 und Magnetelementen 4 bleiben ohne Verbindung. Die Flussleitelemente 5 sind umfänglich abwechselnd unterschiedlich magnetisiert, so dass auf einen Nordpol N ein Südpol S folgt und umgekehrt. Zwischen zwei benachbarten Flussleitelementen 5 ist jeweils ein als quadratische Scheibe ausgebildetes Magnetelement 4 angeordnet, wobei jedes Magnetelement 4 derart magnetisiert ist, dass die umfänglich einander gegenüberliegenden Flächen des Magnetelements 4 unterschiedliche Magnetpole bilden. Dabei sind die Magnetelemente 4 derart ausgerichtet bzw. angeordnet, dass sie mit gleicher Magnetpolung wie das benachbarte Flussleitelement 5 diesem zugewandt sind. Ein mit N magnetisiertes Flussleitelement 5 hat also zu beiden in Umfangsrichtung ausgerichteten Seiten jeweils ein Magnetelement 4 benachbart angeordnet, welches jeweils mit seiner mit N magnetisierten Seite anliegt. Entsprechend hat ein mit S magnetisiertes Flussleitelement 5 zu beiden in Umfangsrichtung ausgerichteten Seiten jeweils ein Magnetelement 4 benachbart angeordnet, welches mit seiner mit S magnetisierten Seite anliegt.The flux guide elements that conduct the magnetic flux 5 are common with the magnetic elements 4th inside the ring pot holder A. , arranged circumferentially alternating and essentially star-shaped and firmly glued to the inner surface of the outer radial support wall (in the picture above). All other contact surfaces between the carrier part 6th , 60 and flux guide elements 5 and magnetic elements 4th remain disconnected. The flux guide elements 5 are alternately magnetized circumferentially, so that on a north pole N a south pole S. follows and vice versa. Between two adjacent flux guide elements 5 is in each case a magnetic element designed as a square disk 4th arranged, each magnetic element 4th is magnetized in such a way that the circumferentially opposing surfaces of the magnetic element 4th form different magnetic poles. Here are the magnetic elements 4th aligned or arranged in such a way that they have the same magnetic polarity as the adjacent flux guide element 5 facing this. A flux guide element magnetized with N. 5 thus has a magnetic element on each of the two sides aligned in the circumferential direction 4th arranged adjacent, each of which rests with its N-magnetized side. Accordingly, one has with S. magnetized flux guide element 5 one magnetic element each on both sides aligned in the circumferential direction 4th arranged adjacent, which with his S. magnetized side.

In den 3 und 4 ist jeweils eine Axialflussmaschine 2 in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellt. Die Axialflussmaschine 2 umfasst einen Rotor 1, der hier schematisch ohne seine Trägerteile 6, 60, aber mit umfänglich abwechselnd aufeinander folgenden Magnetelementen 4 und Flussleitelementen 5 gezeigt ist. In der oberen Darstellung ist ein erster Stator 8 in einer Draufsicht von innen gezeigt, so dass hier gut die einzelnen Statorspulen 9 des Stators 8 erkennbar sind. Mit Vorteil sind jeweils zwei benachbarte Statorspulen 9 zusammengeschaltet, wobei sich über insgesamt sechs benachbarte Statorspulen 9 drei um jeweils 120 Winkelgrad versetzt angesteuerte Statorspulenpakete ergeben. Würde der erste Stator 8, der oberen Darstellung um 180 Winkelgrad nach unten geklappt und unter Bildung eines ersten Luftspaltes 10 vom Rotor 1 axial beabstandet gehalten, würde sich der in 4 schematisch dargestellte Axialflussmotor 2 ergeben. In der unteren Darstellung aus 3 ist eine Draufsicht auf das verbleibende Stator-Rotorpaket gezeigt, wobei der zweite Stator 11, axial durch einen zweiten Luftspalt 13 beabstandet, den Rotor 1 trägt.In the 3 and 4th is an axial flow machine 2 shown in their basic structure. The axial flow machine 2 includes a rotor 1 , the one here schematically without its support parts 6th , 60 , but with circumferentially alternating magnetic elements 4th and flux guide elements 5 is shown. In the illustration above is a first stator 8th shown in a plan view from the inside, so that here the individual stator coils are good 9 of the stator 8th are recognizable. Two adjacent stator coils are advantageous in each case 9 interconnected, with a total of six adjacent stator coils 9 result in three stator coil packs, each controlled at an angle of 120 degrees. Would be the first stator 8th , the upper illustration folded down by 180 degrees and forming a first air gap 10 from the rotor 1 kept axially spaced, the in 4th Axial flux motor shown schematically 2 result. In the illustration below, from 3 A top view of the remaining stator-rotor core is shown, with the second stator 11 , axially through a second air gap 13th spaced, the rotor 1 wearing.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but rather as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define “first” and “second” features, this designation serves to distinguish between two similar features without defining an order of precedence.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Rotorrotor
22
AxialflussmaschineAxial flow machine
33
Träger carrier
44th
Magnetelemente einer ersten GruppeMagnetic elements of a first group
4040
Magnetelemente einer zweiten Gruppe Magnetic elements of a second group
55
Flussleitelemente einer ersten GruppeFlux guide elements of a first group
5050
Flussleitelemente einer zweiten Gruppe Flux guide elements of a second group
66th
erstes Trägerteilfirst carrier part
6060
zweites Trägerteil second support part
88th
erster Statorfirst stator
99
erste Gruppe von Spulenmagnetenfirst group of coil magnets
1010
erster Luftspaltfirst air gap
1111
zweiter Statorsecond stator
1212th
zweite Gruppe von Spulenmagnetensecond group of coil magnets
1313th
zweiter Luftspalt second air gap
AA.
RingtopfaufnahmeRing pot holder
BB.
MagnetflussMagnetic flux
NN
Magnetischer NordpolMagnetic north pole
SS.
Magnetischer SüdpolMagnetic south pole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102013218829 A1 [0002]DE 102013218829 A1 [0002]
  • DE 102017204434 A1 [0003]DE 102017204434 A1 [0003]
  • DE 102005053119 A1 [0003]DE 102005053119 A1 [0003]
  • DE 102004038884 A1 [0003]DE 102004038884 A1 [0003]

Claims (14)

Rotor (1) für eine elektrische, motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialfluss-Maschine (2), umfassend einen Träger (3), welcher zur Aufnahme einer Vielzahl von Magnetelementen (4) und zur Aufnahme einer Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) ein erstes ringtopfartig ausgebildetes Trägerteil (6) mit einer in axialer Richtung zumindest teilweise geöffneten und umfänglich sich erstreckenden Ringtopfaufnahme (A) zur Aufnahme einer Vielzahl von Magnetelementen (4) einer ersten Gruppe und zur Aufnahme der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5) einer ersten Gruppe aufweist.A rotor (1) for an axial flux machine (2) that can be operated electrically, as a motor and / or as a generator, comprising a carrier (3) which is used to hold a plurality of magnetic elements (4) and a plurality of flux guide elements (5 ), characterized in that the carrier (3) has a first ring pot-like carrier part (6) with a ring pot receptacle (A), which is at least partially open in the axial direction and extends circumferentially, for receiving a plurality of magnetic elements (4) of a first group and for receiving the flux guiding elements (5) of a first group which conduct the magnetic flux. Rotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6) einteilig ausgebildet ist.Rotor (1) Claim 1 , characterized in that the carrier part (6) is designed in one piece. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6) in axialer Richtung vollständig offen ausgebildet ist.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier part (6) is designed to be completely open in the axial direction. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) ein zweites Trägerteil (60) umfasst, wobei das erste Trägerteil (6) und das zweite Trägerteil (60) mit ihren Böden aneinander angeordnet und bodenseitig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt oder vernietet sind.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (3) comprises a second carrier part (60), the first carrier part (6) and the second carrier part (60) being arranged with their bottoms against one another and connected to one another at the bottom , in particular welded or riveted together. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6) in einem axialen Längsschnitt gesehen ein im Wesentlichen S-förmiges Profil aufweist.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier part (6) has a substantially S-shaped profile when viewed in an axial longitudinal section. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (4) und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5) umfänglich abwechseln und mit Vorteil radial sternförmig im Trägerteil (6) angeordnet sind.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic elements (4) and the flux guiding elements (5) conducting the magnetic flux alternate circumferentially and are advantageously arranged radially in a star shape in the carrier part (6). Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (4) und die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5) fest miteinander verbunden sind.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic elements (4) and the flux guiding elements (5) which conduct the magnetic flux are firmly connected to one another. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5) mit der inneren Mantelfläche der äußeren radialen Trägerwandung fest verbunden sind, wobei mit Vorteil keine feste Verbindung mit der inneren Mantelfläche der inneren radialen Trägerwandung und keine feste Verbindung mit der inneren topfbodenseitigen Trägerwandung besteht.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the flux guiding elements (5) conducting the magnetic flux are firmly connected to the inner surface of the outer radial support wall, advantageously no fixed connection to the inner surface of the inner radial support wall and none There is a fixed connection with the inner support wall on the side of the pot bottom. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (4) geteilt ausgebildet sind, insbesondere dass die Magnetelemente (4) in einer Ebene parallel zu ihrer Kontaktfläche mit den den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen (5) geteilt sind und/oder in einer Ebene senkrecht zu der Kontaktfläche mit den den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen (5) geteilt sind.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet elements (4) are designed to be divided, in particular that the magnet elements (4) are divided in a plane parallel to their contact surface with the flux guide elements (5) which conduct the magnetic flux and / or are divided in a plane perpendicular to the contact surface with the flux guiding elements (5) which conduct the magnetic flux. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6; 60) Elemente zur Positionierung der Magnetelemente (4; 40) und/oder der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5) ausweist, wobei diese Elemente einteilig mit dem Trägerteil (6; 60) ausgebildet sind.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier part (6; 60) has elements for positioning the magnetic elements (4; 40) and / or the flux guiding elements (5) conducting the magnetic flux, these elements being integral with the Support part (6; 60) are formed. Rotor (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) magnetisch nicht-leitend ausgebildet ist.Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (3) is designed to be magnetically non-conductive. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - Formen und Bereitstellen eines topfringförmigen Trägers (3) aus einem magnetisch nicht-leitenden Material, - Bereitstellen der Magnetelemente (4) und der den Magnetfluss leitenden Flussleitelemente (5), - Verbinden der Magnetelemente (4) mit den Flussleitelementen (5), - Einbringen der Magnetelemente (4) und der Flussleitelemente (5) in den ringtopfförmigen Träger (3) und Befestigen der Flussleitelemente (4) und der Magnetelemente (4) an der inneren Mantelfläche der äußeren radialen Trägerwandung.Method for producing a rotor (1) according to one of the preceding claims, comprising the following method steps: - Shaping and providing a cup ring-shaped carrier (3) made of a magnetically non-conductive material, - Provision of the magnetic elements (4) and the flux guiding elements (5) which conduct the magnetic flux, - connecting the magnetic elements (4) to the flux guide elements (5), - Introducing the magnet elements (4) and the flux guide elements (5) into the ring-pot-shaped carrier (3) and attaching the flux guide elements (4) and the magnet elements (4) to the inner surface of the outer radial carrier wall. Motorisch und/oder generatorisch betreibbare Axialflussmaschine (2), gekennzeichnet durch einen Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-11.Axial flux machine (2) which can be operated as a motor and / or generator, characterized by a rotor according to one of the preceding Claims 1 - 11 . Axialflussmaschine (2) nach Anspruch 13, umfassend - einen Rotor (1) mit einem ersten Träger (3) mit einem ringtopfartig ausgebildeten Trägerteil (6) und mit einer Vielzahl von Magnetelementen (4) und einer Vielzahl von den Magnetfluss leitenden Flussleitelementen (5), die in einer ringtopfartigen Ausnehmung des Trägerteils (6) angeordnet sind, und mit einem zweiten im Wesentlichen identisch zum ersten Träger (3) ausgebildeten Träger (3), wobei der erste Träger (3) und der zweite Träger (3) mit ihren Böden aneinander angeordnet und bodenseitig miteinander fest verbunden sind, bevorzugt derart, dass eine spiegelsymmetrische Anordnung gegenüber einer zwischen den beiden Böden angeordneten Spiegelebene gegeben ist, sowie - einen ersten Stator (8) mit einer Mehrzahl von Spulenmagneten (9), der an einer ersten axialen Rotorseite unter Bildung eines ersten Luftspalts (10) angeordnet ist, und der ein Magnetfeld erzeugt, welches sich im Wesentlichen in axialer Richtung in Richtung Rotor (1) erstreckt, und - einen zweiten Stator (11) mit einer Mehrzahl von Spulenmagneten (12), der an einer zweiten axialen Rotorseite unter Bildung eines zweiten Luftspalts (13) angeordnet ist, und der ein Magnetfeld erzeugt, welches sich im Wesentlichen in axialer Richtung in Richtung Rotor (1) erstreckt.Axial flux machine (2) according to Claim 13 , comprising - a rotor (1) with a first carrier (3) with a ring pot-like carrier part (6) and with a plurality of magnetic elements (4) and a plurality of the magnetic flux conducting flux guide elements (5), which are in a ring pot-like recess of the Carrier part (6) are arranged, and with a second carrier (3) which is essentially identical to the first carrier (3), the first carrier (3) and the second carrier (3) being arranged with their bases next to one another and firmly connected to one another at the base are, preferably such that a mirror-symmetrical arrangement is given with respect to a mirror plane arranged between the two floors, and - a first stator (8) with a plurality of coil magnets (9), which is arranged on a first axial rotor side with the formation of a first air gap (10), and which generates a magnetic field which extends essentially in the axial direction towards the rotor (1 ), and - a second stator (11) with a plurality of coil magnets (12), which is arranged on a second axial rotor side with the formation of a second air gap (13), and which generates a magnetic field which is essentially in the axial direction extends in the direction of the rotor (1).
DE102020101849.5A 2020-01-27 2020-01-27 A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine Ceased DE102020101849A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020101849.5A DE102020101849A1 (en) 2020-01-27 2020-01-27 A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine
PCT/DE2021/100006 WO2021151413A1 (en) 2020-01-27 2021-01-08 Rotor for an axial flux machine, method for producing a rotor for an axial flux machine and axial flux machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020101849.5A DE102020101849A1 (en) 2020-01-27 2020-01-27 A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020101849A1 true DE102020101849A1 (en) 2021-07-29

Family

ID=74235975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020101849.5A Ceased DE102020101849A1 (en) 2020-01-27 2020-01-27 A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020101849A1 (en)
WO (1) WO2021151413A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004038884A1 (en) 2003-08-11 2005-05-12 Gen Motors Corp Electric traction vehicle, has axial flux traction motor coupled to set of wheels and including rotor that is rotatably coupled to stator in axial alignment and rotates by time varying stator magnetic field
DE102005053119A1 (en) 2005-11-08 2007-05-10 Robert Bosch Gmbh Relative rotation angle position adjusting device for use between camshaft and drive wheel, has housing rotatably supported on camshaft, connected with drive wheel in torque proof manner, and forming component of adjusting gear
DE102013218829A1 (en) 2013-09-19 2015-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Rotor for an electric machine, method for manufacturing a rotor and electric machine
DE102017204434A1 (en) 2017-03-16 2018-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Method and arrangement for measuring a gas temperature distribution in a combustion chamber

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2044676A2 (en) * 2006-07-24 2009-04-08 The Timken Company Electric motor with axially deformable rotor assembly
DE102011089985A1 (en) * 2011-12-27 2013-06-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing rotor of disc-shaped motor for vehicle, involves inserting permanent magnet in space between side surfaces of flux guidance stone so that flux guidance stone and magnet are arranged side by side on orbit
EP3443643A4 (en) * 2016-04-13 2019-12-25 Genesis Robotics and Motion Technologies Canada, ULC Electric machine comprising axial thrust bearings
DE102017204362A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for a permanent magnet excited transverse flux machine
JP6704007B2 (en) * 2018-03-08 2020-06-03 三菱重工業株式会社 motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004038884A1 (en) 2003-08-11 2005-05-12 Gen Motors Corp Electric traction vehicle, has axial flux traction motor coupled to set of wheels and including rotor that is rotatably coupled to stator in axial alignment and rotates by time varying stator magnetic field
DE102005053119A1 (en) 2005-11-08 2007-05-10 Robert Bosch Gmbh Relative rotation angle position adjusting device for use between camshaft and drive wheel, has housing rotatably supported on camshaft, connected with drive wheel in torque proof manner, and forming component of adjusting gear
DE102013218829A1 (en) 2013-09-19 2015-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Rotor for an electric machine, method for manufacturing a rotor and electric machine
DE102017204434A1 (en) 2017-03-16 2018-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Method and arrangement for measuring a gas temperature distribution in a combustion chamber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021151413A1 (en) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006026719B4 (en) Claw cushion for a stepper motor and claw-pole stepper motor
EP3189582B1 (en) Rotor for an electric machine, electric machine and method for producing a rotor of an electric machine.
EP2766976B1 (en) Optimized spider rotor internal geometry
DE102013110141B4 (en) Rotating electric machine
DE102014111241A1 (en) Sheet metal or sintered part for a stator or a rotor of an electrical machine and method for its production
DE102017102242A1 (en) USE OF MAGNETIC FIELDS IN ELECTRIC MACHINES
AT522711A1 (en) Stator for an axial flux machine
DE102020101149A1 (en) Axial flux machine with mechanically fixed stator cores with radially extending sheet metal segments
DE102010038764A1 (en) Winding tooth and component for an electric machine for reducing eddy currents
DE102008044276A1 (en) Hybriderregte electric machine with pole-changing rotor
EP2319164B1 (en) Rotor for an electric machine with a reduced cogging torque
DE102009001035A1 (en) Rotor arrangement for an electric motor
DE102020101148A1 (en) Axial flux machine with radially extending sheet metal segments having stator
DE19704769C2 (en) Multi-strand synchronous machine with permanent magnets and coil modules
WO2021148088A1 (en) Rotor, method for producing a rotor and electrical axial flux machine
DE202015009390U1 (en) Rotor as well as electrical machine
DE102020101849A1 (en) A rotor for an axial flux machine, a method for producing a rotor for an axial flux machine and an axial flux machine
DE10037787B4 (en) Permanent magnet synchronous machine
EP3076520B1 (en) Rotor for an electric machine and production method
EP2067237B1 (en) Synchronous machine
DE102020107162B3 (en) Rotor for an axial flux machine, method for manufacturing a rotor for an axial flux machine and axial flux machine
DE102015105991B4 (en) High power density electrical work machine
EP2658087B1 (en) External permanent magnet rotor for an electric machine and electric machine with such a rotor
DE102011080008A1 (en) Electric machine
DE102020101639A1 (en) Rotor and axial flux machine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final