DE102021003706A1

DE102021003706A1 - Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine

Info

Publication number: DE102021003706A1
Application number: DE102021003706.5A
Authority: DE
Inventors: Mike Fuchslocher; Tim Ziegler; Thomas Albrecht; Cornelius Hentrich; Maximilian Wenzel; Holger Bommer
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2023-01-19
Also published as: CN117751509A; WO2023001705A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors (10) für eine elektrische Maschine, bei welchem ein Band (18) mit Durchgangsöffnungen (36) versehen und daraufhin derart aufgewickelt wird, dass jeweilige Längenbereiche (40) des Bands (18) in radialer Richtung des Rotors (10) aufeinander angeordnete Lagen (42) bilden und dass die Durchgangsöffnungen (36) in radialer Richtung des Rotors (10) aufeinander angeordnet werden und dadurch sich in radialer Richtung des Rotors (10) nach außen erweiternde, in Umfangsrichtung des Rotors (10) aufeinanderfolgende und voneinander beabstandete Aufnahmeöffnungen (44) bilden, in welchen Magnete (46) angeordnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine.
Der DE 10 2007 019 911 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Blechteilen, insbesondere von Elektroblechteilen, durch Trennen von Blech als bekannt zu entnehmen. Die WO 2018/015293 A1 offenbart einen Stator für eine Axialflussmaschine und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators. Aus der EP 2 355 313 A1 ist eine Axialflussmaschine bekannt. Die US 2010/0090555 A1 offenbart ebenfalls eine Axialflussmaschine. Außerdem ist aus der WO 2016/113567 A1 eine Axialflussmaschine bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem ein Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine, besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine. Vorzugsweise wird die elektrische Maschine in einem beziehungsweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere in einem beziehungsweise für einen Kraftwagen verwendet, insbesondere als Traktionsmaschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. In ihrem vollständig hergestellten Zustand weist die Axialflussmaschine wenigstens einen Stator und wenigstens einen Rotor in Form des zuvor genannten Rotors auf, wobei der Stator und der Rotor in axialer Richtung der Axialflussmaschine aufeinanderfolgend beziehungsweise nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind, insbesondere derart, dass in axialer Richtung der Axialflussmaschine zwischen dem Rotor und dem Stator ein Luftspalt angeordnet ist. Dabei ist der Rotor mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine in axialer Richtung der Axialflussmaschine verlaufende Drehachse relativ zu dem Stator drehbar, sodass die Axialflussmaschine (elektrische Maschine) über ihren Rotor Drehmomente zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann.
Bei dem Verfahren wird ein Band mit, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Bands voneinander beabstandeten und voneinander getrennten, Durchgangsöffnungen versehen und daraufhin derart, insbesondere zu einer Spule, aufgewickelt, dass jeweilige Längenbereiche des Bands in radialer Richtung des Rotors aufeinander angeordnete und somit aufeinanderfolgende Lagen bilden und dass die Durchgangsöffnungen, die vorzugsweise in zu der Spule aufgewickeltem Zustand des Bandes in um die axiale Richtung des Rotors verlaufender Umfangsrichtung des Rotors aufeinanderfolgend und vorzugsweise voneinander getrennt sind, in radialer Richtung des Rotors aufeinander angeordnet werden und dadurch Aufnahmeöffnungen bilden, welche sich in radialer Richtung des Rotors nach außen, insbesondere trichterartig oder trichterförmig oder keilförmig, erweitern, und in um die axiale Richtung des Rotors verlaufender Umfangsrichtung des Rotors aufeinanderfolgen und voneinander beabstandet, mithin voneinander getrennt sind, insbesondere durch jeweilige Wandungsbereiche des Bands. In den Aufnahmeöffnungen werden Magnete, insbesondere Permanentmagnete, angeordnet.
Vorzugsweise ist das Band aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Blech und ganz insbesondere aus Rotorblech gebildet, sodass das aufgewickelte und durch die auch als Rotoreinheit bezeichnete Spule einen magnetischen Fluss beziehungsweise ein jeweiliges, von dem jeweiligen Magneten bereitstellbares oder bereitgestelltes Magnetfeld besonders vorteilhaft führen können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest das Aufwickeln des Bandes und das Versehen des Bandes in einem, insbesondere einzigen, Schritt erfolgen. Hierunter kann insbesondere folgendes verstanden werden: Während beispielsweise ein bereits mit ersten der Durchgangsöffnungen versehener, erster Teilbereich des Bandes insbesondere in die axiale Richtung des Rotors aufgewickelt wird, wird beispielsweise das Band in einem noch nicht aufgewickelten, zweiten Teilbereich des Bandes mit wenigstens einer zweiten der Durchgangsöffnungen oder mit mehreren, zweiten der Durchgangsöffnungen versehen, mithin wird in dem zweiten Teilbereich des Bandes wenigstens eine oder mehrere, zweite der Durchgangsöffnungen hergestellt. Daraufhin wird auch der zweite Teilbereich aufgewickelt, insbesondere auf oder um den bereits aufgewickelten ersten Teilbereich. Beispielsweise wird die jeweilige Durchgangsöffnung durch Stanzen oder durch ein Stanzverfahren hergestellt. Ferner ist es denkbar, dass zumindest einer der Magneten in zumindest einer der Aufnahmeöffnungen angeordnet wird, während das Band aufgewickelt wird, wobei die zumindest eine Aufnahmeöffnung beispielsweise bereits hergestellt oder gebildet ist, und/oder beispielsweise eine andere der Aufnahmeöffnungen noch nicht gebildet ist oder noch gebildet wird, insbesondere durch Aufwickeln des Bandes.
Beispielsweise ist die jeweilige Durchgangsöffnung an sich, das heißt für sich alleine betrachtet in Umfangsrichtung der jeweiligen Durchgangsöffnung vollständig umlaufend durch das Band, das heißt durch einen jeweiligen Wandungsbereich des Bands, gebildet. Unter dem Merkmal, dass sich die jeweilige Aufnahmeöffnung in radialer Richtung des Rotors nach außen erweitert und dass die Aufnahmeöffnungen durch die Durchgangsöffnungen des Bands gebildet werden, ist insbesondere folgendes zu verstehen: Eine erste der auch als Magnettaschen oder Taschen bezeichneten Aufnahmeöffnungen ist beispielsweise durch eine erste der Durchgangsöffnungen gebildete, erste Gruppe der Durchgangsöffnung gebildet, und eine zweite der Aufnahmeöffnungen ist beispielsweise durch eine zweite der Durchgangsöffnungen gebildete Gruppe der Durchgangsöffnungen gebildet. Die ersten Durchgangsöffnungen der ersten Gruppe sind in radialer Richtung des Rotors übereinander, das heißt aufeinander angeordnet, und die zweiten Durchgangsöffnungen der zweiten Gruppe sind in radialer Richtung des Rotors übereinander beziehungsweise aufeinander, das heißt aufeinanderfolgend angeordnet. Somit überlappen sich die jeweiligen Durchgangsöffnungen der jeweiligen Gruppe in radialer Richtung des Rotors gegenseitig zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig. Die jeweilige Durchgangsöffnung der jeweiligen Gruppe weist beispielsweise eine jeweilige Länge und eine jeweilige Breite auf. Die jeweilige Breite verläuft beispielsweise in aufgewickeltem Zustand des Bands in Umfangsrichtung des Rotors. Die jeweilige Breite verläuft beispielsweise in axialer Richtung des Rotors. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass sich die Durchgangsöffnungen der jeweiligen Gruppe in ihrer Breite und/oder ihrer Länge voneinander unterscheiden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Durchgangsöffnungen der jeweiligen Gruppe in ihrer jeweiligen Länge voneinander unterscheiden, während beispielsweise die Durchgangsöffnungen der jeweiligen Gruppe die gleiche Breite aufweisen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Längen in radialer Richtung des Rotors nach außen hin größer werden, das heißt zunehmen, sodass die Durchgangsöffnungen der jeweiligen Gruppe im Hinblick auf ihre Längen in radialer Richtung des Rotors nach außen hin betrachtet größer werden.
Um den Rotor besonders zeit- und kostengünstig herstellen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Aufwickeln des Bandes, insbesondere zu der Spule, und dem Anordnen der Magneten in den Aufnahmeöffnungen ein Abwickeln des insbesondere zu der Spule aufgewickelten Bandes und ein daran anschließendes erneutes Aufwickeln des Bandes unterbleiben. Dadurch kann eine zumindest die Spule und die in den Taschen angeordnete Magnete umfassende Spuleneinheit in einem Prozess- beziehungsweise Arbeitsschritt hergestellt werden, sodass der Rotor besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Längenbereiche und dadurch die Lagen einstückig miteinander ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass zumindest die Längenbereiche und somit die Lagen durch das einstückig ausgebildete und beispielsweise als Metallband ausgebildete Band gebildet werden, wodurch die Spuleneinheit und somit der Rotor besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden können. Beispielsweise wird das Band, insbesondere als Endlosmaterial, zu einer Ausgangsspule aufgewickelt bereitgestellt, sodass die Ausgangsspule, welche auch als Coil bezeichnet wird, bereitgestellt wird. Die Ausgangsspule wird abgewickelt. Mit anderen Worten wird das Band von der Ausgangsspule abgewickelt, woraufhin das Band mit den Durchgangsöffnungen versehen wird, mithin die Durchgangsöffnungen in dem Band vorgestellt werden. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Abwickeln des Bandes von der Ausgangsspule und dem Versehen des Bandes mit den Durchgangsöffnungen ein Aufwickeln und erneutes Abwickeln des Bandes unterbleiben. Durch Bereitstellen der Ausgangsspule, durch darauffolgendes Abwickeln des Bandes und durch das Versehen des Bandes mit den Durchgangsöffnungen und durch das darauffolgende Aufwickeln des Bands zu der Spule kann der Rotor besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Band während des Versehens des Bandes mit den Durchgangsöffnungen zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, das heißt unterbrechungsfrei, entlang einer Förderrichtung translatorisch bewegt und dadurch gefördert wird. Hierdurch kann die Spuleneinheit zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, das heißt ohne übermäßige Unterbrechungen hergestellt werden, sodass eine besonders zeit- und kostengünstige Herstellung darstellbar ist.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Durchgangsöffnungen durch Nibbeln, welches auch als Knabber-Schneiden bezeichnet wird, hergestellt werden. Hierdurch können die beziehungsweise alle Durchgangsöffnungen, das heißt die unterschiedlich großen Durchgangsöffnungen beziehungsweise mittels ein und desselben Werkzeugs, insbesondere Schneid- oder Stanzwerkzeugs, hergestellt werden. Mit anderen Worten sind nicht unterschiedliche, das heißt unterschiedlich große Stanzwerkzeuge oder Stanzschablonen zum Herstellen der unterschiedlich großen Durchgangsöffnungen erforderlich, sodass der Rotor besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
Dadurch, dass die genannte Spuleneinheit die Spule, das heißt das insbesondere mit der Spule aufgewickelte Band und die in den Aufnahmeöffnungen (Magnettaschen) angeordneten Magnete umfasst, sind sozusagen die Magnete in die Spule integriert. Da beispielsweise das Band und somit die Spule aus einem Blech, insbesondere aus einem Elektroblech, gebildet sind, bildet das aufgewickelte Band, mithin die Spule, beispielsweise ein Blechpaket, in welches die Magneten integriert sind. Dabei ermöglicht es das Verfahren, das Blechpaket mit den integrierten Magneten besonders zeit- und kostengünstig herzustellen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee werden die Blechlagen nach dem Fertigen der Aufnahmeöffnungen für die Magnete inline induktiv verbacken. Hierdurch ist die Handhabung beim Einlegen der Magnete einfacher und die verbackenen Blechlagen weisen bereits eine Stabilität auf. Hierbei kann das Verbacken auch auf andere Weise erfolgen, aber ein induktives Verbacken hat sich hierbei als einfach anwendbar gezeigt. Mit dem inline Verbacken ist gemeint, dass der Verfahrensschritt des Verbackens zwar separat durchgeführt wird, dies aber direkt im Anschluss an den vorherigen Verfahrensschritt erfolgt und somit ohne das Gesamtverfahren durch andere Maßnahmen zu unterbrechen. Zudem kann das Verbacken vorteilhaft direkt in der Vorrichtung zum Aufwickeln als Spule erfolgen, so dass die aufgewickelte Spule ohne aus deren Vorrichtung zu entnehmen und diese eventuell zwischenstabilisieren zu müssen direkt verbacken wird. Eine solch verbackene Spule lässt sich dann auch einfach weiterverarbeiten oder zwischenlagern. Beim verbacken inline in der Vorrichtung zum Aufwickeln kann der Verfahrensschritt des Verbackens auch zwischen verschiedenen Arbeitsschritten ausgeführt werden ohne deren Ablauf zu verhindern, sondern maximal zu verzögern. So kann eben ein Teil der Spule aufgewickelt werden, insbesondere bis zur Fertigstellung der Aufnahmeöffnung für die Magnete, und dieses Zwischenprodukt, welches noch weiter aufgewickelt werden kann, kann dann eben schon vorab verbacken werden, ohne das weitere Aufwickeln zu verhindern. In einem solchen Fall kann dann beispielsweise nach dem Einlegen der Magnete das Aufwickeln fortgesetzt werden und noch weitere Lagen des Bandes radial außerhalb der Aufnahmeöffnung und der Magnete aufgewickelt werden. Diese Lagen können dann fixiert werden, insbesondere nochmals verbacken werden, was dann ebenfalls wieder dem Verfahrensschritt des inline induktiv Verbackens entsprechen würde.
Um die Magneten besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig in den Magnettaschen anordnen und somit in dem Rotor besonders einfach, zeit- und kostengünstig herstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige Magnet derart in der jeweiligen Aufnahmeöffnung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, angeordnet wird, dass der jeweilige Magnet in radialer Richtung des Rotors und somit in radialer Richtung der Spule von außen nach innen relativ zu den Lagen bewegt und dadurch in die jeweilige Aufnahmeöffnung hineinbewegt wird. Dadurch können übermäßig komplexe Formen der jeweiligen Tasche vermieden werden, insbesondere dahingehend, dass die Tasche lediglich in radialer Richtung des Rotors nach außen weisend offen ist, um hierdurch den Magneten in die Tasche hineinzubewegen. Anderweitige Öffnungen oder eine geometrisch komplexe Öffnung, um den jeweiligen Magneten in der jeweiligen Tasche anordnen zu können, können vermieden werden, sodass ein besonders einfacher und damit zeit- und kostengünstiger Aufbau der Spule gewährleistet werden kann. Außerdem können Schritte, die sich nach dem Anordnen des jeweiligen Magneten in der jeweiligen Aufnahmeöffnung anschließen und beispielsweise dazu vorgesehen sind, um die jeweilige Tasche zu verschließen, vermieden oder in ihrer Anzahl und/oder Komplexität besonders gering gehalten werden, sodass der Rotor besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Um auf besonders einfache und kostengünstige Weise einen besonders guten Halt des jeweiligen Magneten in der jeweiligen Magnettasche (Aufnahmeöffnung) gewährleisten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige Magnet nach seiner Anordnung in der jeweiligen Aufnahmeöffnung mit dem Band mittels eines Kunststoffes verbunden wird, welcher an das Band, mithin an die Spule und den jeweiligen Magneten angespritzt wird. Beispielsweise wird der Kunststoff in die jeweilige Magnettasche eingespritzt und dadurch an den jeweiligen Magneten und das aufgewickelte Band, mithin die Spule angespritzt. Beispielweise wird der Kunststoff in radialer Richtung des Rotors von außen nach innen oder von innen nach außen in die jeweilige Tasche eingespritzt, wodurch der jeweilige Magnet auf besonders einfache Weise sowie besonders fest mit der Spule verbunden werden kann. Insbesondere nach dem Anspritzen des Kunststoffs an die Spule und den jeweiligen Magneten härtet der Kunststoff aus, wodurch der jeweilige Magnet besonders fest an der Spule gehalten wird.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Aufnahmeöffnungen in radialer Richtung des Rotors nach innen mittels einer, insbesondere ersten, Decklage zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, verschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnungen in radialer Richtung des Rotors nach außen mittels wenigstens einer, insbesondere zweiten, Decklage zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, verschlossen werden. Dadurch kann auf besonders einfache Weise ein besonders fester Halt des jeweiligen Magneten an der Spule gewährleistet werden.
Die Aufnahmeöffnungen werden beispielsweise in radialer Richtung des Rotors und somit der Spule nach innen hin derart mittels der, insbesondere ersten, Decklage zumindest teilweise verschlossen, dass das Band bei seinem Aufwickeln auf die erste Decklage aufgewickelt, mithin um die erste Decklage herumgewickelt wird. Dadurch kann der Rotor besonders einfach hergestellt werden. Ferner ist es denkbar, dass die Aufnahmeöffnungen in radialer Richtung des Rotors und somit der Spule nach außen hin beispielsweise derart mittels der, insbesondere zweiten, Decklage zumindest teilweise verschlossen werden, dass, insbesondere nach dem Aufwickeln des Bands zu der Spule, die zweite Decklage auf die Spule aufgewickelt und dabei um die Spule und die in den Magnettaschen angeordneten Magnete herumgewickelt wird. Somit ist es beispielsweise denkbar, dass die erste Decklage in radialer Richtung des Rotors und somit der Spule nach innen hin an die Spule beziehungsweise an die Magneten anschließt und/oder die zweite Decklage schließt sich in radialer Richtung des Rotors und somit der Spule nach außen an die Spule beziehungsweise an die Magneten an. Hierdurch kann der Rotor besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden, und es kann auch bei sehr hohen Drehzahlend es Rotors vermieden werden, dass sich die Magneten unerwünschter Weise aus den Magnettaschen herausbewegen.
Es ist denkbar, dass die jeweilige Decklage separat von der Spule und somit separat von den Längenbereichen und den auch als Schichten bezeichneten Lagen ausgebildet ist.
Um die Kosten des Rotors besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die, insbesondere jeweilige, Decklage einstückig ausgebildet ist. Die Decklage könnte aus einem Kunststoff gebildet sein. Vorteilhaft ist jedoch, wenn die Decklage aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus dem metallischen Werkstoff, gebildet ist, aus welchem das Band gebildet ist. Somit kann die Decklage aus Elektroblech beziehungsweise aus dem Elektroblech gebildet sein.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Decklage einstückig mit den Lagen ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Decklage beispielsweise einstückig mit den Längenbereichen ausgebildet. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Decklage nicht mit Durchgangsöffnungen versehen wird. Insbesondere wird die Decklage nicht mit solchen Durchgangsöffnungen versehen, die die Magnettaschen bildenden Durchgangsöffnungen vollständig überlappen, sodass die Decklage die Magnettaschen besonders vorteilhaft zumindest teilweise verschließen kann. Um somit beispielsweise die erste Decklage als eine einstückig mit den Längenbereichen ausgebildete Decklage herzustellen, wird beispielsweise zunächst ein erster Teil des Bandes aufgewickelt, wobei der erste Teil die Decklage bildet und somit beispielsweise frei von Durchgangsöffnungen ist. Zumindest ist die erste Decklage beziehungsweise der erste Teil frei von solchen Durchgangsöffnungen, in die die in den Magnettaschen angeordneten Magnete in radialer Richtung nach innen hin hineinrutschen können. Daraufhin wird das Band beispielsweise derart aufgewickelt und um die Decklage herumgewickelt, dass die Längenbereiche die Lagen und die Durchgangsöffnungen, mit denen die Längenbereiche versehen sind, die Magnettaschen bilden. Daraufhin werden die Magneten in den Magnettaschen angeordnet. Daraufhin wird beispielsweise ein die zweite, äußere Decklage bildender, zweiter Teil des Bandes aufgewickelt und dabei um die Spule beziehungsweise um die Längenbereiche, die Magnettaschen und die Magnete herumgewickelt, wobei beispielsweise der zweite Teil nicht mit Durchgangsöffnungen beziehungsweise zumindest nicht mit solchen Durchgangsöffnungen versehen wird, die größer als die die Magnettaschen bildenden Durchgangsöffnungen sind beziehungsweise in die die Magnete in radialer Richtung nach außen hin hineinrutschen können. Jeweils ist es denkbar, dass der erste Teil und/oder der zweite Teil, mithin die erste Decklage und/oder die zweite Decklage, einstückig mit den die Lagen bildenden Längenbereichen ausgebildet ist.
Um die Magnettaschen besonders bedarfsgerecht und besonders kostengünstig jeweils zumindest teilweise verschließen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Decklage durch ein separat von den Lagen und somit separat von den Längenbereichen ausgebildetes Bandelement gebildet ist. Beispielsweise wird die Decklage getrennt von den Längenbereichen und somit getrennt von den Lagen bereitgestellt, woraufhin beispielsweise das Band beziehungsweise Längenbereiche um die Decklage herumgewickelt beziehungsweise Decklage um die Längenbereiche herumgewickelt werden beziehungsweise wird. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Bandelement von dem Band getrennt und daran anschließend als die Decklage verwendet wird, die in vollständig hergestelltem Zustand des Rotors separat von den Lagen ausgebildet ist.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: für eine optimierte Ausnutzung einer Oberfläche beziehungsweise einer besonders hohen Drehmoment- und Leistungsdichte der elektrischen Maschine zu realisieren, ist eine solche Ausgestaltung anzustreben, die die Oberfläche möglichst umfangreich, insbesondere nahezu vollständig mit Magneten abdeckt. Aufgrund einer etwaigen scheibenförmigen Anordnung, insbesondere des Rotors und dabei ganz insbesondere in Relation zum Stator, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Magnettaschen in radialer Richtung des Rotors nach außen hin, insbesondere kontinuierlich, größer werden zu lassen. Um dies jedoch zu realisieren, indem Schichten beziehungsweise Lagen in radialer Richtung des Rotors aufeinanderfolgend angeordnet werden, können eine Vielzahl von unterschiedlichen, das heißt unterschiedlich großen Stanzstempeln erforderlich sein. Dies kann zu einer aufwendigen und kostenintensiven Fertigung führen, jedoch dadurch vermieden werden, dass die Durchgangsöffnungen durch Nibbeln hergestellt werden. Das Nibbeln ermöglicht ein überlagertes Schneiden der Taschen zur Realisierung der unterschiedlichen Größen, insbesondere der unterschiedlichen, zuvor beschriebenen Längen mittels, insbesondere genau, eines Werkzeugs. Zudem können beispielsweise Randbereiche der Spule, das heißt des Elektroblechs abgeschnitten und/oder beschnitten werden. Dies ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen verbesserte Toleranzen und vermindert Verluste.
Um den Rotor besonders zeit- und kostengünstig herstellen zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Taschen und der seitliche Beschnitt durch Hochgeschwindigkeitsscherschneiden hergestellt werden, das heißt, dass das Band durch Hochgeschwindigkeitsscherschneiden mit den Durchgangsöffnungen versehen wird. Durch Nutzung einer Hochgeschwindigkeitstechnologie, um die Durchgangsöffnungen durch Hochgeschwindigkeitsscherschneiden herzustellen, kann die Eigenspannung besonders geringgehalten werden, und auch die Ummagnetisierungsverluste in Schneidkanten können besonders geringgehalten werden.
Beispielsweise wird das Band mittels eines Werkzeugs versehen, mittels welchem beispielsweise das Nibbeln durchgeführt wird. Eine insbesondere dem Werkzeug vorgelagerte, beispielsweise variable Vorschubeinheit ermöglicht ein hochpräzises Ausrichten und Anordnen der Durchgangsöffnungen und somit der Taschen. Beispielsweise wird mittels der Vorschubeinheit das Band translatorisch bewegt und somit gefördert.
Die Erfindung ermöglicht es im weiteren, die Spule und somit den Rotorkern besonders zeit- und kostengünstig herzustellen, da durch den anschließenden Inline- Prozess der Paketierung mir Beispielsweise Backlacks beziehungsweise des einfach auch als Kleber bezeichneten Klebstoffs die Verwendung von Imprägnierharz vermieden werden kann. Ferner ist es möglich, im Gegensatz zu einem allumfangsseitigen Versehen der Schichten mit dem Imprägnierharz das Verbindungsmittel nur in radialer Richtung zwischen den Schichten (Blechen) anzuordnen, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Verbindungsmittel ausschließlich auf jeweiligen Breitseiten der Schichten, das heißt ausschließlich in radialer Richtung zwischen den Schichten angeordnet ist. Eine spanende Bearbeitung ist somit nicht zwingend erforderlich, und im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen kann Restschmutz reduziert werden.
Durch die Erfindung können zumindest die folgenden Vorteile realisiert werden:

- hohe Integration (Magnet, Spule beziehungsweise Blechpaket, Magnetabstützung radial und in Umfangsrichtung)
- Entfall von Komponenten und Prozessen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen und dabei insbesondere im Fall eines Aufklebens der Magnete, Reduzierung eines Handhabungsaufwands, Kostenreduzierung
- zusätzlicher Reluktanzanteil durch die Magnete, die dadurch, dass sie in den Magnettaschen angeordnet sind, vergrabene Magneten sind
- lebensdauersichere Integration der Magnete, insbesondere durch mechanische Abstützung von Fliehkräften in der Spule mittels der auch als Bandage bezeichneten Decklage und insbesondere ohne Alterungseffekte wie bei Klebstoffen
- im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen: Reduzierung einer Toleranzkette und Verbesserung einer Wuchtgüte durch präzise Ausrichtung der Magnete relativ zueinander
- im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen: bessere thermische Anbindung der Magnete, insbesondere an die Spule und/oder durch Entfall von Kontaktwiderständen
- reduzierte Kurzschlussgefahr und damit höherer Wirkungsgrat durch geringeren Grat von Lage zu Lage ohne Neubeschnitt der Bandkanten.

Insgesamt ist erkennbar, was das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das auch als Aufrollen bezeichnete Aufwickeln des Bandes zu der Spule und das beispielsweise durch Stanzen erfolgende Versehen des Bandes mit den Durchgangsöffnungen in einem, insbesondere einzigem, Schritt erfolgen, wobei ein gleichzeitiges Anordnen beziehungsweise Einlegen der Magnete in den beziehungsweise die Taschen denkbar ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise zumindest einer der Magneten in eine der Taschen hergestellt wird, während beispielsweise zumindest eine der Durchgangsöffnungen hergestellt wird und/oder während zumindest eine der Durchgangsöffnungen noch nicht hergestellt ist.
Beispielsweise wird zunächst die erste Decklage als beispielsweise durchgängige, innere Lage gerollt beziehungsweise aufgewickelt. Ferner ist es denkbar, zwei oder mehr erste, innere Decklagen zu verwenden. Daraufhin werden die Längenbereiche mit den Durchgangsöffnungen versehen und aufgewickelt, insbesondere derart, dass die Längenbereiche um die erste Decklage herumgewickelt beziehungsweise auf die erste Decklage gewickelt werden, derart, dass die Durchgangsöffnungen der Längenbereiche die Magnettaschen bilden und die Magnettaschen in radialer Richtung nach innen hin zumindest teilweise durch die erste, innere Decklage verschlossen werden. Insbesondere wird das Band so lange aufgewickelt, sodass die Längenbereiche so lange in radialer Richtung des Rotors aufeinander angeordnet werden, mithin eine solche Anzahl an aufeinander angeordneten Lagen bilden, bis eine vorgegebene oder vorgebbare, in radialer Richtung des Rotors verlaufende Höhe der Aufnahmeöffnungen erreicht ist. Dann werden beispielsweise die Magnete in den Taschen angeordnet, insbesondere in die Taschen eingelegt, welche beispielsweise konisch oder dreiecksförmig sind. Daraufhin wird beispielsweise die zweite, äußere Decklage insbesondere als äußere Lage um die Längenbereiche, das heißt um die Lagen, die Magnettaschen und die Magnete herumgewickelt, wobei es denkbar ist, zwei oder mehr zweite, äußere Decklagen zu verwenden. Die äußere Decklage wird derart um die Lagen, Magnettaschen und darin angeordnete Magnete herumgewickelt, dass die Magnettaschen in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise durch die äußere, zweite Decklage verschlossen sind. Wie bereits zuvor erwähnt ist es denkbar, dass die erste, innere Decklage und/oder die äußere, zweite Decklage einstückig mit den die Durchgangsöffnungen aufweisenden Längenbereichen ausgebildet ist.
Durch die Erfindung können die Magnete einfach und sicher in die Magnettaschen eingeführt werden. Außerdem können die Magneten durch die jeweilige, als Bandage fungierende oder ausgebildete Decklage auch während eines Betriebs der elektrischen Maschine gut gesichert werden. Ergänzend können die Magnete, beispielsweise von innen, mit der Spule verklebt werden. Beispielsweise durch Einbringen des insbesondere als Klebstoff fungierenden Kunststoffes in die Magnettaschen können die Magneten beispielsweise in radialer Richtung von innen nach außen bewegt werden, insbesondere dadurch, dass der Kunststoff, insbesondere in flüssiger Form, in radialer Richtung von innen nach außen in die Magnettaschen eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird. Hierzu weist beispielsweise die erste, innere Decklage, insbesondere je Magnettasche, wenigstens eine als weitere Durchgangsöffnung ausgebildete Einspritzöffnung auf, die die jeweilige Magnettasche überlappt beziehungsweise überdeckt. Mit anderen Worten, mündet die Einspritzöffnung beispielsweise in die jeweilige Magnettasche, sodass der Kunststoff, insbesondere in flüssigem Zustand des Kunststoffes, durch die Einspritzöffnung hindurchgespritzt und hierdurch über die jeweilige Einspritzöffnung in die jeweilige Magnettasche eingespritzt werden kann. Dadurch kann der Kunststoff an die Spule und in der jeweiligen Magnettasche angeordneten Magneten angespritzt werden, um den jeweiligen Magneten mit der Spule, das heißt mit dem Band zu verkleben. Der Kunststoff wird somit als Vergussmasse verwendet, um die Magnete fest an der Spule zu fixieren.
Zur Erfindung gehört auch ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellter Rotor. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Rotors anzusehen und umgekehrt.
Des Weiteren gehört zur Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung anzusehen und umgekehrt.
Da beispielsweise in fertig hergestelltem Zustand des Rotors die Längenbereiche mit dem die Magnettaschen bildenden Durchgangsöffnungen in radialer Richtung zwischen der ersten, inneren Decklage und der äußeren, zweiten Decklage angeordnet sind, werden die Lagen auch als innere oder mittlere Lagen bezeichnet, wobei die Decklagen beispielsweise als innere beziehungsweise äußere Decklagen bezeichnet werden. Beispielsweise unterbleibt ein Stanzen der inneren Decklage und/oder der äußeren Decklage. Während beispielsweise die inneren Lagen genutzt werden, um die Magnettaschen zu bilden, werden die innere Decklage und die äußere Decklage zum jeweiligen Abschluss der Magnettaschen in radialer Richtung nach innen und nach außen hin verwendet, insbesondere um die Magnettaschen in radialer Richtung nach innen hin und nach außen hin jeweils zumindest teilweise zu verschließen und somit einen sicheren Halt der Magnete an der Spule, mithin an den inneren Lagen zu gewährleisten. Eine Anzahl der inneren Lage, eine Anzahl an inneren Decklagen und eine Anzahl an äußeren Decklagen kann abhängig sein von, insbesondere radialen, Parametern des Rotors und/oder der Magnettaschen, sodass mehr als eine innere Decklage und/oder mehr als eine äußere Decklage vorgesehen sein kann.
Wie bereits zuvor angedeutet kann die erste, innere Decklage und/oder die äußere, zweite Decklage von den vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildeten, inneren Lagen separat ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass die inneren Lagen aus einem ersten Werkstoff, insbesondere aus einem ersten Elektroblech, gebildet sind, wobei die erste, innere Decklage und/oder die zweite, äußere Decklage aus einem jeweiligen, von einem ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff, insbesondere zweiten Elektroblech, gebildet sein kann. Beispielsweise wird dann erst die erste, innere Decklage aufgewickelt, woraufhin das Band auf die erste Decklage aufgewickelt wird, und dadurch die mittleren Lagen zum Bilden der Magnettaschen zu bilden. Daraufhin wird dann beispielsweise die äußere, zweite Decklage hergestellt, insbesondere dadurch, dass die zweite, äußere Decklage auf die inneren Lagen aufgewickelt, das heißt um die inneren Lagen umgewickelt wird. Somit wird beispielsweise die erste Decklage aus einem ersten Blechband, die inneren Lagen aus einem zweiten Blechband und die äußere Decklage aus einem dritten Blechband hergestellt. Dabei ist es denkbar, dass jeweilige Übergänge und/oder Enden des Bandes mit jeweiligen Übergängen beziehungsweise Enden der Decklagen gefügt und/oder im Nachgang fixiert werden. Vorteilig hierbei ist, dass die unterschiedlichen Werkstoffe für die Decklagen und das Band beziehungsweise die die Magnettaschen bildenden Lagen und somit unterschiedliche Materialeigenschaften genutzt werden können. Somit ist es beispielsweise denkbar, die innere Decklage und/oder die äußere Decklage dicker und/oder stabiler auszuführen als die inneren Lagen, mithin als das die inneren Lagen und somit die Spule bildende Band.
Ferner möglich ist es, die Erfindung, insbesondere nach dem Anordnen der Magneten in den Magnettaschen und insbesondere nach dem Wickeln der zweiten, äußeren Decklage um die Lagen, ein sogenanntes negatives Wuchten durchzuführen, insbesondere durch trennendes Bearbeiten, insbesondere Stanzen und/oder Nibbeln, zumindest einer der Lagen und/oder der äußeren Decklage und/oder inneren Decklage. Mit anderen Worten kann beispielsweise die zweite, äußere Decklage (Bandage) spannend oder trennend bearbeitet werden, insbesondere durch Nibbeln, wodurch ein negatives Wuchten durchgeführt werden kann, mittels welchem der Rotor gewuchtet wird. Hierdurch kann eine besonders gute Laufruhe des Rotors auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisiert werden.
Ferner ist es bei dem Verfahren denkbar, dass wenigstens ein oder mehrere, weitere freie Räume und/oder wenigstens eine oder mehrere Kanäle in den beispielsweise als Blechlagen ausgebildeten Lagen ausgebildet, insbesondere in die Lagen gestanzt, werden können. Beispielsweise werden das Band und somit die Lagen mit beispielsweise in Umfangsrichtung vollständig umlaufend geschlossenen Durchtrittsöffnungen versehen, welche sich dann beispielsweise in aufgewickeltem Zustand des Bands gegenseitig überlappen oder überdecken und somit zusammenwirken und somit den zuvor genannten, wenigstens einen Freiraum beziehungsweise Kanal bilden, wobei beispielsweise der Freiraum beziehungsweise Kanal von einem insbesondere flüssigen oder aber gasförmigen Temperiermedium zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen des Rotors durchströmbar ist. Dadurch kann eine andere Temperierung der Spule (Blechpaket) realisiert werden, da der Freiraum beziehungsweise der Kanal innerhalb der Spule verläuft. Somit sind die Durchtrittsöffnungen zusätzlich zu den Durchgangsöffnungen vorgesehen und von den Durchgangsöffnungen getrennt, sodass vorzugsweise der Freiraum beziehungsweise Kanal vor den Magnettaschen, insbesondere fluidisch, getrennt ist. Dadurch kann eine effektive und effiziente Temperierung des Rotors gewährleistet werden.
Insbesondere dann, wenn die Magneten mit dem Band und somit der Spule verbunden, insbesondere verklebt, werden, könnte beispielsweise auf die innere, erste Decklage und/oder die zweite, äußere Decklage (Bandage) verzichtet werden oder die Anzahl an inneren Decklagen und/oder anderen Decklagen kann besonders geringgehalten werden, da der als Klebstoff oder Vergussstoff wirkende Kunststoff eine besonders feste, insbesondere stoffschlüssige Verbindung zwischen den Magneten und der Spule gewährleistet. Die jeweilige Decklage hat dabei den Vorteil, dass sie für die Magneten einen festen, das heißt als Festkörper ausgebildeten Anschlag bildet, insbesondere beim Verkleben der Magneten, wodurch unerwünschte Relativbewegungen zwischen den Magneten und dem Band beziehungsweise Spule vermieden werden können. Wird beispielsweise auf die innere und/oder äußere Decklage verzichtet, so kann beispielsweise das zuvor beschriebene, negative Wuchten nicht an der inneren beziehungsweise äußeren Decklage erfolgen, sondern das negative Wuchten kann dann beispielsweise an zumindest einer der die Magnettaschen bildenden Lage und dabei beispielsweise zwischen den Magnettaschen erfolgen. Insbesondere kann das Wuchten an mehreren, beispielsweise voneinander beabstandeten Stellen und dabei beispielsweise beidseits zumindest einer der Magnettaschen erfolgen.
Wie zuvor beschrieben, erfolgt das Herstellen der Durchgangsöffnungen zur Bildung der Magnettaschen vor dem Aufwickeln des Bands zu der Spule. Es wäre jedoch denkbar, dass das Herstellen der Durchgangsöffnungen zur Bildung der Magnettaschen nach dem direkten Aufwickeln beziehungsweise direkt nach dem Aufwickeln des Bands erfolgt, insbesondere derart, dass die jeweilige Magnettasche in das aufgewickelte Band hineingestanzt wird, woraufhin beispielsweise Stanzabfälle entfernt werden sollten. Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem das Band zunächst mit den Durchgangsöffnungen versehen und daraufhin aufgewickelt wird, ist jedoch, dass etwaige, aus dem Herstellen der Durchgangsöffnungen resultierende Abfälle besonders einfach beziehungsweise nicht extra entfernt werden müssen, wodurch der Rotor besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.
Das Versehen des Bands mit den Durchgangsöffnungen erfolgt beispielsweise durch Stanzen, das durch mehrere Methoden erfolgen kann. So kann ein Stanzen der anwachsenden, das heißt in radialer Richtung des Rotors nach außen hin größer werdenden Durchgangsöffnungen beziehungsweise Magnettaschen zur Aufnahme der vorzugsweise konischen Magnete durch mehrmaliges Stanzen mit festen Stanzformen und teilweise Überlappung erfolgen oder auch eine variable Stanzgeometrie kann zum Einsatz kommen, die die anwachsenden Magnettaschen in einem Stanzschritt bilden kann. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der jeweilige Magnet eine jeweilige, äußere Form aufweist, die an eine jeweilige, innere Form der jeweiligen Magnettasche, in der der jeweilige Magnet angeordnet wird, angepasst ist. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich auch der jeweilige Magnet, welcher in der jeweiligen Magnettasche angeordnet wird oder ist, in radialer Richtung des Rotors nach außen hin insbesondere konisch oder keilartig erweitert. Ferner ist es denkbar, dass die jeweiligen Durchgangsöffnungen durch eine Entfernungsmethode wie Knabbern, Nibbeln, Fräsen, Spanen, Schneiden usw. hergestellt werden, wodurch das Band beziehungsweise die jeweilige Lage entsprechend bearbeitet wird, um die jeweilige Durchgangsöffnung herzustellen.
Da beispielsweise die jeweilige Magnettasche und der jeweilige, in der jeweiligen Magnettasche anzuordnende oder angeordnete Magnet konisch oder dreieckig geformt sind, weiten sich die jeweilige Magnettasche und der jeweilige, zugehörige Magnet mit zunehmender radialer Lage nach außen hin, das heißt in radialer Richtung des Rotors nach außen hin, was bei der Herstellung zu beachten sein könnte, ebenso wie die überdeckende oder überlappende Anordnung der Durchgangsöffnungen zueinander im aufgewickelten Zustand des Bands. So kann beispielsweise ein Steg, insbesondere in um die axiale Richtung des Rotors verlaufender Umfangsrichtung des Rotors, zwischen den jeweiligen Durchgangsöffnungen beziehungsweise Magnettaschen angeordnet sein, mithin stehen bleiben, wobei der Steg beispielsweise stets die gleiche Breite aufweist, insbesondere in Umfangsrichtung des Rotors. Somit ist es denkbar, dass jeweilige Seiten der jeweiligen Magnettasche beziehungsweise des jeweiligen Magneten später parallel zueinander verlaufen, oder die Breite kann sich konstant vergrößern oder verkleinern, sodass ein Bereich zwischen den Magnettaschen in radialer Richtung auch nicht eine konstante Breite hat und damit ebenfalls konisch verläuft. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass alternativ oder zusätzlich zu den Längen der Durchgangsöffnungen die Breiten der Durchgangsöffnungen in radialer Richtung des Rotors nach außen hin größer werden, mithin zunehmen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. 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.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer inneren, ersten Decklage eines Rotors für eine als Axialflussmaschine ausgebildete, elektrische Maschine;
2 eine schematische Perspektivansicht einer auf die erste Decklage gemäß 1 aufgewickelten und somit um die erste Decklage umgewickelten Spule des Rotors;
3 ausschnittsweise eine schematische und abgewickelte Ansicht der Spule gemäß 2;
4 eine weitere schematische Perspektivansicht der Spule gemäß 2;
5 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Spuleneinheit, welche die Spule gemäß 2 umfasst;
6 eine schematische und perspektivische Schnittansicht der ersten Ausführungsform der Spuleneinheit;
7 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens;
8 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der inneren, ersten Decklage;
9 eine schematische und perspektivische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Spuleneinheit, welche die Spule gemäß 8 umfasst;
10 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Spuleneinheit; und
11 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Spuleneinheit.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors 10 (5) für eine als Axialflussmaschine ausgebildete, elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Dies bedeutet, dass die Axialflussmaschine als Traktionsmaschine für ein beziehungsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, sodass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Axialflussmaschine aufweist und mittels der Axialflussmaschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Somit ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein batterieelektrisches Fahrzeug. Anhand von 1 bis 6 wird eine erste Ausführungsform des Verfahrens beschrieben. Dabei zeigt 1 in einer schematischen Perspektivansicht eine erste Ausführungsform einer ersten, inneren Decklage 12 des Rotors 10. 7 zeigt eine Vorrichtung 14 zum Durchführen des Verfahrens, mithin zum Herstellen des Rotors 10. Wie aus 7 erkennbar ist, wird eine auch als Coil bezeichnete Ausgangsspule 16 eines Bands 18 bereitgestellt. Dies bedeutet, dass das Band 18 zunächst zu der Ausgangsspule 16 aufgewickelt ist. Die Ausgangsspule 16 wird an einer Haspel 20 gehalten und - wie durch einen Pfeil 22 veranschaulicht ist - um eine Drehachse, insbesondere relativ zu der Haspel 20, gedreht und dadurch abgewickelt, mithin abgehaspelt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Band 18 von der Ausgangsspule 16 abgewickelt wird. Das Band 18 wird von der Ausgangsspule 16 abgewickelt und einem Richtapparat 24 zugeführt, mittels welchem das Band 18 gerichtet, das heißt ausgerichtet wird. Die Vorrichtung 14, welche die Haspel 20 und den Richtapparat 24 umfasst, umfasst außerdem eine auch als Fördereinrichtung bezeichnete Formschubeinheit 26, mittels welcher das Band 18 entlang einer in 7 durch einen Pfeil 28 veranschaulichten und auch als Förderrichtung bezeichneten Vorschubrichtung translatorisch bewegt und somit gefördert wird, insbesondere relativ zu einem beispielsweise als Stanzeinheit oder Stanzwerkzeug ausgebildeten Werkzeug 30. Nach dem Richtapparat 24 und vor der Vorschubeinheit 26 erfolgt in einem Pufferbereich 32 ein so genanntes Puffern des Bands 18. Das Puffern umfasst insbesondere, dass in dem Pufferbereich 32 eine Schlaufe 34 des Bands 18, insbesondere gezielt, gebildet wird, um beispielsweise den Richtapparat 24 beziehungsweise das mittels des Richtapparats 24 bewirkte Richten des Bands 18 von der Vorschubeinheit 26 beziehungsweise von dem mittels der Vorschubeinheit 26 bewirkten Fördern des Bands 18 zu entkoppeln. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Band 18 mittels der Vorschubeinheit 26 gefördert und hierdurch translatorisch durch das Werkzeug 30 hindurchgefördert werden kann, ohne das Richten unerwünschterweise zu beeinflussen.
Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird das Band 18 mittels des Werkzeugs 30 und somit nach dem Abwickeln von der Ausgangsspule 16, nach dem Richten mittels des Richtapparats 24 und nach dem Puffern in dem Pufferbereich 32 mit Durchgangsöffnungen 36 (3) versehen und daraufhin derart zu einer besonders gut aus 2 erkennbaren Spule 38 aufgewickelt, dass jeweilige Längenbereiche 40 (4) des Bands 18 in radialer Richtung des Rotors 10 aufeinander angeordnete Lagen 42 bilden und dass die Durchgangsöffnungen 36 in radialer Richtung des Rotors 10 aufeinander angeordnet werden, sich dadurch gegenseitig überlappen und dadurch auch als Taschen oder Magnettaschen bezeichnete Aufnahmeöffnungen 44 (6) bilden, die sich in radialer Richtung des Rotors 10 nach außen hin erweitern und in um die axiale Richtung des Rotors 10 verlaufender Umfangsrichtung des Rotors 10 aufeinanderfolgen und voneinander beabstandet und insbesondere voneinander getrennt sind. Des Weiteren ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass - wie besonders gut aus 4 und 6 hervorgeht - Magnete 46, welche vorzugsweise als Permanentmagnete ausgebildet sind, in den Magnettaschen angeordnet werden. Wie in 4 durch Pfeile veranschaulicht ist, werden die Magnete 46 derart in den zugehörigen Magnettaschen angeordnet, dass die Magnete 46 in radialer Richtung des Rotors 10 und somit der Spule 38 nach innen hin relativ zu der Spule 38 bewegt und dadurch in die Magnettaschen hineinbewegt werden.
Die Durchgangsöffnungen 36 werden beispielsweise mittels des Werkzeugs 30 durch Scherschneiden und/oder Nibbeln hergestellt, das heißt in dem Band 18 ausgebildet, wobei vorzugsweise das Scherschneiden beziehungsweise Nibbeln als ein Hochgeschwindigkeitsschneiden durchgeführt wird. Das Aufwickeln des Bands 18 zu der Spule 38 wird auch als Aufhaspeln bezeichnet. Dies bedeutet, dass das Band 18, nachdem es mit den Durchgangsöffnungen 36 versehen wurde, zu der Spule 38 aufgehaspelt wird. Vor oder nach dem Aufhaspeln des Bands 18 zu der Spule 38 erfolgt beispielsweise ein Paketieren. Das Paketieren wird beispielsweise mittels einer Einrichtung 48 der Vorrichtung 14 durchgeführt. Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Paketieren vor dem Aufhaspeln durchgeführt. Das Paketieren umfasst beispielsweise, dass das Band 18 und somit die Längenbereiche 40 beziehungsweise die Lagen 42 mit einem insbesondere flüssigen Kunststoff und somit mit einer Vergussmasse versehen werden, sodass die Lagen 42 mittels des Kunststoffs paketiert, das heißt miteinander verbunden, das heißt miteinander verklebt werden.
Ferner ist es denkbar, dass mittels des Kunststoffs die Magnete 46 mit dem Band 18, das heißt mit den Lagen 42 beziehungsweise den Längenbereichen 40, das heißt mit der Spule 38 verklebt und somit verbunden werden.
Die Vorrichtung 14 kann eine weitere Einrichtung 50 aufweisen, mittels welcher die Magnete 46 in den Magnettaschen angeordnet werden, das heißt in die Magnettaschen hineinbewegt, insbesondere in die Magnettaschen eingelegt, werden. Das Aufhaspeln des Bands 18 zu der Spule 38 ist in 7 durch einen Pfeil 52 veranschaulicht. Das Aufhaspeln des Bands 18 zu der Spule 38 erfolgt beispielsweise mittels einer Wickeleinheit 55 der Vorrichtung 14. Außerdem werden beispielsweise, insbesondere alternativ oder zusätzlich zu dem Paketieren, die Magnete 46, insbesondere nachdem sie in den Magnettaschen angeordnet wurden, mit der Spule 38, das heißt mit dem Band 18 verbunden, insbesondere verklebt. Hierzu weist die Vorrichtung 14 beispielsweise eine Verbindungseinrichtung 54 auf, mittels welcher beispielsweise ein als Klebstoff oder Vergussmasse fungierender Kunststoff in die Magnettaschen eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird, nachdem die Magneten 46 in den Magnettaschen angeordnet wurden. Mittels der Verbindungseinrichtung 54 wird dadurch der Kunststoff, insbesondere im flüssigen Zustand, gegen die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 und gegen die Spule 38 gespritzt, sodass der Kunststoff an die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 und an die Spule 38 angespritzt wird. Die Vorrichtung 14 umfasst außerdem eine elektronische Recheneinrichtung 56, welche auch als Steuerung bezeichnet wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 56 wird die Vorrichtung 14 gesteuert und/oder geregelt.
Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass die Längenbereiche 40 und somit die Lagen 42 einstückig ausgebildet sind, insbesondere derart, dass die Längenbereiche 40 und somit die Lagen 42 durch das einstückige, beispielsweise als Metallband ausgebildete Band 18 gebildet sind. Insbesondere ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass das Band 18 während des Versehens des Bands 18 mit den Durchgangsöffnungen 36 kontinuierlich entlang der Förderrichtung mittels der Vorschubeinheit 26 translatorisch bewegt und somit gefördert wird, insbesondere durch das Werkzeug 30 hindurch, mittels welchem die Durchgangsöffnungen 36 hergestellt, mithin in dem Band 18 ausgebildet werden.
Aus 3 ist erkennbar, dass die jeweilige Durchgangsöffnung 36 entlang ihrer Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch das Band 18, das heißt durch einen jeweiligen Wandungsbereich des als Festkörper ausgebildeten Bands 18 begrenzt und somit geschlossen ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die jeweilige Durchgangsöffnung 36 durch Nibbeln hergestellt wird.
Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass die Magnettaschen in radialer Richtung des Rotors 10 und somit der Spule 38 nach innen hin zumindest teilweise, vorliegend vollständig mittels der ersten, inneren Decklage 12 verschlossen werden. Aus 1 ist erkennbar, dass die Decklage 12 ein Ring ist. Die Decklage 12 ist vorliegend separat von dem Band 18 und somit separat von den Längenbereichen 40 beziehungsweise den Lagen 42 ausgebildet. Beispielsweise wird die erste, innere Decklage 12 aus einem insbesondere separat von dem Band 18 ausgebildeten, ersten Bandelement hergestellt, insbesondere dadurch, dass das erste Bandelement zu der inneren, ersten Decklage 12 aufgewickelt wird. Beispielsweise ist das Band 18 aus einem ersten Werkstoff gebildet, wobei die Decklage 12 aus einem von dem ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildet sein kann. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Decklage 12. Bei der ersten Ausführungsform ist genau eine Decklage vorgesehen, sodass die Decklage 12 genau eine Schicht aufweist. Es könnten jedoch genau oder mehr als zwei erste, innere Decklagen vorgesehen sein. Aus 2 und 7 ist auch erkennbar, dass, insbesondere nach einem Herstellen oder Bereitstellen der ersten, inneren Decklage 12, das Band 18 zu der Spule 38 derart aufgewickelt wird, dass das Band 18 auf die erste, innere Decklage 12 aufgewickelt und dabei um die erste, innere Decklage 12 herumgewickelt wird, wodurch die Längenbereiche 40 die Lagen 42 und die Durchgangsöffnungen 36 die Magnettaschen (Aufnahmeöffnungen 44) bilden.
Aus 3 bis 6 ist erkennbar, dass, insbesondere nach dem Aufwickeln des Bands 18 zu der Spule 38, die Magneten 46 in den Magnettaschen angeordnet werden. Das Herstellen der Durchgangsöffnung 36, insbesondere durch Nibbeln, erfolgt in einem geschlossenen Schnitt, sodass beispielsweise die jeweilige Magnettasche entlang ihrer jeweiligen, um die radiale Richtung des Rotors 10 verlaufenden Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch das Band 18 beziehungsweise die Spule 38 begrenzt und somit geschlossen ist.
Nachdem die Magneten 46 in den Magnettaschen (Aufnahmeöffnungen 44) angeordnet wurden, werden die Magnettaschen in radialer Richtung des Rotors 10 und somit der Spule 38 nach außen hin zumindest teilweise, vorliegend vollständig, mittels einer äußeren, zweiten Decklage 58 (5 und 6) verschlossen. Die zweite, äußere Decklage 58 wird auch als Bandage bezeichnet und ist beispielsweise separat von der ersten, inneren Decklage 12 und separat von dem Band 18 beziehungsweise in Längenbereichen 40 und somit den Lagen 42 ausgebildet. Beispielsweise ist oder wird die äußere, zweite Decklage 58 aus einem zweiten Bandelement hergestellt, welches aus einem von dem ersten Werkstoff unterschiedlichen, dritten Werkstoff gebildet sein kann. Der dritte Werkstoff kann ein von dem zweiten Werkstoff unterschiedlicher Werkstoff sein, oder der dritte Werkstoff entspricht dem zweiten Werkstoff. Beispielsweise wird die Decklage 58 derart, insbesondere aus dem dritten Bandelement, hergestellt, dass die Decklage 58 beziehungsweise das zweite Bandelement auf die Spule 38 aufgewickelt und dabei um die Spule 38 herumgewickelt wird, insbesondere wenigstens oder genau einmal vollständig. Gemäß 5 ist genau eine Decklage 58 vorgesehen, sodass die Decklage 58 genau eine weitere Schicht oder Lage bildet. Es wäre jedoch denkbar, dass genau oder mehr als zwei Decklagen 58 vorgesehen sind, sodass beispielsweise die Decklage 58 genau oder mehr als zwei Schichten aufweist oder bildet. Dadurch, dass die Magneten 46 in radialer Richtung der Spule 38 von außen nach innen in die Magnettaschen hineinbewegt werden, werden die Magneten 46 sozusagen von außen in die Magnettaschen eingelegt.
Die Spule 38 und die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 bilden beispielsweise eine Spuleneinheit, welche zumindest die Spule 38 und die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 sowie beispielsweise auch die innere Decklage 12 und/oder die äußere Decklage 58 umfassen kann. Es ist denkbar, dass die Spuleneinheit und somit zumindest die Spule 38 und die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 und vorzugsweise auch die innere Decklage 12 und/oder die äußere Decklage 58 mit einem Kunststoff umspritzt werden, um dadurch die Spule 38 mit den Magneten 46 und vorzugsweise auch mit den Decklagen 12 und 58 fest zu verbinden.
Aus 1 bis 6 ist erkennbar, dass beispielsweise die jeweilige Decklage 12 beziehungsweise 58, insbesondere vollständig, frei von Durchtrittsöffnungen ist. Zumindest weist die jeweilige Decklage 12 beziehungsweise 58 keine Durchtrittsöffnungen auf, die in die Magnettaschen münden beziehungsweise die die Magnettaschen überlappen. Dadurch werden die Magnettaschen mittels der Decklagen 12 und 58 jeweils für sich alleine betrachtet sowohl in radialer Richtung nach innen hin als auch in radialer Richtung nach außen hin vollständig verschlossen. Insbesondere dann, wenn die Decklage 12 beziehungsweise 58 einstückig mit dem Band 18 ausgebildet ist, ist es denkbar, dass die jeweilige Decklage 12 beziehungsweise 58 ein jeweiliger Teilbereich des Bands 18 beziehungsweise ein jeweiliger, einstückig mit dem Band 18 ausgebildeter Teilbereich ist, wobei das Verfahren derart durchgeführt wird, dass der jeweilige Teilbereich nicht mit einer Durchgangsöffnung versehen wird. Dies bedeutet im Hinblick auf die Vorrichtung 14 insbesondere, dass der jeweilige Teilbereich beispielsweise mittels der Vorschubeinheit 26 durch das Werkzeug 30 translatorisch hindurchbewegt und somit hindurchgefördert wird, ohne dass mittels des Werkzeugs 30 oder mittels eines anderen Werkzeugs der jeweilige Teilbereich mit einer Durchgangsöffnung versehen wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt unterbleibt ein Herstellen von Durchgangsöffnungen in dem jeweiligen Teilbereich, wenn der jeweilige Teilbereich durch das Werkzeug 30 hindurchgefördert wird.
Beispielsweise für die jeweilige Durchgangsöffnung 36 durch Nibbeln, was auch als Knabber-Schneiden bezeichnet wird, hergestellt, beispielsweise in einem offenen Schnitt. Hierbei erfolgt beispielsweise ein überlagertes Schneiden der Durchgangsöffnungen 36. Durch Verwenden von Nibbeln zum Herstellen der Durchgangsöffnungen 36 können die Durchgangsöffnungen mit unterschiedlicher Geometrie, insbesondere mit unterschiedlich langer Geometrie und dabei insbesondere mit unterschiedlichen, in Umfangsrichtung des Rotors 10 beziehungsweise der Spule 38 verlaufenden Längen mittels ein und desselben Werkzeugs, insbesondere Stanzwerkzeugs, hergestellt werden. Außerdem ermöglicht das Nibbeln, Randbereiche der auch als Elektroblech bezeichneten oder ein Elektroblech bildenden Spule 38 zu schneiden, um vorteilhafte Toleranzen und verminderte Verluste zu realisieren.
Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Durchgangsöffnung 36 durch ein Hochgeschwindigkeitsschneiden hergestellt wird. Unter dem Hochgeschwindigkeitsschneiden sind Schnittgeschwindigkeiten von über 10 Metern pro Sekunde zu verstehen. Mit anderen Worten ist es somit vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Durchgangsöffnung 36 durch Schneiden und dabei mit einer Schnittgeschwindigkeit von über 10 Metern pro Sekunde hergestellt wird. Außerdem kann die Vorschubeinheit 26 als hochpräzise und variable Vorschubeinheit ausgeführt werden. Beispielsweise wird mittels der Vorschubeinheit 26 das Band 18 mit einer Vorschubgeschwindigkeit translatorisch bewegt und somit gefördert, wobei die Vorschubgeschwindigkeit variiert werden kann. Insbesondere kann die Vorschubgeschwindigkeit passen zu einer aktuellen Schneidoperation eingestellt, insbesondere gesteuert, werden. Eine erste Schneidoperation kann beispielsweise zwei schnelle Hübe umfassen, um die jeweilige Durchgangsöffnung 36 beziehungsweise die jeweilige Magnettasche herzustellen. Eine zweite Schneidoperation kann beispielsweise ein Herstellen von unterschiedlich langen Taschen oder Löchern beziehungsweise Durchgangsöffnungen 36 umfassen, insbesondere aufgrund eines radialen Durchmessers.
Werden beispielsweise die Decklagen 12 und 58 einstückig mit dem Band 18 und somit einstückig mit den Längenbereichen 40 und den Lagen 42 herstellt, so wird beispielsweise zunächst der erste Teilbereich ohne Taschen und ohne Stanzgeometrie bereitgestellt und zu der Decklage 12 aufgewickelt, woraufhin das Band 18 und dabei insbesondere die Längenbereiche 40 auf die Decklage 12 derart aufgewickelt werden, dass die Magnettaschen gebildet werden. Daraufhin wird der zweite Teilbereich ohne Durchgangsöffnungen auf die Lagen 42 aufgewickelt und dabei um die Lagen und die in den Magnettaschen angeordneten Magnete herumgewickelt, um aus dem zweiten Teilbereich die zweite, äußere Decklage 58 (Bandage) zu schaffen. Die äußere, zweite Decklage 58 ist eine Bandagierung, mittels welcher die Magnete 46 in den Magnettaschen während eines Betriebs der Axialflussmaschine und somit entgegen auf die Magnete 46 wirkende Fliehkräfte gehalten werden können.
8 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine zweite Ausführungsform der ersten, inneren Decklage 12. Aus 8 ist erkennbar, dass bei der zweiten Ausführungsform die erste, innere Decklage 12 mehrere Durchtrittsöffnungen 60 aufweist. Die Durchtrittsöffnungen 60 folgen in Umfangsrichtung der Spule 38 und somit in Umfangsrichtung der Decklage 12 aufeinander und sind voneinander beabstandet dabei insbesondere voneinander getrennt, insbesondere durch jeweilige Wandungsbereichsbereich der Decklage 12. Die jeweilige Durchtrittsöffnung 60 an sich mündet in eine jeweilige der Magnettaschen an sich, wobei die jeweilige Durchtrittsöffnung 60 jedoch derart ausgebildet ist, dass der jeweilige, in der jeweiligen Magnettasche angeordnete Magnet 46 nicht in radialer Richtung nach innen hin in die als Durchgangsöffnung ausgebildete Durchtrittsöffnung 60 hineinrutschen kann.
Die zuvor genannte, zumindest die Spule 38 und die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 sowie vorzugsweise auch die Decklagen 12 und 58 umfassende Spuleneinheit ist in 5 erkennbar und dort mit 66 bezeichnet. Dabei zeigt 5 eine erste Ausführungsform der Spuleneinheit 66. 9 zeigt ausschnittsweise eine zweite Ausführungsform der Spuleneinheit 66. Bei der ersten Ausführungsform ist die innere, erste Decklage 12, insbesondere vollständig, geschlossen. Bei der zweiten Ausführungsform der Spuleneinheit 66 weist die innere, erste Decklage 12 die Durchtrittsöffnungen 60 (Injektionslöcher) auf.
9 zeigt besonders schematisch eine Einrichtung 62, welche beispielsweise die Verbindungseinrichtung 54 ist. Somit ist beispielsweise die Einrichtung 62 eine Einrichtung der Vorrichtung 14. Mittels der Einrichtung 62 wird der zuvor genannte Kunststoff, insbesondere in flüssiger Form, durch die jeweilige Durchtrittsöffnung 60 hindurchgespritzt und somit über die jeweilige Durchtrittsöffnung 60 in die jeweilige Magnettasche eingespritzt, wodurch der in 9 mit 64 bezeichnete Kunststoff an den jeweiligen, in der jeweiligen Magnettasche angeordneten Magneten 46 und an die Spule 38 gespritzt wird. Mittels des Kunststoffes 64 werden die Magneten 46 mit der Spule 38 verklebt. Außerdem ist in 9 angedeutet, dass bei dem Einspritzen des Kunststoffes 64 in die Magnettaschen die Magneten 46 in radialer Richtung der Spule 38 nach außen hin relativ zu der Spule 38 bewegt werden können. Die zweite, äußere Decklage 58 (Bandage) bildet dabei für die in den Magnettaschen angeordneten Magnete 46 einen Anschlag, sodass die Magnete 46 nicht in radialer Richtung nach außen hin aus den Magnettaschen herausrutschen beziehungsweise herausgefördert werden.
Beispielsweise wird der Kunststoff 64 durch Spritzgießen in die jeweilige Magnettasche eingespritzt und somit gegen die Spule 38 und den jeweiligen Magneten 46 angespritzt und mit anderen Worten wird beispielsweise mittels der Einrichtung 62 das zuvor genannte Spritzgießen durchgeführt. Die jeweilige Durchtrittsöffnung 60 ist ein Injektionsloch oder wird auch als Injektionsloch bezeichnet, wobei die Injektionslöcher durch das Nibbeln besonders vorteilhaft hergestellt werden können. Somit ist es insbesondere denkbar, dass die Durchtrittsöffnungen 60 mittels der Vorrichtung 14, insbesondere mittels des Werkzeugs 30, und dabei vorzugsweise durch das Nibbeln hergestellt, mithin in der inneren, ersten Decklage 12 ausgebildet werden. Bei dem oder durch das Spritzen des Kunststoffes 64 in die Magnettaschen werden die Magnete 46 in radialer Richtung nach außen an die äußere Bandage (Decklage 58) gepresst, wodurch die Magnete 46 besonders vorteilhaft fixiert werden.
10 zeigt eine dritte Ausführungsform der Spuleneinheit 66. Bei der dritten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass, insbesondere der Vorrichtung 14 und ganz insbesondere mittels des Werkzeugs 30, das Band 18 und somit die Längenbereiche 40 beziehungsweise die Lagen 42 mit weiteren Durchgangsöffnungen versehen sind oder werden, insbesondere durch Nibbeln, derart, dass die weiteren Durchgangsöffnungen Kühlkanäle 68 bilden, insbesondere in zu der Spule 38 aufgewickelten Zustand des Bandes 18. Aus 10 ist erkennbar, dass der jeweilige Kühlkanal 68 einen jeweiligen Einlass 70 aufweist, über welchen ein vorzugsweise flüssiges Kühlmittel in den jeweiligen Kühlkanal 68 einleitbar ist. Außerdem weist der jeweilige Kühlkanal 68 einen jeweiligen Auslass 72 auf, über welchen das jeweilige Kühlmittel aus dem jeweiligen Kühlkanal 68 ausleitbar ist. Mittels des den jeweiligen Kühlkanal 68 durchströmenden Kühlmittels kann die Spule 38 gekühlt werden.
Schließlich zeigt 11 eine vierte Ausführungsform der Spuleneinheit 66. Bei der vierten Ausführungsform ist ein negatives Wuchten der Spuleneinheit 66 und dabei insbesondere der zweiten, äußeren Decklage 58 (Bandage) vorgesehen. Unter dem negativen Wuchten ist zu verstehen, dass, beispielsweise mittels der Vorrichtung 14 und ganz insbesondere mittels des Werkzeugs 30, vorzugsweise durch das genannte Nibbeln Material von der äußeren Decklage 58 weggenommen, insbesondere abgetrennt, wird, wodurch beispielsweise Wuchttaschen 74 hergestellt werden. Hierdurch wird die Spuleneinheit 66 gewuchtet. Beispielsweise erfolgt ein zumindest im Wesentlichen kontinuierliches Messen einer Unwucht, insbesondere der Spuleneinheit 66, beispielsweise an oder mittels einer Haspel, mittels welcher Beispielsweise das Band 18 zu der Spule 38 aufgewickelt wird.
In Abhängigkeit von der gemessenen Unwucht wird das negative Wuchten durchgeführt, derart, dass die zweite, äußere Decklage 58 (Bandage) durch Nibbeln bearbeitet, das heißt ausgeknabbert wird.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform können noch zusätzlich zu den Aufnahmeöffnungen (44) für die Magnete (46) mittig des Bandes (18) weitere Durchbrüche gefertigt werden. Diese Durchbrüche im Band (18) werden dann beim Aufwickeln des Bandes (18) in aufeinander angeordnete Lagen (42) deckungsgleich angeordnet, um so durch die Lagen (42) einen radial verlaufenden integrierten Kanal im Rotor (10) zu bilden. Ein solcher Kanal kann dann als Kühlkanal genutzt werden, um den Rotor (10) zu Kühlen, in dem er mit einem Medium, insbesondere einem Fluid, beflutet wird. Hierzu sind dann noch Ein- und Auslässe des Kühlkanals notwendig, welche entweder bei durchgängigen Kühlkanälen durch alle Lagen (42) direkt radial innen und außen vorhanden sind. Es kann aber auch sein, dass der Kühlkanal nicht alle Lagen (42) durchdringt, insbesondere wenn die inneren und äußeren Lagen (42) keine weiteren Durchbrüche aufweisen, so dass über Bohrungen ein seitlicher Zugang geschaffen werden kann. Damit kann auch eine seitliche Beflutung eines solchen integrierten radialen Kühlkanals ermöglicht werden. Auch eine Mischform eines solchen Kühlkanals ist möglich, in dem dieser entweder nur radial nach innen oder nur radial nach außen durchgängig ist und damit auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite eine seitliche Zu- oder Abflussöffnung geschaffen werden muss. Alternativ kann eine solche seitliche Öffnung direkt bei der Herstellung der Durchbrüche mit geschaffen werden, in dem bei manchen der im Band (18) mittigen Durchbrüchen auch das Band an der Seite mit entfernt wird, so dass die Durchbrüche dann als Ausnehmungen im Band (18) erscheinen. Beim Aufwickeln bilden dann die als Ausnehmung gestalteten Durchbrüche die seitlichen Öffnungen es restlichen durch die Durchbrüche an sich dargestellten integrierten radialen Kühlkanals. Vorteilhaft wäre dabei der Entfall des weiteren Bearbeitungsschrittes der Schaffung, insbesondere Bohrung, der seitlichen Zugänge der Kühlkanäle, aber die Handhabung des durch die Ausnehmungen geschwächten Bandes (18) dürfte dagegen etwas erschwert werden.
Bezugszeichenliste

10: Rotor
12: erste Decklage
14: Vorrichtung
16: Ausgansspule
18: Band
20: Haspel
22: Pfeil
24: Richtapparat
26: Vorschubeinheit
28: Pfeil
30: Werkzeug
32: Pufferbereich
34: Schlaufe
36: Durchgangsöffnungen
38: Spule
40: Längenbereich
42: Lage
44: Aufnahmeöffnung
46: Manget
48: Einrichtung
50: Weitere Einrichtung
52: Pfeil
54: Verbindungseinrichtung
55: Wickeleinheit
56: elektronische Recheneinrichtung
58: zweite Decklage
60: Durchtrittsöffnung
62: Einrichtung
64: Kunststoff
66: Spuleneinheit
68: Kühlkanal
70: Einlass
72: Auslass
74: Wuchttasche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007019911 A1 [0002]
WO 2018015293 A1 [0002]
EP 2355313 A1 [0002]
US 20100090555 A1 [0002]
WO 2016113567 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Rotors (10) für eine elektrische Maschine, bei welchem ein Band (18) mit Durchgangsöffnungen (36) versehen und daraufhin derart aufgewickelt wird, dass jeweilige Längenbereiche (40) des Bands (18) in radialer Richtung des Rotors (10) aufeinander angeordnete Lagen (42) bilden und dass die Durchgangsöffnungen (36) in radialer Richtung des Rotors (10) aufeinander angeordnet werden und dadurch sich in radialer Richtung des Rotors (10) nach außen erweiternde, in Umfangsrichtung des Rotors (10) aufeinanderfolgende und voneinander beabstandete Aufnahmeöffnungen (44) bilden, in welchen Magnete (46) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aufwickeln des Bandes (18) und dem Anordnen der Magneten (46) in den Aufnahmeöffnungen (44) ein Abwickeln des aufgewickelten Bandes (18) und ein daran anschließendes erneutes Aufwickeln des Bandes (18) unterbleiben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenbereiche (40) und dadurch die Lagen (42) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (18) während des Versehens des Bandes (18) mit den Durchgangsöffnungen (36) kontinuierlich entlang einer Förderrichtung (28) translatorisch bewegt und dadurch gefördert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (36) durch Nibbeln hergestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlagen nach dem Fertigen der Aufnahmeöffnungen (44) für die Magnete (36) inline induktiv verbacken werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Magnet (46) derart in der jeweiligen Aufnahmeöffnung (44) angeordnet wird, dass der jeweilige Magnet (46) in radialer Richtung des Rotors (10) von außen nach innen relativ zu den Lagen (42) bewegt und dadurch in die jeweilige Aufnahmeöffnung (44) hineinbewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Magnet (46) nach seiner Anordnung in der jeweiligen Aufnahmeöffnung (44) mit dem Band (18) mittels eines Kunststoffes (64) verbunden wird, welcher an das Band (18) und den jeweiligen Magneten (46) angespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnungen (44) in radialer Richtung des Rotors (10) nach innen und/oder außen mittels wenigstens einer Decklage (12, 58) zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, verschlossen werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Decklage (12, 58) einstückig ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass: - die Decklage (12, 58) einstückig mit den Lagen (42) ausgebildet ist, oder - die Decklage (12, 58) durch ein separat von den Lagen (42) ausgebildetes Bandelement gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Aufnahmeöffnungen (44) für die Magnete (46) mittig des Bandes (18) Durchbrüche gefertigt werden, wobei beim Aufwickeln des Bandes (18) in aufeinander angeordnete Lagen (42) die Durchbrüche deckungsgleich angeordnet werden, um so durch die Lagen (42) einen radial verlaufenden integrierten Kühlkanal im Rotor (10) zu bilden.