DE102021104270A1

DE102021104270A1 - Klauenpol-Rotor für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102021104270A1
Application number: DE102021104270.4A
Authority: DE
Inventors: Gurakuq Dajaku
Original assignee: FEAAM GmbH
Current assignee: FEAAM GmbH
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2041-02-24
Also published as: US20220271638A1; CN114977569A; DE102021104270B4

Abstract

Es wird ein Klauenpol-Rotor (10) für eine elektrische Maschine (11) angegeben, der Klauenpol-Rotor (10) umfassend eine erste Klauenpolkomponente (13) mit einer ersten Joch-Schaft-Komponente (12), mit welcher mindestens zwei erste Klauenpolfinger (15) verbunden sind, und eine zweite Klauenpolkomponente (14) mit einer zweiten Joch-Schaft-Komponente (17), mit welcher mindestens zwei zweite Klauenpolfinger (16) verbunden sind, wobei sich die ersten Klauenpolfinger (15) von einer ersten Seite (18) des Klauenpol-Rotors (10) in Richtung einer zweiten Seite (19) des Klauenpol-Rotors (10) erstrecken, sich die zweiten Klauenpolfinger (16) von der zweiten Seite (19) in Richtung der ersten Seite (18) erstrecken, und zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) der ersten Klauenpolkomponente (13) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) der zweiten Klauenpolkomponente (14) ein Magnet (20) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Klauenpol-Rotor für eine elektrische Maschine.
Typischerweise umfassen elektrische Maschinen einen Stator und einen dazu relativ beweglichen Rotor. Elektrische Maschinen können motorisch oder generatorisch arbeiten, wobei elektrische Energie in Bewegungsenergie oder umgekehrt konvertiert wird. Im Betrieb interagiert ein Magnetfeld des Rotors mit einem Magnetfeld des Stators.
Ein Klauenpol-Rotor weist üblicherweise zwei Komponenten mit Klauenpolfingern auf. Die Klauenpolfinger bilden magnetische Pole des Klauenpol-Rotors. Mit einer Erregerspule im Klauenpol-Rotor kann der magnetische Fluss im Rotor erhöht werden, was zu einem höheren Drehmoment der elektrischen Maschine mit dem Klauenpol-Rotor führt. Das bedeutet, dass die elektrische Maschine effizienter betrieben werden kann.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Klauenpol-Rotor für eine elektrische Maschine anzugeben, welche effizient betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors für eine elektrische Maschine, umfasst der Klauenpol-Rotor eine erste Klauenpolkomponente mit einer ersten Joch-Schaft-Komponente, mit welcher mindestens zwei erste Klauenpolfinger verbunden sind. Die erste Klauenpolkomponente kann weiter eine erste ringförmige Komponente aufweisen. Die erste ringförmige Komponente kann mit der ersten Joch-Schaft-Komponente verbunden sein. Die ersten Klauenpolfinger können mit der ersten ringförmigen Komponente verbunden sein. Somit können die ersten Klauenpolfinger über die erste ringförmige Komponente mit der ersten Joch-Schaft-Komponente verbunden sein. Dass die ersten Klauenpolfinger mit der ersten Joch-Schaft-Komponente verbunden sind, kann bedeuten, dass die ersten Klauenpolfinger an der ersten Joch-Schaft-Komponente befestigt sind. Weiter ist es möglich, dass die ersten Klauenpolfinger an der ersten ringförmigen Komponente befestigt sind und somit mit der ersten Joch-Schaft-Komponente verbunden sind. Die ersten Klauenpolfinger können einstückig mit der ersten Joch-Schaft-Komponente ausgebildet sein. Weiter können die ersten Klauenpolfinger einstückig mit der ersten Joch-Schaft-Komponente und der ersten ringförmigen Komponente ausgebildet sein. Alternativ können die ersten Klauenpolfinger jeweils separate Komponenten sein, welche mit der ersten Joch-Schaft-Komponente verbunden sind.
Die erste Joch-Schaft-Komponente kann einen Rotorkern aufweisen. Die erste Joch-Schaft-Komponente ist zumindest stellenweise innerhalb des Klauenpol-Rotors angeordnet. Die erste Joch-Schaft-Komponente kann zumindest stellenweise die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Die erste Joch-Schaft-Komponente kann ein ferromagnetisches Material, beispielsweise Eisen oder Stahl, aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die erste Joch-Schaft-Komponente weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe aufweist.
Der Klauenpol-Rotor umfasst weiter eine zweite Klauenpolkomponente mit einer zweiten Joch-Schaft-Komponente, mit welcher mindestens zwei zweite Klauenpolfinger verbunden sind. Die zweite Klauenpolkomponente kann weiter eine zweite ringförmige Komponente aufweisen. Die zweite ringförmige Komponente kann mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden sein. Die zweiten Klauenpolfinger können mit der zweiten ringförmigen Komponente verbunden sein. Somit können die zweiten Klauenpolfinger über die zweite ringförmige Komponente mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden sein. Alternativ weist die zweite Klauenpolkomponente keine zweite ringförmige Komponente auf und die zweiten Klauenpolfinger sind direkt mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden. Dass die zweiten Klauenpolfinger mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden sind, kann bedeuten, dass die zweiten Klauenpolfinger an der zweiten Joch-Schaft-Komponente befestigt sind. Weiter ist es möglich, dass die zweiten Klauenpolfinger an der zweiten ringförmigen Komponente befestigt sind und somit mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden sind. Die zweiten Klauenpolfinger können einstückig mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente ausgebildet sein. Weiter können die zweiten Klauenpolfinger einstückig mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten ringförmigen Komponente ausgebildet sein. Alternativ können die zweiten Klauenpolfinger jeweils separate Komponenten sein, welche mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden sind.
Die zweite Joch-Schaft-Komponente ist zumindest stellenweise innerhalb des Klauenpol-Rotors angeordnet. Die zweite Joch-Schaft-Komponente kann zumindest stellenweise die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Die zweite Joch-Schaft-Komponente kann ein ferromagnetisches Material, beispielsweise Eisen oder Stahl, aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die zweite Joch-Schaft-Komponente weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe aufweist.
Die ersten und zweiten Klauenpolfinger können in einer Außensicht auf den Klauenpol-Rotor jeweils in etwa die Form eines Parallelogramms aufweisen. Insgesamt kann jeder der Klauenpolfinger eine gebogene Form aufweisen. Dabei erstreckt sich jeweils die gebogene Form eines Klauenpolfingers entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors. Jeder der Klauenpolfinger kann sich weiter entlang einer Längsachse des Klauenpol-Rotors erstrecken als entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors. Die Klauenpolfinger können an einer Außenseite des Klauenpol-Rotors angeordnet sein. Die Klauenpolfinger können dasselbe Material aufweisen wie die erste Joch-Schaft-Komponente und die zweite Joch-Schaft-Komponente. Das bedeutet, die Klauenpolfinger können ein ferromagnetisches Material, beispielsweise Eisen oder Stahl, aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die Klauenpolfinger weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe aufweisen. Die ersten Klauenpolfinger können jeweils die gleiche Größe und Form aufweisen. Die zweiten Klauenpolfinger können jeweils die gleiche Größe und Form aufweisen. Es ist weiter möglich, dass alle Klauenpolfinger, also die ersten und zweiten Klauenpolfinger, jeweils die gleiche Größe und Form aufweisen. Der Klauenpol-Rotor kann genauso viele erste Klauenpolfinger wie zweite Klauenpolfinger aufweisen.
Die ersten Klauenpolfinger erstrecken sich von einer ersten Seite des Klauenpol-Rotors in Richtung einer zweiten Seite des Klauenpol-Rotors. Die zweiten Klauenpolfinger erstrecken sich von der zweiten Seite in Richtung der ersten Seite. Die erste Seite des Klauenpol-Rotors liegt gegenüber der zweiten Seite des Klauenpol-Rotors. Das bedeutet, entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors ist die erste Seite an einem Ende des Klauenpol-Rotors angeordnet und die zweite Seite ist am anderen Ende des Klauenpol-Rotors angeordnet. Die erste ringförmige Komponente der ersten Joch-Schaft-Komponente kann an der ersten Seite angeordnet sein. Die zweite Joch-Schaft-Komponente kann an der zweiten Seite angeordnet sein. Die ersten Klauenpolfinger können an der ersten Seite mit der ersten Joch-Schaft-Komponente verbunden sein. Die zweiten Klauenpolfinger können an der zweiten Seite mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente verbunden sein. Die ersten und zweiten Klauenpolfinger können eine Haupterstreckungsrichtung aufweisen, welche parallel zur Längsachse des Klauenpol-Rotors verläuft.
Die ersten Klauenpolfinger und die zweiten Klauenpolfinger können alternierend entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors angeordnet sein. Das bedeutet, entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors ist jeder erste Klauenpolfinger zwischen zwei zweiten Klauenpolfingern angeordnet. Genauso ist jeder zweite Klauenpolfinger entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors zwischen zwei ersten Klauenpolfingern angeordnet. Dabei ist jeder erste Klauenpolfinger beabstandet zu den jeweiligen benachbarten zweiten Klauenpolfingern angeordnet. Das bedeutet, zwischen jeweils einem ersten Klauenpolfinger und einem zweiten Klauenpolfinger verbleibt eine Lücke.
Die ersten Klauenpolfinger können eine sich von der ersten zur zweiten Seite verjüngende Form aufweisen. Die zweiten Klauenpolfinger können eine sich von der zweiten zur ersten Seite verjüngende Form aufweisen. Dabei verjüngt sich jeweils die Erstreckung der Klauenpolfinger entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors. Außerdem oder alternativ kann sich die Form der ersten Klauenpolfinger jeweils derart verjüngen, dass die ersten Klauenpolfinger an der ersten Seite des Klauenpol-Rotors eine größere Ausdehnung in einer radialen Richtung in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor aufweisen als an einer Position, welche nicht an der ersten Seite angeordnet ist. Außerdem oder alternativ kann sich die Form der zweiten Klauenpolfinger jeweils derart verjüngen, dass die zweiten Klauenpolfinger an der zweiten Seite des Klauenpol-Rotors eine größere Ausdehnung in einer radialen Richtung in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor aufweisen als an einer Position, welche nicht an der zweiten Seite angeordnet ist.
Zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente der ersten Klauenpolkomponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente der zweiten Klauenpolkomponente ist ein Magnet angeordnet. Bei dem Magneten kann es sich um einen Permanentmagneten handeln. Zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente kann stellenweise ein Hohlraum angeordnet sein, in welchem der Magnet angeordnet ist. Der Hohlraum kann die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Der Hohlraum kann sich entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors erstrecken. Der Hohlraum kann eine kürzere Erstreckung als der gesamte Klauenpol-Rotor aufweisen. Der Magnet kann vollständig im Klauenpol-Rotor angeordnet sein. Weiter kann der Magnet den Hohlraum teilweise oder vollständig ausfüllen. Der Magnet kann sich innerhalb des Klauenpol-Rotors bis zur zweiten Seite erstrecken. Die zweite Joch-Schaft-Komponente kann eine kürzere Erstreckung entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors aufweisen als die erste Joch-Schaft-Komponente. Der Magnet kann eine längere Erstreckung entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors aufweisen als die zweite Joch-Schaft-Komponente.
Die Anordnung des Magneten im Klauenpol-Rotor führt dazu, dass der magnetische Fluss im Luftspalt der elektrischen Maschine, in welcher der Klauenpol-Rotor verwendet wird, im Betrieb der elektrischen Maschine verstärkt wird. Der Magnet trägt zur Magnetisierung der ersten und zweiten Klauenpolfinger bei. Durch die Klauenpolfinger werden die magnetischen Pole des Klauenpol-Rotors gebildet. Durch den Magneten wird ein magnetischer Fluss im Klauenpol-Rotor erzeugt, welcher dazu führt, dass die ersten Klauenpolfinger jeweils in die entgegengesetzte Richtung magnetisiert werden im Vergleich zu den jeweils zwei benachbarten zweiten Klauenpolfingern. Somit wird durch den Magneten insgesamt der magnetische Fluss im Klauenpol-Rotor verstärkt. Ein verstärkter magnetischer Fluss führt dazu, dass das Drehmoment der elektrischen Maschine erhöht ist. Somit kann die elektrische Maschine effizienter betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors sind die erste Joch-Schaft-Komponente, der Magnet und die zweite Joch-Schaft-Komponente zumindest stellenweise koaxial zueinander angeordnet. Das kann bedeuten, dass sich die erste Joch-Schaft-Komponente, der Magnet und die zweite Joch-Schaft-Komponente entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors zumindest stellenweise parallel zueinander erstrecken. Beispielsweise bildet die zweite Joch-Schaft-Komponente zumindest stellenweise einen Hohlzylinder, in welchem der Magnet und die erste Joch-Schaft-Komponente angeordnet sind. Mit dieser Koaxialanordnung kann der Magnet zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses im Klauenpol-Rotor beitragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor der Magnet in einer radialen Richtung zumindest stellenweise zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet. Das kann bedeuten, dass der Magnet in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor entlang einer radialen Richtung zumindest stellenweise zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet ist. Zumindest ein Teil des Magneten kann in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor in einer radialen Richtung zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet sein. Der Klauenpol-Rotor kann insgesamt die Form eines Zylinders aufweisen. Der Querschnitt bezieht sich somit auf einen Querschnitt, in welchem der Klauenpol-Rotor kreisförmig dargestellt ist. Der Klauenpol-Rotor kann eine Längsachse aufweisen. Die Längsachse des Klauenpol-Rotors verläuft senkrecht zu diesem Querschnitt. In diesem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor kann die zweite Joch-Schaft-Komponente in einer radialen Richtung zumindest stellenweise zwischen dem Magneten einerseits und den ersten und zweiten Klauenpolfingern andererseits angeordnet sein. In einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor kann der Magnet in einer radialen Richtung stellenweise zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet sein. Mit dieser Anordnung kann der Magnet zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses im Klauenpol-Rotor beitragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors hat der Magnet die Form eines Hohlzylinders. Der Magnet kann sich entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors erstrecken. Das bedeutet, die Längsachse des Hohlzylinders, welcher den Magneten bildet, kann parallel zur Längsachse des Klauenpol-Rotors verlaufen. Ein Magnet in Form eines Hohlzylinders kann effizient zur Verstärkung des magnetischen Flusses im Klauenpol-Rotor beitragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist der Durchmesser der ersten Joch-Schaft-Komponente kleiner als der Durchmesser des Magneten und der Durchmesser des Magneten ist kleiner als der Durchmesser der zweiten Joch-Schaft-Komponente. Das kann bedeuten, dass für den Fall, dass die erste Joch-Schaft-Komponente, der Magnet und die zweite Joch-Schaft-Komponente zumindest stellenweise die Form eines Hohlzylinders aufweisen, diese drei Hohlzylinder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die erste Joch-Schaft-Komponente weist den kleinsten Durchmesser auf und ist zumindest stellenweise innerhalb des Magneten angeordnet. Der Magnet weist einen kleineren Durchmesser als die zweite Joch-Schaft-Komponente auf und ist zumindest stellenweise innerhalb der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet. Mit dieser Anordnung des Magneten im Klauenpol-Rotor kann der Magnet effizient zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses im Klauenpol-Rotor beitragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist die Erstreckung des Magneten entlang einer Längsachse des Klauenpol-Rotors kürzer als die gesamte Erstreckung des Klauenpol-Rotors entlang der Längsachse. Das bedeutet, der Magnet erstreckt sich nicht über die gesamte Länge des Klauenpol-Rotors. Mit dieser Anordnung kann der Magnet derart an die erste Joch-Schaft-Komponente und die zweite Joch-Schaft-Komponente angrenzen, dass der Magnet zur Magnetisierung der ersten und zweiten Klauenpolfinger beiträgt. Das bedeutet, durch den Magneten wird der magnetische Fluss im Klauenpol-Rotor vorteilhafterweise verstärkt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors verläuft die Magnetisierungsrichtung des Magneten in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor von einer Außenseite des Klauenpol-Rotors in Richtung des Mittelpunktes des Klauenpol-Rotors. Das bedeutet, die Magnetisierungsrichtung des Magneten verläuft in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor parallel zu den radialen Richtungen in Richtung des Mittelpunktes des Klauenpol-Rotors. Mit dieser Magnetisierungsrichtung des Magneten trägt der Magnet zur Magnetisierung der ersten und zweiten Klauenpolfinger bei und verstärkt somit den magnetischen Fluss im Klauenpol-Rotor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors verläuft die Magnetisierungsrichtung des Magneten in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor vom Mittelpunkt des Klauenpol-Rotors in Richtung der Außenseite des Klauenpol-Rotors. Das bedeutet, die Magnetisierungsrichtung des Magneten verläuft in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor parallel zu den radialen Richtungen in Richtung der Außenseite des Klauenpol-Rotors. Mit dieser Magnetisierungsrichtung des Magneten trägt der Magnet zur Magnetisierung der ersten und zweiten Klauenpolfinger bei und verstärkt somit den magnetischen Fluss im Klauenpol-Rotor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors sind die erste Klauenpolkomponente und die zweite Klauenpolkomponente beabstandet zueinander angeordnet. Das kann bedeuten, dass zwischen der ersten Klauenpolkomponente und der zweiten Klauenpolkomponente eine Lücke verbleibt. Diese Lücke kann der Hohlraum sein, in welchem der Magnet angeordnet ist. Außerdem kann entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors eine Lücke zwischen der ersten Klauenpolkomponente und der zweiten Klauenpolkomponente verbleiben. Die erste Klauenpolkomponente und die zweite Klauenpolkomponente sind nicht in direktem Kontakt miteinander. Somit wird vorteilhafterweise ein Streufluss im Klauenpol-Rotor vermieden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist der Magnet in direktem Kontakt mit der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente. Der Magnet kann an einer seiner Seiten in direktem Kontakt mit der ersten Joch-Schaft-Komponente sein und an einer anderen seiner Seiten in direktem Kontakt mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente sein. Beispielsweise kann eine Außenseite des Magneten in direktem Kontakt mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente sein und eine Innenseite des Magneten kann in direktem Kontakt mit der ersten Joch-Schaft-Komponente sein. Der Magnet kann in den Bereichen, in welchen die erste Joch-Schaft-Komponente, der Magnet und die zweite Joch-Schaft-Komponente koaxial angeordnet sind, in direktem Kontakt mit der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente sein. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau des Klauenpol-Rotors und eine Magnetisierung der Klauenpolfinger durch den Magneten. Weiter ist es möglich, dass die erste Klauenpolkomponente und die zweite Klauenpolkomponente über den Magneten mechanisch miteinander verbunden sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist zwischen den Klauenpolfingern und der zweiten Joch-Schaft-Komponente eine Erregerspule angeordnet. Die Erregerspule ist in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor in radialer Richtung zwischen einerseits den ersten und zweiten Klauenpolfingern und andererseits der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet. Die Erregerspule ist dazu ausgelegt mit einem Gleichstrom versorgt zu werden. Die Erregerspule kann die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Die Erregerspule ist beabstandet zu den ersten und zweiten Klauenpolfingern angeordnet. Das bedeutet, zwischen der Erregerspule und den ersten und zweiten Klauenpolfingern verbleibt eine Lücke. Durch die Verwendung der Erregerspule kann der magnetische Fluss im Luftspalt im Betrieb der elektrischen Maschine weiter verstärkt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente mindestens ein weiterer Magnet angeordnet, und der Magnet und der mindestens eine weitere Magnet sind entlang eines Rings angeordnet. Zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente kann eine Vielzahl von weiteren Magneten angeordnet sein, wobei der Magnet und die weiteren Magnete entlang eines Rings angeordnet sind. Der Magnet und der mindestens eine weitere Magnet können entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors verteilt sein. Das bedeutet, der Magnet und der mindestens eine weitere Magnet sind an verschiedenen Positionen entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors angeordnet. Der Magnet und der weitere Magnet können beabstandet zueinander angeordnet sein. Der Magnet und der weitere Magnet können sich sowohl entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors als auch entlang des Umfangs des Klauenpol-Rotors erstrecken. Die Magnetisierungsrichtung des Magneten und des weiteren Magneten verläuft in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor von einer Außenseite des Klauenpol-Rotors in Richtung des Mittelpunktes des Klauenpol-Rotors oder vom Mittelpunkt in Richtung Außenseite. Der Magnet und der weitere Magnet können anstelle eines einzelnen Magneten in Form eines Hohlzylinders verwendet werden, um den magnetischen Fluss im Klauenpol-Rotor zu verstärken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist zwischen dem Magneten und dem mindestens einen weiteren Magneten ein ferromagnetisches Material angeordnet. Der Magnet und der weitere Magnet können jeweils in direktem Kontakt mit dem ferromagnetischen Material sein. Das ferromagnetische Material kann mit der ersten Klauenpolkomponente oder mit der zweiten Klauenpolkomponente verbunden sein. Wenn der Klauenpol-Rotor eine Vielzahl von weiteren Magneten aufweist, ist jeweils zwischen zwei weiteren Magneten ein ferromagnetisches Material angeordnet. Der Magnet mit den weiteren Magneten und dem ferromagnetischen Material kann in Form eines Hohlzylinders angeordnet sein. Das bedeutet, der Magnet, die weiteren Magnete und das ferromagnetische Material bilden zusammen einen Hohlzylinder. Somit kann durch den Magneten und den weiteren Magneten effizient der magnetische Fluss im Klauenpol-Rotor verstärkt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist mindestens eine Magnetschicht zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente und der zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet, wobei die mindestens eine Magnetschicht in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor an einer anderen radialen Position angeordnet ist als der Magnet. Die Magnetschicht kann die gleichen Eigenschaften aufweisen wie der Magnet. Jedoch ist die Größe der Magnetschicht verschieden von der Größe des Magneten. Die Magnetschicht kann koaxial zum Magneten, zur ersten Joch-Schaft-Komponente und zur zweiten Joch-Schaft-Komponente angeordnet sein. Die Magnetschicht kann ebenfalls die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Dass die Magnetschicht an einer anderen radialen Position als der Magnet angeordnet ist, kann bedeuten, dass die Magnetschicht weiter innen oder weiter außen im Klauenpol-Rotor angeordnet ist als der Magnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors ist an der ersten Klauenpol-Komponente mindestens ein erster Abstandshalter angebracht, welcher sich zumindest stellenweise parallel zum Magneten erstreckt und/oder an der zweiten Klauenpolkomponente ist mindestens ein zweiter Abstandshalter angebracht, welcher sich zumindest stellenweise parallel zum Magneten erstreckt. Der erste Abstandshalter kann die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Der erste Abstandshalter kann zwischen dem Magneten und mindestens einer Magnetschicht oder zwischen zwei Magnetschichten angeordnet sein. Somit sind der Magnet und die Magnetschicht nicht in direktem Kontakt. Der erste Abstandshalter kann ein ferromagnetisches Material aufweisen.
Der zweite Abstandshalter kann die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Der zweite Abstandshalter kann zwischen dem Magneten und mindestens einer Magnetschicht oder zwischen zwei Magnetschichten angeordnet sein. Der zweite Abstandshalter kann ein ferromagnetisches Material aufweisen.
Der Klauenpol-Rotor kann entweder mindestens einen ersten Abstandshalter oder mindestens einen zweiten Abstandshalter aufweisen, um den Magneten und die mindestens eine Magnetschicht voneinander beabstandet anzuordnen. Es ist weiter möglich, dass der Klauenpol-Rotor mindestens einen ersten Abstandshalter und mindestens einen zweiten Abstandshalter aufweist. Der erste Abstandshalter ist entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors beabstandet zur zweiten Klauenpolkomponente angeordnet. Der zweite Abstandshalter ist entlang der Längsachse des Klauenpol-Rotors beabstandet zur ersten Klauenpolkomponente angeordnet. Somit wird ein Streufluss im Klauenpol-Rotor verringert.
Wenn im Klauenpol-Rotor ein Magnet und mindestens eine Magnetschicht verwendet werden, so kann die Ausdehnung des Magneten und der Magnetschicht in radialer Richtung in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor jeweils geringer sein als wenn lediglich ein Magnet verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass der Innenwiderstand in einem Magneten und einer Magnetschicht mit geringerer Ausdehnung in einer radialen Richtung geringer ist als der Innenwiderstand eines Magneten mit einer größeren Ausdehnung in einer radialen Richtung. Somit können der Magnet und die Magnetschicht effizienter zur Verstärkung des magnetischen Flusses verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Klauenpol-Rotors verläuft die Magnetisierungsrichtung des Magneten in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor entlang einer radialen Richtung in die entgegengesetzte Richtung im Vergleich zur Magnetisierungsrichtung mindestens einer der mindestens einen Magnetschicht. Das kann bedeuten, dass die Magnetisierungsrichtung des Magneten in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor vom Mittelpunkt des Klauenpol-Rotors in Richtung der Außenseite des Klauenpol-Rotors verläuft und dass die Magnetisierungsrichtung der Magnetschicht von der Außenseite in Richtung Mittelpunkt verläuft. Alternativ kann die Magnetisierungsrichtung des Magneten in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor von der Außenseite des Klauenpol-Rotors in Richtung des Mittelpunkts des Klauenpol-Rotors verlaufen und die Magnetisierungsrichtung der Magnetschicht kann von dem Mittelpunkt in Richtung der Außenseite verlaufen. Weist der Klauenpol-Rotor eine Vielzahl von Magnetschichten auf, so verläuft die Magnetisierungsrichtung jeder zweiten Magnetschicht in dieselbe Richtung. Die Magnetisierungsrichtung in zwei aneinander angrenzenden Magnetschichten verläuft in verschiedene Richtungen. Das bedeutet, in einem Schnitt durch den Klauenpol-Rotor entlang dessen Längsachse verlaufen die Magnetisierungsrichtungen jeweils zweier benachbarter Magnetschichten in entgegengesetzte Richtungen. Auf diese Art und Weise tragen der Magnet und die Magnetschicht effizient zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses im Klauenpol-Rotor bei.
Im Folgenden wird der hier beschriebene Klauenpol-Rotor in Verbindung mit Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

In den 1A und 1B ist ein schematischer Querschnitt durch einen Teil eines Beispiels einer elektrischen Maschine gezeigt.
In den 2A, 2B und 2C ist ein Teil eines Ausführungsbeispiels des Klauenpol-Rotors gezeigt.
Mit den 3A, 3B, 3C, 3D und 3E wird ein Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors beschrieben.
In den 4A und 4B sind Magnete für Ausführungsbeispiele des Klauenpol-Rotors gezeigt.
Mit den 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F und 5G wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors beschrieben.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors gezeigt.
Mit den 7A, 7B und 7C wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors beschrieben.
In 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors gezeigt.
Mit den 9A und 9B wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors beschrieben.
In 10 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Teil einer elektrischen Maschine mit einem Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors gezeigt.

In 1A ist ein schematischer Querschnitt durch einen Teil eines Beispiels einer elektrischen Maschine 11 gezeigt. Die elektrische Maschine 11 ist kein Ausführungsbeispiel. Die elektrische Maschine 11 weist einen Stator 26 und einen Klauenpol-Rotor 10 auf. Der Klauenpol-Rotor 10 ist kein Ausführungsbeispiel. Der Stator 26 weist eine Vielzahl von Nuten 27 auf, in welchen eine elektrische Wicklung 28 angeordnet ist. Im Stator 26 ist der Klauenpol-Rotor 10 angeordnet. Der Klauenpol-Rotor 10 weist eine Erregerspule 22 auf.
In 1B ist ein Ausschnitt des Klauenpol-Rotors 10 aus 1A gezeigt. Dabei ist gezeigt, dass die Erregerspule 22 zwischen Klauenpolfingern 15, 16 und einer ersten Joch-Schaft-Komponente 12 angeordnet ist.
In 2A ist ein Teil eines Ausführungsbeispiels des Klauenpol-Rotors 10 für eine elektrische Maschine 11 gezeigt. Der Klauenpol-Rotor 10 umfasst eine erste Klauenpolkomponente 13 mit einer ersten Joch-Schaft-Komponente 12, mit welchem mindestens zwei erste Klauenpolfinger 15 verbunden sind. Der Klauenpol-Rotor 10 umfasst weiter eine zweite Klauenpolkomponente 14 mit einer zweiten Joch-Schaft-Komponente 17, mit welchem mindestens zwei zweite Klauenpolfinger 16 verbunden sind. In 2A ist ein Schnitt durch einen Teil des Klauenpol-Rotors 10 gezeigt, so dass teilweise das Innere des Klauenpol-Rotors 10 dargestellt ist. Im Klauenpol-Rotor 10 ist ein Hohlraum 29 angeordnet. Der Hohlraum 29 ist zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 angeordnet. In den Hohlraum 29 wird ein Magnet 20 eingebracht. Zur Veranschaulichung des Aufbaus des Klauenpol-Rotors 10 und des Hohlraums 29 ist der Magnet 20 beabstandet zum Klauenpol-Rotor 10 dargestellt.
In 2B ist der Ausschnitt aus 2A mit dem Magneten 20 im Hohlraum 29 dargestellt. Zur Veranschaulichung ist auch hier nur ein Teil des Klauenpol-Rotors 10 dargestellt. Die erste Joch-Schaft-Komponente 12, der Magnet 20 und die zweite Joch-Schaft-Komponente 17 sind zumindest stellenweise koaxial zueinander angeordnet. Dabei weisen die erste Joch-Schaft-Komponente 12, der Magnet 20 und die zweite Joch-Schaft-Komponente 17 als gemeinsame Rotationsachse die Längsachse L des Klauenpol-Rotors 10 auf. Die Erstreckung des Magneten 20 entlang der Längsachse L des Klauenpol-Rotors 10 ist kürzer als die gesamte Erstreckung des Klauenpol-Rotors 10 entlang der Längsachse L. Der Magnet 20 füllt den Hohlraum 29 vollständig aus. Somit ist der Magnet 20 in direktem Kontakt mit der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17. Allerdings sind die erste Klauenpolkomponente 13 und die zweite Klauenpolkomponente 14 beabstandet zueinander angeordnet. So verbleibt zwischen der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 und der ersten Klauenpolkomponente 13 eine Lücke. Diese Lücke ist oberhalb des Magneten 20 angeordnet.
In 2C ist eine weitere Ansicht des in 2B gezeigten Ausschnittes dargestellt.
Mit den 3A, 3B und 3C wird ein Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 beschrieben. Dabei handelt es sich um das gleiche Ausführungsbeispiel, von welchem ein Ausschnitt in den 2A, 2B und 2C dargestellt ist. In 3A ist der Klauenpol-Rotor 10 in einem auseinandergenommen Zustand dargestellt. Der Klauenpol-Rotor 10 weist die erste Klauenpolkomponente 13, den Magneten 20 und die zweite Klauenpolkomponente 14 auf. Die erste Klauenpolkomponente 13 weist die erste Joch-Schaft-Komponente 12, eine erste ringförmige Komponente 30 und die ersten Klauenpolfinger 15 auf. Die erste Klauenpolkomponente 13 weist insgesamt vier erste Klauenpolfinger 15 auf. Die ersten Klauenpolfinger 15 sind mit der ersten ringförmigen Komponente 30 verbunden. Die erste ringförmige Komponente 30 ist mit der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 verbunden. Die erste Joch-Schaft-Komponente 12 weist die Form eines Hohlzylinders auf und ist im Innern des Klauenpol-Rotors 10 angeordnet. Der Magnet 20 weist ebenfalls die Form eines Hohlzylinders auf und ist im Innern des Klauenpol-Rotors 10 angeordnet. Die zweite Klauenpolkomponente 14 weist die zweite Joch-Schaft-Komponente 17, eine zweite ringförmige Komponente 31 und die zweiten Klauenpolfinger 16 auf. Die zweite Klauenpolkomponente 14 weist insgesamt vier zweite Klauenpolfinger 16 auf. Die zweiten Klauenpolfinger 16 sind mit der zweiten ringförmigen Komponente 31 verbunden. Die zweite ringförmige Komponente 31 ist mit der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 verbunden. Die zweite Joch-Schaft-Komponente 17 weist die Form eines Hohlzylinders auf. Die zweite Joch-Schaft-Komponente 17 weist entlang der Längsachse L des Klauenpol-Rotors 10 eine kürzere Erstreckung als die erste Joch-Schaft-Komponente 12 auf.
In 3B ist der Magnet 20 in der Darstellung aus 3A an der ersten Klauenpolkomponente 13 angeordnet. Die zweite Klauenpolkomponente 14 ist weiter zur Veranschaulichung beabstandet angeordnet.
In 3C ist das Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 im zusammengesetzten Zustand dargestellt. Die ersten Klauenpolfinger 15 erstrecken sich von einer ersten Seite 18 des Klauenpol-Rotors 10 in Richtung einer zweiten Seite 19 des Klauenpol-Rotors 10. Die zweiten Klauenpolfinger 16 erstrecken sich von der zweiten Seite 19 in Richtung der ersten Seite 18. Der Magnet 20 ist zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 der ersten Klauenpolkomponente 13 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 der zweiten Klauenpolkomponente 14 angeordnet. Der Magnet 20 erstreckt sich bis zur zweiten Seite 19. In einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 ist der Magnet 20 in einer radialen Richtung r zumindest stellenweise zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 angeordnet. Der Durchmesser der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 ist kleiner als der Durchmesser des Magneten 20 und der Durchmesser des Magneten 20 ist kleiner als der Durchmesser der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17. Somit sind die erste Joch-Schaft-Komponente 12, der Magnet 20 und die zweite Joch-Schaft-Komponente 17 zumindest stellenweise koaxial zueinander angeordnet. Die ersten Klauenpolfinger 15 sind beabstandet zu den zweiten Klauenpolfingern 16 angeordnet.
In 3D ist das in 3C gezeigte Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zu 3C ist die Magnetisierungsrichtung des Magneten 20 mit Pfeilen dargestellt. In einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 verläuft die Magnetisierungsrichtung des Magneten 20 von einer Außenseite 21 des Klauenpol-Rotors 10 in Richtung des Mittelpunktes des Klauenpol-Rotors 10.
In 3E ist das in 3D gezeigte Ausführungsbeispiel dargestellt mit dem einzigen Unterschied, dass die Magnetisierungsrichtung des Magneten 20 vom Mittelpunkt des Klauenpol-Rotors 10 in Richtung der Außenseite 21 des Klauenpol-Rotors 10 verläuft.
In 4A ist ein Magnet 20 für ein Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 dargestellt. Der Magnet 20 weist die Form eines Hohlzylinders auf.
In 4B sind ein Magnet 20 und weitere Magnete 23 für ein Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 dargestellt. Bei den weiteren Magneten 23 kann es sich ebenfalls um Permanentmagnete handeln. Die weiteren Magnete 23 sind im Klauenpol-Rotor 10 wie der Magnet 20 zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 angeordnet. Der Magnet 20 und die weiteren Magnete 23 sind entlang eines Rings angeordnet.
Mit den 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F und 5G wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 beschrieben. In 5A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 dargestellt. Der Klauenpol-Rotor 10 weist den in 3C gezeigten Aufbau auf mit dem Unterschied, dass der Klauenpol-Rotor 10 einen Magneten 20 und sieben weitere Magnete 23 aufweist. Der Magnet 20 und die weiteren Magnete 23 sind entlang eines Rings zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 angeordnet. Dabei ist zwischen dem Magneten 20 und den benachbarten weiteren Magneten 23 und zwischen jeweils zwei weiteren Magneten 23 ein ferromagnetisches Material 24 angeordnet. Somit sind der Magnet 20 und die weiteren Magnete 23 jeweils beabstandet voneinander angeordnet.
In 5B ist zur Veranschaulichung das in 5A gezeigte Ausführungsbeispiel im auseinandergenommen Zustand dargestellt. Dabei ist gezeigt, dass das ferromagnetische Material 24 jeweils mit der zweiten Klauenpolkomponente 14 verbunden ist. Das ferromagnetische Material 24 kann als mit der zweiten Klauenpolkomponente 14 einstückig geformte Stege ausgebildet sein. Die Stege erstrecken sich dabei in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 entlang radialer Richtungen r.
In 5C ist die zweite Klauenpolkomponente 14 aus 5B mit dem Magneten 20 und den weiteren Magneten 23 gezeigt. Der Magnet 20 und die weiteren Magnete 23 sind jeweils zwischen dem ferromagnetischen Material 24 angeordnet, welches an der zweiten Klauenpolkomponente 14 befestigt ist.
In 5D ist eine weitere Ansicht der zweiten Klauenpolkomponente 14 aus 5C gezeigt. Das ferromagnetische Material 24 erstreckt sich so weit wie der Magnet 20 und die weiteren Magnete 23 entlang der Längsachse L des Klauenpol-Rotors 10.
In 5E ist die zweite Klauenpolkomponente 14 aus 5C ohne den Magneten 20 und die weiteren Magnete 23 dargestellt.
In 5F sind der Magnet 20 und die weiteren Magnete 23 aus 5C separat dargestellt.
In 5G ist die erste Klauenpolkomponente 13 aus 5A separat dargestellt.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 gezeigt. Der Klauenpol-Rotor 10 weist den in 5A gezeigten Aufbau auf mit dem Unterschied, dass zwischen den ersten und zweiten Klauenpolfingern 15, 16 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 eine Erregerspule 22 angeordnet ist. Die Erregerspule 22 weist die Form eines Hohlzylinders auf.
Mit den 7A, 7B und 7C wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 beschrieben. In 7A ist ein Teil des Ausführungsbeispiels dargestellt. Dabei ist ein Schnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 gezeigt. Im Unterschied zu dem in 3C gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 der Magnet 20 und vier Magnetschichten 25 angeordnet. Der Magnet 20 und die Magnetschichten 25 sind in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 jeweils an einer anderen radialen Position angeordnet. Das bedeutet, der Magnet 20 und die Magnetschichten 25 sind jeweils in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 an unterschiedlichen radialen Positionen angeordnet. Bei den Magnetschichten 25 kann es sich jeweils um einen Permanentmagneten handeln. Die Magnetschichten 25 weisen jeweils die Form eines Hohlzylinders auf. Wie der Magnet 20 sind die Magnetschichten 25 jeweils in einem Hohlraum 29 im Klauenpol-Rotor 10 angeordnet. Dabei sind die Magnetschichten 25 jeweils in direktem Kontakt mit der ersten Klauenpolkomponente 13 und der zweiten Klauenpolkomponente 14.
An der ersten Klauenpol-Komponente 13 sind zwei erste Abstandshalter 32 angebracht. Die ersten Abstandshalter 32 erstrecken sich parallel zum Magneten 20 und den Magnetschichten 25. Die ersten Abstandshalter 32 weisen jeweils die Form eines Hohlzylinders auf. Die ersten Abstandshalter 32 sind jeweils in direktem Kontakt mit dem Magneten 20 oder einer Magnetschicht 25. Die ersten Abstandshalter 32 sind in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 in radialer Richtung r zwischen jeweils zwei Magnetschichten 25 oder zwischen dem Magneten 20 und einer Magnetschicht 25 angeordnet. Somit sind die ersten Abstandshalter 32 dafür vorgesehen, zwischen dem Magneten 20 und den Magnetschichten 25 angeordnet zu sein und einen Abstand zwischen diesen zu halten. Die ersten Abstandshalter 32 sind beabstandet zur zweiten Klauenpolkomponente 14 angeordnet. Das bedeutet, zwischen den ersten Abstandshaltern 32 und der zweiten Klauenpolkomponente 14 verbleibt eine Lücke. Somit wird ein Streufluss im Klauenpol-Rotor 10 verringert.
An der zweiten Klauenpolkomponente 14 sind zwei zweite Abstandshalter 33 angebracht. Die zweiten Abstandshalter 33 erstrecken sich parallel zum Magneten 20 und den Magnetschichten 25. Die zweiten Abstandshalter 33 weisen jeweils die Form eines Hohlzylinders auf. Die zweiten Abstandshalter 33 sind jeweils in direktem Kontakt mit dem Magneten 20 oder einer Magnetschicht 25. Die zweiten Abstandshalter 33 sind in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 in radialer Richtung r zwischen jeweils zwei Magnetschichten 25 angeordnet. Somit sind die zweiten Abstandshalter 33 dafür vorgesehen, zwischen den Magnetschichten 25 angeordnet zu sein und einen Abstand zwischen diesen zu halten. Die zweiten Abstandshalter 33 sind beabstandet zur ersten Klauenpolkomponente 13 angeordnet. Das bedeutet, zwischen den zweiten Abstandshaltern 33 und der ersten Klauenpolkomponente 13 verbleibt eine Lücke. Somit wird ein Streufluss im Klauenpol-Rotor 10 verringert. Die ersten Abstandshalter 32 und die zweiten Abstandshalter 33 sind in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 alternierend entlang einer radialen Richtung r angeordnet. In 7A sind außerdem zwei Ausschnitte des gezeigten Teils des Klauenpol-Rotors 10 vergrößert dargestellt.
In einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 entlang einer radialen Richtung r verläuft die Magnetisierungsrichtung des Magneten 20 in die entgegengesetzte Richtung im Vergleich zur Magnetisierungsrichtung der benachbarten Magnetschicht 25. Für jeweils zwei benachbarte Magnetschichten 25 verlaufen die Magnetisierungsrichtungen in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 entlang einer radialen Richtung r in entgegengesetzte Richtungen im Vergleich zueinander. Die Magnetisierungsrichtungen sind in 7A in der linken Vergrößerung durch Pfeile dargestellt. Die Magnetisierungsrichtungen verlaufen im Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor 10 entlang radialer Richtungen r entweder von der Außenseite 21 zum Mittelpunkt des Klauenpol-Rotors 10 oder vom Mittelpunkt des Klauenpol-Rotors 10 zur Außenseite 21.
In 7B ist ein Teil der ersten Klauenpolkomponente 13 aus 7A mit zwei ersten Abstandshaltern 32 und der ersten Joch-Schaft-Komponente 12 dargestellt. Da lediglich einen Ausschnitt dargestellt ist, weisen die ersten Abstandshalter 32 nur jeweils die Form eines Kreisbogens auf. Insgesamt weist jeder erste Abstandshalter 32 die Form eines Hohlzylinders auf.
7C ist ein Teil der zweiten Klauenpolkomponente 14 aus 7A mit zwei zweiten Abstandshaltern 33 dargestellt. Da lediglich ein Ausschnitt dargestellt ist, weisen die zweiten Abstandshalter 33 jeweils die Form eines Kreisbogens auf. Insgesamt weist jeder zweite Abstandshalter 33 die Form eines Hohlzylinders auf.
In 8 ist ein Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels des Klauenpol-Rotors 10 gezeigt. Der Klauenpol-Rotor 10 weist den in 7A gezeigten Aufbau auf. Zusätzlich ist zwischen den ersten und zweiten Klauenpolfingern 15, 16 einerseits und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 andererseits eine Erregerspule 22 angeordnet.
Mit den 9A und 9B wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 beschrieben. In 9A ist ein Teil des Klauenpol-Rotors 10 dargestellt. Der Klauenpol-Rotor 10 weist den in 3C dargestellten Aufbau und zusätzlich eine Erregerspule 22 zwischen den ersten und zweiten Klauenpolfingern 15, 16 und der zweiten Joch-Schaft-Komponente 17 auf.
In 9B ist der gesamte Klauenpol-Rotor 10 gemäß dem in 9A gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt.
In 10 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Teil einer elektrischen Maschine 11 mit einem Ausführungsbeispiel des Klauenpol-Rotors 10 gezeigt. Bei dem Klauenpol-Rotor 10 handelt es sich um das in 3C gezeigte Ausführungsbeispiel. Der Klauenpol-Rotor 10 ist in einem Stator 26 der elektrischen Maschine 11 angeordnet. Der Stator 26 weist eine Vielzahl von Nuten 27 auf, in welchen eine elektrische Wicklung 28 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

10: Klauenpol-Rotor
11: elektrische Maschine
12: erste Joch-Schaft-Komponente
13: erste Klauenpolkomponente
14: zweite Klauenpolkomponente
15: erster Klauenpolfinger
16: zweiter Klauenpolfinger
17: zweite Joch-Schaft-Komponente
18: erste Seite
19: zweite Seite
20: Magnet
21: Außenseite
22: Erregerspule
23: weiterer Magnet
24: ferromagnetisches Material
25: Magnetschicht
26: Stator
27: Nut
28: elektrische Wicklung
29: Hohlraum
30: erste ringförmige Komponente
31: zweite ringförmige Komponente
32: erster Abstandshalter
33: zweiter Abstandshalter
L: Längsachse
r: radiale Richtung

Claims

Klauenpol-Rotor (10) für eine elektrische Maschine (11), der Klauenpol-Rotor (10) umfassend: - eine erste Klauenpolkomponente (13) mit einer ersten Joch-Schaft-Komponente (12), mit welcher mindestens zwei erste Klauenpolfinger (15) verbunden sind, und - eine zweite Klauenpolkomponente (14) mit einer zweiten Joch-Schaft-Komponente (17), mit welcher mindestens zwei zweite Klauenpolfinger (16) verbunden sind, wobei - sich die ersten Klauenpolfinger (15) von einer ersten Seite (18) des Klauenpol-Rotors (10) in Richtung einer zweiten Seite (19) des Klauenpol-Rotors (10) erstrecken, - sich die zweiten Klauenpolfinger (16) von der zweiten Seite (19) in Richtung der ersten Seite (18) erstrecken, und - zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) der ersten Klauenpolkomponente (13) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) der zweiten Klauenpolkomponente (14) ein Magnet (20) angeordnet ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die erste Joch-Schaft-Komponente (12), der Magnet (20) und die zweite Joch-Schaft-Komponente (17) zumindest stellenweise koaxial zueinander angeordnet sind.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor (10) der Magnet (20) in einer radialen Richtung (r) zumindest stellenweise zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) angeordnet ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Magnet (20) die Form eines Hohlzylinders hat.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Durchmesser der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) kleiner als der Durchmesser des Magneten (20) ist und der Durchmesser des Magneten (20) kleiner als der Durchmesser der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erstreckung des Magneten (20) entlang einer Längsachse (L) des Klauenpol-Rotors (10) kürzer als die gesamte Erstreckung des Klauenpol-Rotors (10) entlang der Längsachse (L) ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Magnetisierungsrichtung des Magneten (20) in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor (10) von einer Außenseite (21) des Klauenpol-Rotors (10) in Richtung des Mittelpunktes des Klauenpol-Rotors (10) verläuft.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Klauenpolkomponente (13) und die zweite Klauenpolkomponente (14) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Magnet (20) in direktem Kontakt mit der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen den Klauenpolfingern (15, 16) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) eine Erregerspule (22) angeordnet ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) mindestens ein weiterer Magnet (23) angeordnet ist, und der Magnet (20) und der mindestens eine weitere Magnet (23) entlang eines Rings angeordnet sind.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei zwischen dem Magneten (20) und dem mindestens einen weiteren Magneten (23) ein ferromagnetisches Material (24) angeordnet ist.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens eine Magnetschicht (25) zwischen der ersten Joch-Schaft-Komponente (12) und der zweiten Joch-Schaft-Komponente (17) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Magnetschicht (25) in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor (10) an einer anderen radialen Position angeordnet ist als der Magnet (20).
Klauenpol-Rotor (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die Magnetisierungsrichtung des Magneten (20) in einem Querschnitt durch den Klauenpol-Rotor (10) entlang einer radialen Richtung (r) in die entgegengesetzte Richtung im Vergleich zur Magnetisierungsrichtung mindestens einer der mindestens einen Magnetschicht (25) verläuft.
Klauenpol-Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an der ersten Klauenpol-Komponente (13) mindestens ein erster Abstandshalter (32) angebracht ist, welcher sich zumindest stellenweise parallel zum Magneten (20) erstreckt und/oder wobei an der zweiten Klauenpolkomponente (14) mindestens ein zweiter Abstandshalter (33) angebracht ist, welcher sich zumindest stellenweise parallel zum Magneten (20) erstreckt.