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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Reluktanzmaschine, eine Reluktanzmaschine mit einem derartigen Rotor und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Reluktanzmaschine.
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Elektrische Maschinen sind zwar grundsätzlich bereits seit langer Zeit bekannt, werden aber nach wie vor in vielerlei technischen Gebieten und Anwendungen eingesetzt, zum Teil sogar in zunehmendem Maße. Weiterentwicklungen und Verbesserungen, beispielsweise hinsichtlich einer verbesserten Leistung oder Effizienz, reduziertem Material- und/oder Bauraumbedarf, reduzierten Kosten und/oder dergleichen mehr sind daher weiterhin von besonderem Interesse.
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Als ein Ansatz zum Vergrößern eines Drehmoments von Reluktanzmotoren wird in der WO 2016 / 020 077 A1 ein anisotrop weichmagnetisches Komposit-Material mit hoher Anisotropie der Permeabilität zur Unterdrückung von Querfluss vorgeschlagen. Der Komposit weist dort ein magnetisches Material auf, das seinerseits in einem Betrieb Magnetisierungslinien entlang einer Hauptmagnetisierungsrichtung aufweist. Das magnetische Material hat eine relativ große Permeabilitätszahl entlang der Hauptmagnetisierungsrichtung und eine relativ kleine Permeabilitätszahl senkrecht dazu. Der Komposit ist als eine Packung von weichmagnetischen faserartigen Strukturen ausgebildet, deren Längsachsen in der Hauptmagnetisierungsrichtung orientiert sind. Die faserartigen Strukturen sind entlang der Längsachsen elektrisch leitend und in Ebenen senkrecht zu den Längsachsen gegeneinander elektrisch isoliert.
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Ein Problem, das im Betrieb elektrischer Maschinen auftreten kann, sind Streuflüsse, die beispielsweise zu einer reduzierten Effizienz führen können. Um diesem Problem zu begegnen, schlägt die
EP 2 999 088 A1 einen streuungsarmen Polschuh für eine elektrische Maschine vor. Konkret ist dort ein Aktivteil für eine elektrische Maschine beschrieben, das als Stator oder Läufer ausgestaltet ist und zwei Nuten zum Anordnen von elektrischen Spulenwicklungen und zwischen benachbarten Nuten jeweils einen Steg aufweist. An dem Steg ist ein Polschuh zum Führen eines magnetischen Flusses zwischen dem Steg und einem Luftspalt der Maschine angeordnet. Der Polschuh weist dazu ein Material auf, das eine magnetische Anisotropie mit einer leichten Achse und einer schweren Achse der Magnetisierung aufweist. Die leichte Achse ist dabei parallel zu einer Spulenachse der Spulenwicklungen ausgerichtet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte magnetische Durchflutung einer Reluktanzmaschine zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in der Zeichnung offenbart.
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Der erfindungsgemäße Rotor ist für eine elektrische Reluktanzmaschine, insbesondere eine synchrone Reluktanzmaschine, geeignet, also ausgestaltet. Der Rotor weist mehrere Aktivmaterialbereiche, wenigstens eine dazwischenliegende Kavität und je Kavität wenigstens einen Verbindungssteg auf. Der jeweilige Verbindungssteg verbindet dabei die an die jeweilige Kavität angrenzenden Aktivmaterialbereiche miteinander. Die Aktivmaterialbereiche sind hier Rotor- bzw. Materialbereiche, die zum Führen eines magnetischen Flusses zu einem Luftspalt bzw. einer in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Rotors einem Luftspalt zugewandten Oberfläche des Rotors vorgesehen sind. Die Kavitäten sind Ausnehmungen, die in einer senkrecht zur zentralen Drehachse des Rotors stehenden Querschnittsebene betrachtet auf wenigstens zwei Seiten von jeweils einem der Aktivmaterialbereiche eingefasst oder begrenzt sind. Der Rotor ist also nicht vollflächig oder massiv aus dem Aktivmaterial gebildet, wodurch eine gezielte Führung des magnetischen Flusses erreicht werden kann, da die Aktivmaterialbereiche eine höhere magnetische Permeabilität aufweisen als die Kavitäten. Der wenigstens eine Verbindungssteg dient hier dazu, die ansonsten durch die wenigstens eine Kavität voneinander beabstandeten Aktivmaterialbereiche zu halten oder abzustützen, sodass der Rotor trotz der Kavitäten ein zusammenhängendes Bauteil bildet.
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Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Verbindungssteg bzw. dessen Material kaltumgeformt und/oder thermisch modifiziert und weist dadurch eine geringere magnetische Permeabilität auf als die durch den jeweiligen Verbindungssteg verbundenen Aktivmaterialbereiche. Mit anderen Worten hat der Verbindungssteg also für einen gegebenen Querschnitt oder Durchmesser einen höheren magnetischen Widerstand als die Aktivmaterialbereiche bzw. deren Material. Dabei kann der wenigstens eine Verbindungssteg insbesondere einen kleineren Querschnitt oder Durchmesser aufweisen als die durch ihn verbundenen Aktivmaterialbereiche. Mit anderen Worten ist der Verbindungssteg also im Vergleich zu den angrenzenden Aktivmaterialbereichen relativ dünn oder schmal.
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Die Kavitäten im Rotor einer reluktanzbasierten elektrischen Maschine können geometrisch definiert sein, um im Betrieb der elektrischen Maschine ein Reluktanzmoment zu erzeugen. Die dann prinzipbedingt vorgesehenen Verbindungsstege zwischen den verbleibenden Aktivmaterialbereichen können in herkömmlichen Reluktanzmaschinen jedoch zu unerwünschten magnetischen Streuflüssen führen, die nicht zur elektromechanischen Drehmomentwandlung in der Reluktanzmaschine verwendet werden können und einen dafür verwendbaren magnetischen Hauptfluss reduzieren können. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch Kaltumformung und/oder thermisches Modifizieren, also gezieltes Erwärmen oder Erhitzen auf eine vorgegebene Temperatur, Materialeigenschaften beeinflusst werden können, wobei insbesondere die magnetische Permeabilität im Vergleich zu entsprechend unbearbeitetem Material reduziert werden kann. Durch die hier vorgeschlagene Bearbeitung der Verbindungsstege können also magnetische Streuflüsse in den Verbindungsstegen bzw. zwischen den Kavitäten reduziert werden. Dies ermöglicht es, die magnetische Durchflutung in der Reluktanzmaschine gezielt zu lenken, um einen größeren Anteil bestimmungs- oder designgemäß zu führen. Durch die vorliegende Erfindung kann die magnetische Durchflutung in der Reluktanzmaschine also besonders effektiv und effizient für die Drehmomentwandlung ausgenutzt werden.
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Durch die vorliegende Erfindung können entsprechend ausgestaltete, also insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Rotor ausgestattete, Reluktanzmaschinen somit verbessert an jeweilige Anforderungen angepasst werden. Beispielsweise kann bei gegebenem Ressourceneinsatz oder Bauraumbedarf ein höheres nutzbares Drehmoment, eine verbesserte Effizienz und/oder eine verbesserte Akustik erreicht werden. Ebenso kann bei vorgegebenem Zieldrehmoment gegebenenfalls ein geringeres Gewicht, ein geringerer Bauraumbedarf und/oder ein geringerer Kostenaufwand realisiert werden als bei herkömmlichen elektrischen Maschinen gleicher Leistung. Durch die reduzierten Streuflüsse kann ein gegebenes Drehmoment der Reluktanzmaschine im Vergleich zu herkömmlichen Reluktanzmaschinen gegebenenfalls bei reduziertem Betriebs- oder Versorgungsstrom erreicht werden. Die vorliegende Erfindung eröffnet somit in der Praxis auch die Möglichkeit, anstelle bisher verwendeter elektrischer Asynchronmaschinen eine erfindungsgemäß ausgestaltete kostengünstigere Reluktanzmaschine einzusetzen, beispielsweise als Hilfs-Traktionsmaschine für Kraftfahrzeuge. Es sind jedoch ebenso vielfältige andere Anwendungs- oder Einsatzmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung möglich.
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Der wenigstens eine Verbindungssteg kann aus dem gleichen Grund- oder Ausgangsmaterial gefertigt oder gebildet sein wie die Aktivmaterialbereiche. Das Material des wenigstens einen Verbindungssteges und das Material der Aktivmaterialbereiche unterscheiden sich dann hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften, insbesondere der magnetischen Permeabilität sowie gegebenenfalls hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, aber nicht durch eine Materialzusammensetzung. Beispielsweise können sich das Material des Verbindungssteges und das Material der Aktivmaterialbereiche durch ihre Struktur, die durch das Kaltumformen und/oder thermische Modifizieren verändert ist, unterscheiden. So kann durch diese Bearbeitungsmethoden beispielsweise eine Raumgitterstruktur, eine Größe und/oder Ausrichtbarkeit der Weiss-Bezirke und/oder dergleichen mehr verändert werden bzw. verändert sein.
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Der erfindungsgemäße Rotor kann wenigstens ein Elektroblech, insbesondere einen Stapel von Elektroblechen, umfassen. Ein individuelles Elektroblech kann dann jeweils wenigstens zwei Aktivmaterialbereiche, wenigstens eine in einer Haupterstreckungsebene des Elektrobleches bzw. in Radialrichtung betrachtet zwischen den Aktivmaterialbereichen liegende Kavität und wenigstens einen Verbindungssteg aufweisen, der sich dann also innerhalb der Haupterstreckungsebene des jeweiligen Elektrobleches längserstrecken kann.
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Der Verbindungssteg kann - unabhängig von der sonstigen Ausgestaltung des Rotors - in der Querschnittsebene des Rotors in tangentialer Richtung, in Umfangsrichtung, in radialer Richtung oder in einem sonstigen Winkel zur Radialrichtung verlaufen, also längserstreckt sein. Ebenso kann der Rotor für eine Kavität oder für verschiedene Kavitäten mehrere gleich oder unterschiedlich orientierte oder ausgerichtete Verbindungsstege aufweisen. Durch diese verschiedenen Ausrichtungs- und Anordnungsmöglichkeiten ergibt sich eine günstige Flexibilität hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Rotors, beispielsweise zum Optimieren bezüglich unterschiedlicher Eigenschaften oder Anforderungen. Diese Flexibilität oder Gestaltungsfreiheit wird durch die vorliegende Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Reluktanzmaschinen vergrößert, da die Verbindungsstege hier einen geringeren Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften, insbesondere die Führung des magnetischen Flusses bzw. magnetischen Streuflüsse haben als bei herkömmlichen Reluktanzmaschinen und dadurch ohne Effizienzverluste flexibler positioniert werden können.
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Wie bereits angedeutet können durch das Bearbeiten der Verbindungsstege bzw. des Materials der Verbindungsstege, insbesondere durch das Kaltumformen und/oder thermische Modifizieren, auch deren mechanische Eigenschaften verändert oder eingestellt werden. Dementsprechend ist es in einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens eine Verbindungssteg derart anders als die Aktivmaterialbereiche bzw. deren Material bearbeitet ist, dass der wenigstens eine Verbindungssteg bzw. dessen Material eine höhere Streckgrenze aufweist als das Material der durch ihn verbundenen Aktivmaterialbereiche. Dies ermöglicht eine größere mechanische Stabilität oder Festigkeit der Verbindungsstege und somit des Rotors insgesamt. Damit können bei gleichem Materialeinsatz und Bauraumbedarf gegebenenfalls höhere Drehzahlen des Rotors bzw. der Reluktanzmaschine realisiert werden als bei herkömmlichen Motoren oder Reluktanzmaschinen. Zusätzlich oder alternativ kann bei gleicher oder gegebener Belastbarkeit der Verbindungsstege deren Querschnitt oder Dicke reduziert werden. Dies kann den magnetischen Widerstand der Verbindungsstege weiter vergrößern bzw. durch die Verbindungsstege transportierte oder erzeugte magnetische Streuflüsse weiter reduzieren.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der wenigstens eine Verbindungssteg entlang seiner Längserstreckung von einem der Aktivmaterialbereiche zu einem anderen der Aktivmaterialbereiche eine inhomogene Querschnittsfläche auf. Mit anderen Worten weist der wenigstens eine Verbindungssteg also zwischen den durch ihn verbundenen Aktivmaterialbereichen wenigstens eine Engstelle und wenigstens einen Abschnitt mit im Vergleich dazu größeren Querschnitt oder Durchmesser auf. Der im Bereich der Engstelle weiterer reduzierte Querschnitt oder Durchmesser des Verbindungsstege kann wie an anderer Stelle bereits angedeutet zu einer besonders effektiven Reduzierung oder Unterdrückung der unerwünschten magnetischen Streuflüsse führen, da hierfür primär der Minimaldurchmesser und nicht die Gesamtmaterialmenge des Verbindungssteges ausschlaggebend ist. Gleichzeitig kann die inhomogene Formgebung gegebenenfalls eine einfachere Fertigung und/oder eine größere mechanische Stabilität oder Festigkeit ermöglichen. Außerdem kann so beispielsweise ein besonders gleichmäßiger oder stetiger Übergang zwischen dem Verbindungssteg und dem jeweils angrenzenden Aktivmaterialbereich realisiert werden, um beispielsweise punktuelle Belastungen oder Extrema beispielsweise sich ausbildender magnetischer Felder oder Flussverteilungen zu vermeiden oder zu reduzieren. Die Engstelle, also der Bereich des geringsten Durchmessers oder Querschnitts des Verbindungsstegs kann dabei mittig zwischen den beiden durch den jeweiligen Verbindungssteg verbundenen Aktivmaterialbereichen angeordnet sein.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet der wenigstens eine Verbindungssteg einen Abschnitt einer bestimmungsgemäß einem Luftspalt der Reluktanzmaschine zugewandten Oberfläche des Rotors. Mit anderen Worten ist der wenigstens eine Verbindungssteg also in Radialrichtung an einem Rand des Rotors angeordnet oder bildet abschnittsweise diesen Rand. Die durch den Verbindungssteg verbundenen Aktivmaterialbereiche können weitere bzw. angrenzende Abschnitte dieser Oberfläche oder dieses Randes bilden. Durch die hier vorgeschlagene Anordnung des Verbindungsstege können im Betrieb der Reluktanzmaschine, also bei einer Rotation des Rotors Turbulenzen bzw. eine Reibung von Luft oder einem anderen Medium in dem Luftspalt, also an der entsprechenden Oberfläche des Rotors reduziert werden. Dies kann zu einer weiter verbesserten Effizienz der Reluktanzmaschine beitragen. Zudem kann die durch den jeweiligen Verbindungssteg durchgegriffene oder bereichsweise begrenzte Kavität durch den wie hier vorgeschlagen angeordneten Verbindungssteg abgedeckt oder abgedichtet werden bzw. sein. Somit kann durch den Verbindungssteg verhindert werden, dass ein umgebendes Medium, wie beispielsweise ein Kühl- oder Schmiermittel, in die jeweilige Kavität fließt oder gelangt, ohne dass dafür ein zusätzliches Bauteil zum Verschließen oder Abdichten der Kavität notwendig wäre. Auch dies kann letztlich einer verbesserten Effizienz und/oder einem reduzierten Materialaufwand, Betriebsaufwand und/oder Kostenaufwand für die Reluktanzmaschine zugutekommen.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der wenigstens eine Verbindungssteg in Radialrichtung des Rotors von einer bestimmungsgemäß einem Luftspalt der Reluktanzmaschine zugewandten Oberfläche des Rotors zurückversetzt. Mit anderen Worten ist der Verbindungssteg dann also in Radialrichtung betrachtet innerhalb des Rotors, also nicht an einem Außenrand des Rotors angeordnet. Durch die hier vorgeschlagene Anordnung des Verbindungssteges kann das magnetische Durchflutungsverhalten im Luftspalt gegebenenfalls weiter verbessert werden, da von dem Verbindungssteg ausgehende Streuflüsse oder Streufelder weiter von dem Luftspalt entfernt entstehen und somit die dortige Fluss- oder Feldverteilung weniger stark beeinflussen. Zudem kann durch die hier vorgeschlagene zurückversetzte Anordnung des Verbindungssteges ein Trägheitsmoment des Rotors gezielt eingestellt, also an jeweilige Anforderungen angepasst werden. Insbesondere kann wenigstens ein Verbindungssteg in Radialrichtung des Rotors längserstreckt verlaufen, also angeordnet sein.
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Der Rotor kann je Kavität mehrere Verbindungsstege aufweisen, von denen beispielsweise wenigstens einer an der dem Luftspalt zugewandten Oberfläche des Rotors angeordnet sein bzw. einen Teil dieser Oberfläche bilden kann und wenigstens ein weiterer in der Radialrichtung von dieser Oberfläche zurückversetzt angeordnet sein kann. Auf diese Weise können die genannten Vorteile miteinander kombiniert sowie eine weiter verbesserte Stabilität oder Festigkeit des Rotors erreicht werden, da beispielsweise die Aktivmaterialbereiche besser oder stabiler gegeneinander abgestützt oder gehalten werden können.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Rotors. In dem Verfahren werden aus einem ersten Teil eines Aktivmaterials wenigstens zwei Aktivmaterialbereiche gebildet oder geformt. Weiter wird wenigstens eine zwischen den Aktivmaterialbereichen angeordnete Kavität gebildet oder geformt. Ein zweiter Teil des Aktivmaterials wird kaltumgeformt und/oder thermisch modifiziert, um seine magnetische Permeabilität zu reduzieren sowie gegebenenfalls auch seine Streckgrenze zu erhöhen. Aus dem zweiten Teil des Aktivmaterials wird wenigstens einen Verbindungssteg, der wenigstens zwei der Aktivmaterialbereiche miteinander verbindet, mit im Vergleich zu den Aktivmaterialbereichen reduzierter magnetischer Permeabilität gebildet. Diese Verfahrensschritte können in der genannten Reihenfolge oder in einer abweichenden Reihenfolge ausgeführt werden.
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In einer möglichen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst aus dem ersten und dem zweiten Teil des Aktivmaterials wenigstens ein Vollelektroblech geformt. Ein solches Vollelektroblech ist im vorliegenden Sinne ein Blechstück, das zumindest im Wesentlichen homogen und frei von Kavitäten oder Ausnehmungen sein kann. Das Vollelektroblech wird dann selektiv, also bereichsweise in denjenigen Bereichen, insbesondere nur in denjenigen Bereichen, die letztlich den wenigstens einen Verbindungssteg bilden oder bilden werden, zum Reduzieren der dortigen magnetischen Permeabilität kaltumgeformt und/oder thermisch modifiziert. Die übrigen Bereiche, die also letztlich die durch den wenigstens einen Verbindungssteg verbundenen Aktivmaterialbereiche bilden oder bilden werden, werden hingegen nicht in dieser Weise oder zumindest weniger intensiv bearbeitet. Nach dem Kaltumformen und/oder thermischen Modifizieren der zu dem wenigstens einen Verbindungssteg korrespondierenden Bereiche wird durch bereichsweises Entfernen von Material aus dem Vollelektroblech bzw. einem daraus durch das bereichsweise Bearbeiten erzeugten Zwischenprodukt die wenigstens eine Kavität erzeugt. Beispielsweise kann die wenigstens eine Kavität ausgestanzt, ausgefräst, ausgeschnitten oder auf sonstige Weise erzeugt werden. Durch die hier vorgeschlagene Reihenfolge der Fertigungsschritte kann eine Gefahr dafür reduziert werden, dass die Verbindungsstege während des Kaltumformens und/oder thermischen Modifizierens von den angrenzenden Aktivmaterialbereichen abreißen oder zerstört werden, da vor dem Erzeugen der Kavitäten eine größere mechanische Stabilität oder Festigkeit des Bleches gegeben sein kann als danach.
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In einer alternativen möglichen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Teil des Aktivmaterials zunächst separat von dem ersten Teil des Aktivmaterials zum Reduzieren der magnetischen Permeabilität kaltumgeformt und/oder thermisch modifiziert. Der so bearbeitete zweite Teil des Aktivmaterials wird dann zu dem wenigstens einen Verbindungssteg geformt. Danach wird der so geformte wenigstens eine Verbindungssteg mit den aus dem ersten Teil des Aktivmaterials geformten Aktivmaterialbereichen verbunden. Beispielsweise kann der Verbindungssteg mit den Aktivmaterialbereichen verschweißt oder verklebt oder auf sonstige Weise verbunden werden. Durch die hier vorgeschlagene Reihenfolge der Fertigungsschritte können die Verbindungsstege bzw. deren Material besonders intensiv und vollständig bearbeitet werden, ohne dass die Gefahr besteht, den Verbindungssteg von einem angrenzenden Aktivmaterialbereich abzureißen oder zu zerstören oder bei dem Kaltumformen und/oder thermischen Modifizieren auch Material der Aktivmaterialbereiche zumindest teilweise ungewollt zu bearbeiten, also in seinen Eigenschaften zu verändern. Der Rotor kann hier also aus einzelnen Stücken zusammengesetzt werden. Dies kann eine besonders einfache Realisierung komplexer Formgebungen ermöglichen und gegebenenfalls einen Material- oder Fertigungsaufwand reduzieren, da das Erzeugen der Kavitäten durch Entfernen von bereits geformtem Material entfallen kann.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Reluktanzmaschine die einen erfindungsgemäßen bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Rotor sowie einen davon durch einen Luftspalt beabstandeten Stator aufweist. Die erfindungsgemäße Reluktanzmaschine kann insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Reluktanzmaschine sein und dementsprechend einige oder alle der dort genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße elektrische Reluktanzmaschine aufweist.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht einer Reluktanzmaschine mit partiell modifizierten Elektroblechen.
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1 zeigt eine ausschnittweise schematische Querschnittdarstellung einer elektrischen Reluktanzmaschine 10. Die Reluktanzmaschine 10 umfasst einen Stator 12 mit einer Statorwicklung 14 sowie einen Rotor 16. Der Stator 12 und der Rotor 16 sind durch einen Luftspalt 18 voneinander beabstandet. Der Rotor 16 ist relativ zu dem Stator 12 um eine zentrale Drehachse 20 drehbar gelagert.
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Der Rotor 16 umfasst zum Führen eines magnetischen Flusses ein Aktivmaterial, das hier zu mehreren Aktivmaterialbereichen 22 geformt ist. Diese Aktivmaterialbereiche 22 sind durch Kavitäten 24 voneinander beabstandet. Um den Zusammenhalt des Rotors 16 bzw. der Aktivmaterialbereiche 22 sicherzustellen, sind jeweilige Verbindungsstege 26 vorgesehen, die jeweils zwei benachbarte Aktivmaterialbereiche 22 miteinander verbinden.
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Der Stator 12 kann aus einer Vielzahl von derart ausgestalteten Elektroblechen gebildet sein, die hier in axialer Richtung entlang der zentralen Drehachse 20, also senkrecht zur Zeichenebene gestapelt sein können.
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Die Verbindungsstege 26 können aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie die Aktivmaterialbereiche 22 gebildet sein. Dabei sind die Verbindungsstege 26 bzw. deren Material jedoch anderweitig bearbeitet. Insbesondere sind die Verbindungsstege 26 bzw. deren Material kaltumgeformt und/oder thermisch modifiziert und weisen dadurch im Vergleich zu den Aktivmaterialbereichen 22 bzw. deren Material eine geringere magnetische Permeabilität sowie gegebenenfalls eine höhere Streckgrenze, also eine höhere mechanische Stabilität, Festigkeit oder beschädigungsfreie Belastbarkeit auf. Durch diese Ausgestaltung der Verbindungsstege 26 können magnetische Rotorstreuflüsse zwischen den Kavitäten 24 im Vergleich zur Verwendung von Verbindungen aus unbearbeitetem Aktivmaterial reduziert werden.
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Der Rotor 16 bzw. die Elektrobleche des Rotors 16 sind hier also partiell, nämlich gerade in den Bereichen der Verbindungsstege 26, hinsichtlich wenigstens einer vorgegebenen Materialeigenschaften, nämlich zumindest hinsichtlich der magnetischen Permeabilität, modifiziert und partiell, nämlich in den Aktivmaterialbereichen 22, unmodifiziert oder zumindest weniger intensiv bearbeitet.
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Insgesamt kann somit eine verbesserte Ausbeute der magnetischen Durchblutung im Luftspalt 18 im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Maschinen erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reluktanzmaschine
- 12
- Stator
- 14
- Statorwicklung
- 16
- Rotor
- 18
- Luftspalt
- 20
- zentrale Drehachse
- 22
- Aktivmaterialbereiche
- 24
- Kavitäten
- 26
- Verbindungsstege
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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