DE102021115642A1 - Mehrteiliger Rotor für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Mehrteiliger Rotor für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine elektrische Maschine eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs,- mit einer magnetfelderzeugenden Komponente (3) zum Ausbilden eines Rotormagnetfelds und- einem Rotorkern (2) zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponente (3) aufweisend ein ringförmiges Rotorjoch (4) und zumindest zwei an dem Rotorjoch (4) angeordnete Rotorpole (5), welche mehrteilig ausgebildet sind und dazu jeweils einen, einteilig mit dem Rotorjoch (4) ausgebildeten Rotorzahn (6) und einen dazu separaten Polschuh (7) zum Anordnen der magnetfelderzeugenden Komponente (3) an dem zugehörigen Rotorzahn (6) aufweisen, wobei die Polschuhe (7) radial an den jeweiligen Rotorzahn (6) angepresst sind und der Rotor (1) dazu Hilfsfügeteile (14) aufweist, welche dazu ausgelegt sind, jeweils zumindest einen Polschuh (7) an dem zugehörigen Rotorzahn (6) mittels Kraftschluss zu fixieren, welche zumindest teilweise in jeweiligen Pollücken (11) zwischen zwei Rotorpolen (5) angeordnet sind und welche mittels jeweils zumindest eines Verbindungselementes (15) an dem Rotorjoch (4) befestigt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. Der Rotor weist eine magnetfelderzeugende Komponente zum Ausbilden eines Rotormagnetfelds und einen Rotorkern zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponente auf. Der Rotorkern umfasst ein ringförmiges Rotorjoch und zumindest zwei an dem Rotorjoch angeordnete Rotorpole, welche mehrteilig ausgebildet sind und dazu jeweils einen, einteilig mit dem Rotorjoch ausgebildeten Rotorzahn und einen dazu separaten Polschuh zum Anordnen der magnetfelderzeugenden Komponente an dem zugehörigen Rotorzahn aufweisen. Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Vorliegend richtet sich das Interesse auf elektrische Maschinen für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Die elektrischen Maschinen weisen einen ortsfesten Stator mit bestrombaren Statorwicklungen sowie einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor mit einer magnetfelderzeugenden Komponente auf. Im Falle einer fremderregten bzw. stromerregten elektrischen Maschine weist die magnetfelderzeugende Komponente bestrombare Rotorwicklungen bzw. Rotorspulen auf. Der Rotor weist einen Rotorkern auf, welcher die Rotorwicklungen trägt. Der Rotorkern ist üblicherweise ein einstückiger Eisenkern bestehend aus einem ringförmigen Rotorjoch und mehreren Rotorpolen, welche entlang eines Rotorumfangs an dem Rotorjoch angeordnet sind. Die Rotorpole bestehen üblicherweise aus einem radial von dem Rotorjoch abstehenden Rotorzahn bzw. Rotorschaft sowie einem kreissegmentförmigen, tangential an dem Rotorzahn überstehenden Polschuh. Die Polschuhe bilden dabei einen im Wesentlichen zylinderförmigen Rotorumfang des Rotorkerns. Zwischen den Rotorzähnen sind Pollücken gebildet, in welche die Rotorwicklungen eingebracht werden.
  • Um die Rotorwicklungen in die Pollücken einzubringen, sind die Polschuhe zweier benachbarter Rotorpole beabstandet zueinander angeordnet, sodass sie an dem Rotorumfang eine Zugangsöffnung in die Pollücken freigeben. Zum Anordnen der Rotorwicklungen an den Rotorzähnen wird mit einem Werkzeug ein drahtförmiger Wicklungsleiter über die Zugangsöffnungen in die Pollücken eingebracht. Dann werden die Rotorzähne mit dem Wicklungsdraht umwickelt, wobei ein hoher Füllfaktor erreicht werden soll. Durch die tangential abstehenden Polschuhe sind die Zugangsöffnungen in die Pollücken kleiner als ein Pollückendurchmesser, sodass die Pollücken nur sehr schwierig mit dem Wicklungsdraht aufgefüllt werden können. Dadurch ergeben sich oftmals eine nicht optimale Wicklungsqualität und damit ein nicht optimaler Füllfaktor.
  • Dazu offenbart die DE 10 2018 213 567 A1 einen Rotor für eine fremderregte Innenläufer-Synchronmaschine, bei welchem die Rotorpole mehrteilig ausgebildet sind. Die Rotorpole weisen jeweils einen Rotorzahn und zwei separate Polschuhelemente auf, wobei die Rotorzähne einteilig mit dem Rotorjoch ausgebildet sind und die Polschuhelemente mit den Rotorzähnen nach Anordnen der Rotorwicklungen an den Rotorzähnen mechanisch verbindbar sind. Zwei Polschuhelemente sind an zwei in tangentialer Richtung gegenüberliegenden Seiten des Rotorzahns angeordnet und mit dem Rotorzahn, beispielsweise über eine schwalbenschwanzartige Verbindung, formschlüssig verbunden. Ein solcher Rotor ist aufwändig in der Herstellung.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach zu fertigenden Rotor mit einem mehrteiligen Rotorkern für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotor, eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßer Rotor für eine elektrische Maschine eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs weist eine magnetfelderzeugende Komponente zum Ausbilden eines Rotormagnetfelds und einen Rotorkern zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponente auf. Der Rotorkern umfasst ein ringförmiges Rotorjoch und zumindest zwei an dem Rotorjoch angeordnete Rotorpole, welche mehrteilig ausgebildet sind und dazu jeweils einen, einteilig mit dem Rotorjoch ausgebildeten Rotorzahn und einen dazu separaten Polschuh zum Anordnen der magnetfelderzeugenden Komponente an dem zugehörigen Rotorzahn aufweisen. Die Polschuhe sind radial an den jeweiligen Rotorzahn angepresst und der Rotor weist dazu Hilfsfügeteile auf, welche zumindest teilweise in jeweiligen Pollücken zwischen zwei Rotorpolen angeordnet sind und mittels jeweils zumindest eines Verbindungselementes an dem Rotorjoch befestigt sind. Außerdem sind die Hilfsfügeteile dazu ausgelegt, jeweils zumindest einen Polschuh an dem zugehörigen Rotorzahn mittels Kraftschluss zu fixieren.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine kann beispielsweise eine Synchronmaschine sein und weist einen Stator sowie den bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor auf. Die elektrische Maschine kann eine Innenläufer- oder eine Außenläufer-Maschine sein. Im Falle einer Innenläufer-Maschine ist der Rotor innerhalb des zylinderförmigen Stators angeordnet und dazu ausgelegt, um eine Rotationsachse innerhalb des Stators zu rotieren. Der Rotor weist den Rotorkern sowie die magnetfelderzeugende Komponente auf. Die magnetfelderzeugende Komponente kann beispielsweise Rotorspulen aufweisen. Der Rotorkern kann mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung mechanisch verbunden sein. Der Rotorkern ist vorzugsweise in Vollmaterialbauweise, beispielsweise aus Eisen, gebildet. In axialer Richtung entlang der Rotationsachse besteht der Rotorkern insbesondere also aus einem Vollmaterial, nicht aus axial gestapelten Blechlamellen. Der Rotorkern ist mehrteilig ausgebildet, wobei hier die Rotorpole mehrteilig ausgebildet sind. Die Rotorpole weisen jeweils den Rotorzahn bzw. Rotorschaft sowie den dazu separaten Polschuh auf. Die Rotorzähnen und die Polschuhe werden bei der Herstellung des Rotors mechanisch verbunden.
  • Die Rotorzähne der Rotorpole sind monolithisch mit dem ringförmigen, beispielsweise kreisringförmigen, Rotorjoch ausgebildet. Die Rotorzähne sind entlang des Rotorumfangs unter Ausbildung der Pollücken bzw. Rotornuten beabstandet zueinander angeordnet und stehen beispielsweise radial nach außen hin ab. Das Rotorjoch und die Rotorzähne bilden somit einen außenverzahnten Zahnradring, wobei die Rotorzähne insbesondere einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Das Rotorjoch und die Rotorzähne sind polschuhlos ausgebildet. Durch das Fehlen der Polschuhe sind die Pollücken vollständig offen. Aufgrund der offenen Pollücken kann auf die Rotorzähne beispielsweise eine vorgewickelte Rotorspule bzw. eine vorkonfektionierte Rotorwicklung der magnetfelderzeugenden Komponente besonders einfach aufgeschoben bzw. aufgesteckt werden.
  • Nach Anordnen der magnetfelderzeugenden Komponente an den Rotorzähnen werden die Polschuhe an den Rotorzähnen befestigt. Die Polschuhe sind unter anderem dazu ausgelegt, zu verhindern, dass sich die magnetfelderzeugende Komponente während der Drehung des Rotors aufgrund der radial nach außen wirkenden Fliehkraft von den Rotorpolen lösen. Die Polschuhe sind dabei kappenartig ausgebildet und werden an die Rotorzähne angelegt. Vorzugsweise weisen die Polschuhe einen kreissegmentförmigen Querschnitt, welcher durch eine Kreissehne und einen Kreisbogen begrenzt ist, auf. Den Kreissehnen zugeordnete Seiten bzw. Außenflächen der Polschuhe sind an Seiten bzw. Außenflächen der Rotorzähne angeordnet, welche dem Rotorjoch radial gegenüberliegen. Den Kreisbögen zugeordnete Seiten der Polschuhe bilden einen Umfang, insbesondere Außenumfang des Rotors, aus. Dieser Außenumfang ist im zusammengefügten Zustand des Rotors und des Stators einem Luftspalt zwischen Rotor und Stator zugewandt. Die Polschuhe stehen dabei bereichsweise seitlich am Rotorzahn über, sodass die Rotorpole im Wesentlichen pilzförmig ausgebildet sind. Diese seitlich überstehenden Polschuhbereiche liegen sich in Umfangsrichtung gegenüber.
  • Dabei wird insbesondere keine formschlüssige Verbindung zwischen korrespondierenden Fügepartnern der Polschuhe und der Rotorzähne in radialer und tangentialer Richtung gebildet, wie es beispielsweise bei einer schwalbenschwanzartigen Verbindung der Fall ist. Vielmehr ist die mechanische Verbindung zwischen einem Polschuh und dem zugehörigen Rotorzahn, insbesondere ausschließlich, kraftschlüssig, indem der Polschuh mittels einer radial in Richtung des Rotorjochs gerichteten Normalkraft an den Rotorzahn angepresst wird. Zum Anpressen bzw. Andrücken der Polschuhe an die Rotorzähne sind die Hilfsfügeteile vorgesehen, welche zumindest teilweise in den Pollücken angeordnet sind. Die Hilfsfügeteile üben dabei die Normalkraft auf die Polschuhe aus und sind mittels jeweils zumindest eines Verbindungselementes an dem Rotorjoch befestigt. Die Verbindungselemente sind insbesondere Schrauben, Nieten oder Bolzen.
  • Durch das mehrteilige Ausbilden des Rotorkerns kann dieser während der Herstellung des Rotors besonders einfach mit der magnetfelderzeugenden Komponente bestückt werden. Dadurch, dass die Polschuhe nur an die Rotorzähne angelegt werden und mittels der Hilfsfügeteile an den Rotorzähnen befestigt werden, ist die Herstellung des Rotors besonders einfach ausgebildet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Rotor pro Pollücke mehrere, über eine axiale Länge des Rotors verteilt angeordnete Hilfsfügeteile auf. Die Pollücken sind also über die axiale Rotorlänge nicht komplett durch die Hilfsfügeteile verschlossen. Die Hilfsfügeteile einer Pollücke können aber untereinander mechanisch verbunden sein, beispielsweise über eine Schiene, sodass eine Montage der Hilfsfügeteile am Rotorkern erleichtert wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass jeder Polschuh mit zumindest einem Hilfsfügeteil formschlüssig verbunden ist. Beispielsweise kann jeder Polschuh einen Aufnahmebereich, beispielsweise eine Nut aufweisen, in welche das zugehörige Hilfsfügeteil eingreifen kann. Durch diese formschlüssige Verbindung kann die Montage des Rotors erleichtert und die Stabilität des Rotors erhöht werden.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn jeder Polschuh mittels zumindest zwei, in den zwei angrenzenden Pollücken angeordneten Hilfsfügeteilen kraftschlüssig mit dem zugehörigen Rotorzahn verbunden ist, wobei jedes Hilfsfügeteil die Polschuhe zweier benachbarter Rotorpole mit dem jeweiligen Rotorzahn kraftschlüssig verbindet. Jedes Hilfsfügeteil presst also zwei benachbarte Polschuhe an den jeweiligen Rotorzahn an und wirkt insbesondere auf den an die Pollücke angrenzenden, an dem Rotorzahn seitlich überstehenden Bereich des jeweiligen Polschuhs. Um jeden Polschuh sicher fixieren zu können, wird jeder Polschuh von zumindest zwei Hilfsfügeteilen angepresst, welche auf die lateral einander gegenüberliegenden, an dem Rotorzahn überstehenden Bereiche des Polschuhs wirken.
  • Vorzugsweise sind die Hilfsfügeteile V-Klammer-artig ausgebildet und weisen jeweils zwei, über einen Scheitelbereich verbundene Schenkel auf, wobei Schenkelenden der Schenkel an zwei benachbarten Polschuhen angeordnet sind. Der Scheitelbereich ist an dem Rotorjoch angeordnet und weist zumindest eine Durchgangsöffnung für zumindest ein Verbindungselement auf. Die Schenkel erstrecken sich dabei in der Pollücke ausgehend von dem Rotorjoch in Richtung der Polschuhe und wirken dabei insbesondere auf die am Rotorzahn seitlich überstehenden Polschuhbereiche der Polschuhe. Der Scheitelbereich kann beispielsweise an das Rotorjoch angelegt sein. Das ringförmige Rotorjoch kann dazu ebene, ungebogene Bereiche aufweisen, anliegend an welchen die Scheitelbereiche angeordnet sind.
  • Besonders bevorzugt weisen die Polschuhe an zwei lateral gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Falz auf und die Schenkelenden sind als lateral abgewinkelte Schenkelabschnitte ausgebildet, welche mit dem jeweiligen Falz ineinander greifen. Beispielsweise kann jeweils ein Falz in der dem Kreisbogen zugeordneten Seite des überstehenden Polschuhbereiches ausgebildet sein. In diesen Falz kann das jeweilige Schenkelende eingreifen. Durch den Falz und den Schenkelabschnitt kann zumindest entlang der Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Polschuh und dem Hilfsfügeteil hergestellt werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist die magnetfelderzeugende Komponente eine Rotorwicklung mit vorgewickelten Wicklungsleitern auf, welche auf die Rotorzähne aufgeschoben sind. Die elektrische Maschine ist somit als eine fremderregte Maschine, beispielsweise eine stromerregte Synchronmaschine (SSM), ausgebildet und weist die bestrombare Rotorwicklung zur Erzeugung des Rotormagnetfeldes auf. Die Wicklungsleiter sind dabei vorgewickelt und können bei der Herstellung der Rotor einfach auf die freiliegenden, polschuhlosen Rotorzähne geschoben werden. Insbesondere sind die Wicklungsleiter der Rotorwicklungen bandförmig ausgebildet. Bei einer solchen bandförmigen Wicklung bzw. Bandspule können die Wicklungsleiter als Alu- oder Kupferbänder ausgebildet sein, welche in eine Isolationsfolie eingebettet sind. Solche Bänder können auf einfache Weise gewickelt werden und stellen einen hohen Füllfaktor bereit.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die magnetfelderzeugende Komponente Permanentmagnete auf, welche an den Rotorzähnen angeordnet sind. Im Falle, dass die magnetfelderzeugende Komponente Permanentmagnete und Rotorwicklungen aufweist, ist die elektrische Maschine als eine hybriderregte Maschine ausgebildet. Eine solche elektrische Maschine kombiniert beispielsweise die Vorteile der SSM und der PSM (permanenterregte Synchronmaschine), da das Rotormagnetfeld durch eine Kombination von Elektromagneten und permanenten Magneten erzeugt wird. So können die Effizienz in bestimmten Lastbereichen und das maximale Dauer-Drehmoment der elektrischen Maschine erhöht werden. Insbesondere weisen die Rotorzähne an einer den Polschuhen zugewandten Seite jeweils zumindest eine Vertiefung auf, in welcher jeweils zumindest ein Permanentmagnet angeordnet ist und welche durch den jeweiligen Polschuh unter Ausbildung eines jeweiligen Aufnahmeraumes für den Permanentmagneten verschlossen ist. Zum Herstellen des Rotors werden also die Permanentmagnete in den Vertiefungen platziert, welche durch das Nichtvorhandensein der Polschuhe freiliegen. Gegebenenfalls werden außerdem die vorgewickelten Rotorspulen auf die Rotorzähne geschoben. Dann werden die Polschuhe an die Rotorzähne angelegt und mit diesen kraftschlüssig verbunden. Dadurch werden die Vertiefungen und die Pollücken verschlossen, sodass sich die Permanentmagnete und ggf. die Rotorspulen nicht mehr von den Rotorzähnen lösen können.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße elektrische Maschine. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet und weist die elektrische Maschine als Antriebsmaschine auf.
  • Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Rotor vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße elektrische Maschine sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. 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.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1a bis 1c eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotors während einer Herstellung des Rotors; und
    • 2a bis 2c eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotors während einer Herstellung des Rotors.
  • In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1c und 2c zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen eines Ausschnitts eines Rotors 1 für eine hier nicht gezeigte elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs. Die 1a, 1b und 2a, 2b zeigen Fertigungsschritte des zugehörigen Rotors 1. Die elektrische Maschine ist insbesondere eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs und als eine Synchronmaschine ausgebildet. Der Rotor 1 weist einen Rotorkern 2 auf, welcher zum Halten einer magnetfelderzeugenden Komponente 3 sowie zum Leiten eines von der magnetfelderzeugenden Komponente 3 erzeugten Rotormagnetfeldes ausgebildet ist. Der Rotorkern 2 ist beispielsweise aus massivem Stahl ausgebildet und weist ein Rotorjoch 4 sowie mehrere, zweiteilig ausgebildete Rotorpole 5 auf. Jeder Rotorpol 5 weist einen Rotorzahn 6 auf, welcher einstückig mit dem Rotorjoch 4 ausgebildet ist.
  • Außerdem weist jeder Rotorpol 5 einen Polschuh 7 auf, welcher separat zu dem jeweiligen Rotorzahn 6 ausgebildet ist, mit dem jeweiligen Rotorzahn 6 mechanisch verbunden werden kann und zerstörungsfrei wieder von dem jeweiligen Rotorzahn 6 gelöst werden kann. Die Rotorzähne 6 weisen hier einen rechteckförmigen Querschnitt auf und weisen zwei parallele, sich lateral gegenüberliegende Seitenflanken 8a sowie eine dem Polschuh 7 zugewandte Außenseite 8b auf. Die Polschuhe 7 weisen einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf und weisen somit eine, durch eine Kreissehne begrenzte erste Seite 9a und eine, durch einen Kreisbogen begrenzte zweite Seite 9b auf.
  • Dadurch, dass die Polschuhe 7 zerstörungsfrei von den Rotorzähnen 6 lösbar sind, kann der Rotor 1 auf einfache Weise, wie in 1a, 1 b und 2a, 2b gezeigt, gefertigt werden. Zunächst sind, wie in 1a und 2a gezeigt, die Polschuhe 7 von den Rotorzähnen 6 gelöst. So kann die magnetfelderzeugende Komponente 3 auf einfache Weise an den Rotorzähnen 6 angeordnet werden. Die magnetfelderzeugende Komponente 3 weist eine Rotorwicklung 10 auf, welche vorgewickelte Wicklungsleiter aufweist. Diese vorgewickelten Wicklungsleiter können auf die Rotorzähne 6 aufgeschoben werden und somit in den, zu den Rotorpolen 5 benachbarten Pollücken 11 angeordnet werden. Die magnetfelderzeugende Komponente 3 des Rotors 1 Gemäß 1c weist nur Rotorwicklungen 10 auf, sodass die den Rotor 1 umfassende elektrische Maschine als eine fremderregte bzw. stromerregte elektrische Maschine ausgebildet ist. Die magnetfelderzeugende Komponente 3 des Rotors 1 Gemäß 2c weist außerdem Permanentmagnete 12 auf, sodass die den Rotor 1 umfassende elektrische Maschine als eine hybriderregte elektrische Maschine ausgebildet ist. Zum Anordnen der Permanentmagnete 12 an den Rotorzähnen 6 weisen die Außenseiten 8b der Rotorzähne 6 jeweils eine Vertiefung 13 auf, in welche ein jeweiliger Permanentmagnet 12 passgenau eingefügt werden kann.
  • Nach Anordnen der magnetfelderzeugenden Komponente 3 an den Rotorzähnen 6 werden die Polschuhe 7 an die Rotorzähne 6 angelegt. Gemäß 1b, 1c liegt der Polschuh 7 dabei mit der ersten Seite 9a vollflächig an der Außenseite 8b des Rotorzahnes 6 an. Gemäß 2b, 2c liegt der Polschuh 7 mit der ersten Seite 9a an der Außenseite 8b des Rotorzahnes 6 sowie dem Permanentmagneten 12 an und verschließt dabei die Vertiefung 13, sodass der Permanentmagnet 12 von dem Polschuh 7 und dem Rotorzahn 6 umgeben bzw. umschlossen ist und in den Rotorkern 2 eingebettet bzw. vergraben ist.
  • Um die Polschuhe 7 nun an den Rotorzähnen 6 zu fixieren, werden Hilfsfügeteile 14 verwendet. Hier wird in jede Pollücke 11, wie in 1 b und 2b gezeigt, zumindest ein Hilfsfügeteil 14 eingeführt, welches mit weiteren Hilfsfügeteilgen 14 dazu ausgelegt ist, die Polschuhe 7 der zwei angrenzenden Rotorpole 5 kraftschlüssig an dem zugehörigen Rotorzahn 6 zu fixieren. Die Hilfsfügeteile 14 werden dabei mittels jeweils eines Verbindungselementes 15 an dem Rotorjoch 4 befestigt. Das Hilfsfügeteil 14 ist V-Klammer-artig ausgebildet und weist zwei Schenkel 16 und einen Scheitelbereich 17 auf. Der Scheitelbereich 17 ist hier stegförmig ausgebildet und anliegend an dem Rotorjoch 4 angeordnet, wobei das Rotorjoch 4 hierfür abgeflachte, ebene Bereiche 18 aufweist. Der Scheitelbereich 17 weist eine Durchgangsöffnung 19 für das Verbindungselement 15 auf, welches hier als Schraube 20 ausgebildet ist. Zum Befestigen der durch die Durchgangsöffnung 19 durchgeführten Schraube 20 an dem Rotorjoch 4 weist das Rotorjoch 4 hier eine Gewinde 21 auf.
  • Die Schenkel 16 weisen einen sich hier parallel zu den Seitenflanken 8a des Rotorzahns 6 erstreckenden ersten Schenkelabschnitt 22a und davon einen seitlich bzw. lateral abgewinkelten zweiten Schenkelabschnitt 22b auf. Die ersten Schenkelabschnitte 22a liegen hier an den Rotorwicklungen 10 an und fixieren diese somit auch in Umfangsrichtung. Die zweiten Schenkelabschnitte 22b sind in Eingriff gebracht mit jeweiligen Falzen 23, welche in der jeweiligen zweiten Seite 9b der Polschuhe 7 ausgebildet sind. Somit sind die Hilfsfügeteile 14 und die Polschuhe 7 formschlüssig verbunden. Die Schenkel 16 ziehen die Polschuhe 7 radial in Richtung des Rotorjochs 4 und pressen die Polschuhe 7 somit an die Rotorzähne 6 an.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018213567 A1 [0004]

Claims (14)

  1. Rotor (1) für eine elektrische Maschine eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, - mit einer magnetfelderzeugenden Komponente (3) zum Ausbilden eines Rotormagnetfelds und - einem Rotorkern (2) zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponente (3) aufweisend ein ringförmiges Rotorjoch (4) und zumindest zwei an dem Rotorjoch (4) angeordnete Rotorpole (5), welche mehrteilig ausgebildet sind und dazu jeweils einen, einteilig mit dem Rotorjoch (4) ausgebildeten Rotorzahn (6) und einen dazu separaten Polschuh (7) zum Anordnen der magnetfelderzeugenden Komponente (3) an dem zugehörigen Rotorzahn (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe (7) radial an den jeweiligen Rotorzahn (6) angepresst sind und der Rotor (1) dazu Hilfsfügeteile (14) aufweist, welche dazu ausgelegt sind, jeweils zumindest einen Polschuh (7) an dem zugehörigen Rotorzahn (6) mittels Kraftschluss zu fixieren, welche zumindest teilweise in jeweiligen Pollücken (11) zwischen zwei Rotorpolen (5) angeordnet sind und welche mittels jeweils zumindest eines Verbindungselementes (15) an dem Rotorjoch (4) befestigt sind.
  2. Rotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (15) als Schrauben (20), Nieten und/oder Bolzen ausgebildet sind.
  3. Rotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe (7) jeweils einen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen, welcher durch eine Kreissehne und einen Kreisbogen begrenzt ist, wobei den Kreissehnen zugeordnete Seiten (9a) der Polschuhe (7) an Seiten (8b) der Rotorzähne (6) angeordnet sind, welche dem Rotorjoch (4) radial gegenüberliegen.
  4. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) pro Pollücke (11) mehrere, über eine axiale Länge der Rotors (1) verteilt angeordnete Hilfsfügeteile (14) aufweist.
  5. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Polschuh (7) mit zumindest einem Hilfsfügeteil (14) formschlüssig verbunden ist.
  6. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Polschuh (7) mittels zumindest zwei, in den zwei angrenzenden Pollücken (11) angeordneten Hilfsfügeteilen (14) kraftschlüssig mit dem zugehörigen Rotorzahn (6) verbunden ist, wobei jedes Hilfsfügeteil (14) die Polschuhe (7) zweier benachbarter Rotorpole (5) mit dem jeweiligen Rotorzahn (6) kraftschlüssig verbindet.
  7. Rotor (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfügeteile (14) V-Klammer-artig ausgebildet sind und jeweils zwei, über einen Scheitelbereich (17) verbundene Schenkel (16) aufweisen, wobei Schenkelenden der Schenkel (16) an zwei benachbarten Polschuhen (7) angeordnet sind und wobei der Scheitelbereich (17) an dem Rotorjoch (4) angeordnet ist und zumindest eine Durchgangsöffnung (19) für jeweils zumindest ein Verbindungselement (15) aufweist.
  8. Rotor (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe (7) an zwei lateral gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Falz (23) aufweisen und die Schenkelenden als lateral abgewinkelte Schenkelabschnitte (22b) ausgebildet sind, welche mit dem jeweiligen Falz (23) ineinander greifen.
  9. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfelderzeugende Komponente (3) Rotorwicklungen (10) mit vorgewickelten Wicklungsleitern aufweist, welche auf die Rotorzähne (6) aufgeschoben sind.
  10. Rotor (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsleiter der Rotorwicklungen (10) bandförmig ausgebildet sind.
  11. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfelderzeugende Komponente (3) Permanentmagnete (12) aufweist, welche an den Rotorzähnen (6) angeordnet sind.
  12. Rotor (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorzähne (6) an einer den Polschuhen (7) zugewandten Seite (8b) jeweils zumindest eine Vertiefung (13) aufweisen, in welcher jeweils zumindest ein Permanentmagnet (12) angeordnet ist und welche durch den jeweiligen Polschuh (7) unter Ausbildung eines jeweiligen Aufnahmeraumes für die Permanentmagneten (12) verschlossen ist.
  13. Elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit einem Stator und einem bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine nach Anspruch 13.
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