DE102021119140A1 - Rotor of an externally excited electrical machine, electrical machine, motor vehicle and method for producing a rotor - Google Patents

Rotor of an externally excited electrical machine, electrical machine, motor vehicle and method for producing a rotor Download PDF

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Dominik Grauvogl
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    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (RO) für eine fremderregte elektrische Maschine (EM) eines Kraftfahrzeugs (KFZ), aufweisend eine Mehrzahl von in axialer Richtung des Rotors (RO) hintereinander angeordneter Bleche (BL), wobei jedes Blech (BL) ein ringförmig ausgebildetes Joch (JO) mit einer in radialer Richtung des Jochs (JO) nach außen gerichteten Jochaußenseite (JAS) aufweist, auf der Jochaußenseite (JAS) eine Mehrzahl von Polschäften (PST) in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, auf denen eine Rotorwicklung (RW) anordbar und/oder angeordnet ist, jeder Polschaft (PST) auf einem in radialer Richtung ausgerichteten Polschaftende (PSE) einen darauf angeordneten und/oder befestigten Polschuh (PSH) aufweist, wobei eine Spaltöffnung (SO) zwischen zwei in Umfangsrichtung des Rotors (RO) nebeneinander angeordneter Polschuhe (PSH) über ein umlaufendes Rohr (UR) und/oder über einen zwischen den benachbarten Polschuhen (PSH) ausgebildeten Steg (ST) zumindest abschnittsweise in axialer Richtung des Rotors (RO) verschlossen ist.The invention relates to a rotor (RO) for an externally excited electrical machine (EM) of a motor vehicle (KFZ), having a plurality of laminations (BL) arranged one behind the other in the axial direction of the rotor (RO), each lamina (BL) having an annular configuration Yoke (JO) with a yoke outside (JAS) directed outwards in the radial direction of the yoke (JO), on the yoke outside (JAS) a plurality of pole shafts (PST) are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction, on which a rotor winding (RW) can be arranged and/or arranged, each pole shaft (PST) has a pole shoe (PSH) arranged and/or fastened on a pole shaft end (PSE) aligned in the radial direction, with a gap opening (SO) between two in the circumferential direction of the rotor (RO) pole shoes (PSH) arranged next to one another via a circumferential tube (UR) and/or via a web (ST) formed between the adjacent pole shoes (PSH), at least in sections is closed in the axial direction of the rotor (RO).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine, wobei der Rotor ausgeprägte Pole, sogenannte Polzähne, mit einem Polschaft und einen auf den Polschaft aufsteckbaren Polschuh aufweist. Eine vorgewickelte Rotorwicklung ist auf den Polschaft aufgesteckt. Im Nachgang ist der Polschuh auf dem Polschaft fixiert. Die Polzähne sind über Verbindungsstege oder über ein umlaufendes Rohr zumindest abschnittsweise miteinander verbunden. Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor. Zudem ist Gegenstand der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der elektrischen Maschine. Überdies ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rotors.The invention relates to a rotor for an externally excited electrical machine, the rotor having salient poles, so-called pole teeth, with a pole shaft and a pole shoe that can be slipped onto the pole shaft. A pre-wound rotor winding is slipped onto the pole shaft. The pole shoe is then fixed to the pole shaft. The pole teeth are connected to one another at least in sections via connecting webs or via a peripheral tube. The invention also relates to an electrical machine with the rotor according to the invention. In addition, the subject matter of the invention is a motor vehicle with the electric machine. Furthermore, the subject matter of the invention is a method for producing the rotor according to the invention.

Rotoren für elektrische Maschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Achsantrieben, sind grundsätzlich bekannt. Die Rotoren können entweder permanenterregt sein, oder über eine Wicklung fremderregt werden. Durch die begrenzte Verfügbarkeit von seltenen Erden für die Magnete der permanenterregten Rotoren und dem erhöhten Absatz von zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, gewinnen die fremderregten elektrischen Maschinen zunehmend an Bedeutung. Ein Aspekt bei der Herstellung von fremderregten Rotoren ist unter anderem die Anordnung der Wicklung auf den Polzähnen der Rotoren. Diese ist, bedingt durch den zwischen den Polzähnen zur Verfügung stehenden Platz, zeit- und kostenintensiv, wodurch die Rotoren erhöhte Herstellungskosten aufweisen können.Rotors for electrical machines in motor vehicles, in particular axle drives, are known in principle. The rotors can either be permanently excited or externally excited via a winding. Due to the limited availability of rare earths for the magnets of the permanently excited rotors and the increased sales of at least partially electrically driven vehicles, the separately excited electrical machines are becoming increasingly important. One aspect of the manufacture of separately excited rotors is, among other things, the arrangement of the winding on the pole teeth of the rotors. Due to the space available between the pole teeth, this is time-consuming and costly, as a result of which the rotors can have increased manufacturing costs.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der preiswert herstellbar ist und eine erhöhte Steifigkeit aufweisen kann.One object of the invention is to provide a rotor for an externally excited electrical machine in a motor vehicle, which rotor can be produced inexpensively and can have increased rigidity.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, der nachstehenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. Dabei kann jedes beschriebene und/oder gezeigte Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent claims, the following description and the drawings. Each feature described and/or shown can represent an aspect of the invention both individually and in combination, unless something to the contrary is explicitly stated in the description.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine, aufweisend eine Mehrzahl von in axialer Richtung des Rotors hintereinander angeordneter Bleche, wobei jedes Blech ein ringförmig ausgebildetes Joch mit einer in radialer Richtung des Jochs nach außen gerichteten Jochaußenseite aufweist, auf der Jochaußenseite eine Mehrzahl von Polschäften in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, auf denen eine Rotorwicklung anordbar und/oder angeordnet ist, jeder Polschaft auf einem in radialer Richtung ausgerichteten Polschaftende einen darauf angeordneten und/oder befestigten Polschuh aufweist, wobei eine Spaltöffnung zwischen zwei in Umfangsrichtung des Rotors nebeneinander angeordneter Polschuhe über ein umlaufendes Rohr und/oder über einen zwischen den benachbarten Polschuhen ausgebildeten Steg zumindest abschnittsweise in axialer Richtung des Rotors verschlossen ist.According to a first aspect, the invention relates to a rotor for a separately excited electrical machine, having a plurality of laminations arranged one behind the other in the axial direction of the rotor, each laminating sheet having a ring-shaped yoke with a yoke outside directed outwards in the radial direction of the yoke, on which On the outside of the yoke, a plurality of pole shanks are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction, on which a rotor winding can be and/or is arranged, each pole shank has a pole shoe arranged and/or fastened on a pole shank end oriented in the radial direction, with a gap opening between two in the circumferential direction of the Rotor pole shoes arranged next to one another is closed at least in sections in the axial direction of the rotor by a circumferential tube and/or by a web formed between the adjacent pole shoes.

Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine bereitgestellt wird. Die elektrische Maschine findet vorzugsweise Anwendung in einem zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrische Maschine in einem Traktionsantrieb, insbesondere in einem Achsantrieb, des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.In other words, according to the first aspect of the invention, a rotor is provided for an externally excited electrical machine. The electrical machine is preferably used in an at least partially electrically driven motor vehicle. It is preferably provided that the electric machine is arranged in a traction drive, in particular in an axle drive, of the motor vehicle.

Der Rotor weist eine Mehrzahl von in axialer Richtung des Rotors hintereinander angeordneter Bleche auf. Jedes Blech umfasst ein ringförmig ausgebildetes Joch mit einer in radialer Richtung des Jochs nach außen gerichteten Jochaußenseite. Auf der Jochaußenseite sind eine Mehrzahl von Polschäften in Umfangsrichtung des Jochs zueinander beabstandet angeordnet. Denkbar ist, dass die Polschäfte stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Joch verbunden sind. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Polschäfte einstückig mit dem Joch verbunden und/oder ausgebildet sind. Auf jeden Polschaft ist eine vorgefertigte und/oder vorgewickelte Rotorwicklung anordbar bzw. angeordnet. Auf diese Weise kann die Rotorwicklung separat vorgefertigt werden, wodurch die Fertigungszeit des Rotors beschleunigt werden kann. Somit können auch die Herstellungskosten des Rotors gesenkt werden.The rotor has a plurality of laminations arranged one behind the other in the axial direction of the rotor. Each sheet metal includes a ring-shaped yoke with a yoke outwardly directed in the radial direction of the yoke. On the outside of the yoke, a plurality of pole shafts are arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the yoke. It is conceivable that the pole shafts are connected to the yoke in a material-to-material, form-fitting and/or force-fitting manner. Provision is particularly preferably made for the pole shafts to be connected and/or formed in one piece with the yoke. A prefabricated and/or pre-wound rotor winding can be or is arranged on each pole shaft. In this way, the rotor winding can be prefabricated separately, which means that the manufacturing time of the rotor can be accelerated. Thus, the manufacturing costs of the rotor can also be reduced.

Jeder Polschaft weist auf einem in radialer Richtung ausgerichteten Polschaftende einen darauf angeordneten und/oder befestigten Polschuh auf. Mit anderen Worten ist der Polschuh getrennt von dem Polschaft ausgebildet. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Spaltöffnung zwischen zwei in Umfangsrichtung des Rotors nebeneinander angeordneter Polschuhe über ein umlaufendes Rohr und/oder über einen zwischen den benachbarten Polschuhen ausgebildeten Steg zumindest abschnittsweise in axialer Richtung des Rotors verschlossen ist. Ist ein Steg vorgesehen, so verbindet der Steg zwei nebeneinander angeordnete Polschuhe. Über die Stege kann eine Verformung der in Umfangrichtung des Rotors ausgebildeten Polschuhenden in einer radialen Richtung des Rotors während des Betriebs des Rotors reduziert werden. Unter Fliehkrafteinfluss besteht nämlich die Gefahr, dass sich die auf dem Polschaft angeordnete Rotorwicklung in radialer Richtung nach außen verlagert und gegen die Polschuh wirkt, wodurch diese eine leichte Auslenkung in radialer Richtung nach außen erfahren können. Um einer Auslenkung der Polschuhenden in radialer Richtung des Rotors entgegenzuwirken ist es ebenso möglich, ein umlaufendes Rohr auf die Polschuhe aufzuschieben und/oder aufzuschrumpfen. Ein Mittelpunkt des Rohres entspricht dabei einer Drehachse des Rotors. Durch das Rohr und/oder die Stege kann folglich die Steifigkeit des Rotors erhöht werden.Each pole shank has a pole shoe arranged and/or fastened on a pole shank end aligned in the radial direction. In other words, the pole shoe is formed separately from the pole shaft. Provision is also made for a gap opening between two pole shoes arranged next to one another in the circumferential direction of the rotor to be closed at least in sections in the axial direction of the rotor by a circumferential tube and/or by a web formed between the adjacent pole shoes. If a web is provided, the web connects two pole shoes arranged next to one another. Deformation of the pole shoe ends formed in the circumferential direction of the rotor can be reduced in a radial direction of the rotor during operation of the rotor via the webs. Under the influence of centrifugal force, there is a risk that the rotor winding arranged on the pole shaft will shift outwards in the radial direction and act against the pole shoes, as a result of which they can experience a slight outward deflection in the radial direction. In order to counteract a deflection of the pole shoe ends in the radial direction of the rotor, it is also possible to slide and/or shrink a circumferential tube onto the pole shoes. A center point of the tube corresponds to an axis of rotation of the rotor. The rigidity of the rotor can consequently be increased by the tube and/or the webs.

Der Rotor weist eine Mehrzahl von Polschäften auf. Denkbar ist somit, dass der Rotor zwei oder mehr als zwei Polschäfte aufweist. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor im Schnitt sternförmig ausgebildet ist und vier Polschäfte aufweist. Ein derartiges Design kann auch als Rotorstern bezeichnet werden. Die Polschäfte sind in regelmäßigen Abständen zueinander auf der Jochaußenseite in Umfangsrichtung des Jochs angeordnet. Auf diese Weise weisen die Polschäfte einen ausreichend großen Abstand zueinander auf, um in einfacher Weise die vorgefertigte Rotorwicklung über das Polschaftende auf den jeweiligen Polschaft auszuschieben. Die vorgefertigte Rotorwicklung wird folglich in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Rotors auf den jeweiligen Polschaft aufgesteckt.The rotor has a plurality of pole pieces. It is therefore conceivable that the rotor has two or more than two pole shafts. In an advantageous development of the invention, it is provided that the rotor has a star-shaped cross-section and has four pole shafts. Such a design can also be referred to as a rotor star. The pole shafts are arranged at regular intervals from one another on the outside of the yoke in the circumferential direction of the yoke. In this way, the pole shanks have a sufficiently large distance from one another in order to easily slide the prefabricated rotor winding over the pole shank end onto the respective pole shank. The prefabricated rotor winding is consequently plugged onto the respective pole shaft in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rotor.

Nachdem die Rotorwicklung auf den jeweiligen Polschaft angeordnet wurde, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Polschuh formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Polschaftende verbunden ist bzw. wird. Der Formschluss kann durch entsprechend an dem Polschaftende und dem Polschuh ausgebildete Konturen hergestellt werden, die ineinandergreifen. Eine derartige Kontur kann beispielsweise eine T-förmige Verbindungsstruktur oder eine schwalbenschanzförmige Verbindung sein. Denkbar ist ebenso, dass der Polschuh auf dem Polschaft über ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube oder eine Niet, befestigt ist. Vorstellbar ist auch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Klebeverbindung. Die Klebeverbindung kann vorzugsweise in Kombination mit der formschlüssigen Verbindung und/oder der kraftschlüssigen Verbindung erfolgen.After the rotor winding has been arranged on the respective pole shaft, an advantageous development of the invention provides that the pole shoe is or will be connected to the end of the pole shaft in a form-fitting, material-locking and/or force-fitting manner. The form fit can be produced by contours which are correspondingly formed on the pole shaft end and the pole shoe and which engage in one another. Such a contour can be, for example, a T-shaped connection structure or a dovetail-shaped connection. It is also conceivable that the pole shoe is fastened to the pole shaft via a connecting means, for example a screw or a rivet. A material connection, for example an adhesive connection, is also conceivable. The adhesive connection can preferably take place in combination with the positive connection and/or the non-positive connection.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Polschaft mit einem auf dem Polschaftende angeordneten Polschuh einen Polzahn ausbildet, wobei mittig durch jeden Polzahn eine in radialer Richtung des Rotors verlaufende Polzahnachse verläuft, die jeden Polzahn in eine erste Seite und in eine zweite Seite unterteilt, wobei ausschließlich auf der ersten Seite oder der zweiten Seite eine Flusssperre ausgebildet ist. Über die im Polzahn asymmetrisch angeordnete und/oder ausgebildete Flusssperre können vorzugsweise verschiedene Oberwellen, beispielsweise die 2. Harmonische und/oder die 3. Harmonische zumindest teilweise reduziert werden, wodurch die Performance der elektrischen Maschine erhöht werden kann.In an advantageous development of the invention, it is provided that a pole shaft forms a pole tooth with a pole shoe arranged on the end of the pole shaft, with a pole tooth axis running in the radial direction of the rotor running centrally through each pole tooth, which divides each pole tooth into a first side and into a second side divided, wherein a flow barrier is formed exclusively on the first side or the second side. Various harmonics, for example the 2nd harmonic and/or the 3rd harmonic, can preferably be at least partially reduced via the flux barrier arranged and/or formed asymmetrically in the pole tooth, as a result of which the performance of the electrical machine can be increased.

Die Flusssperre ist eine randgeschlossene, in axialer Richtung des Rotors durch den Polzahn verlaufende, Durchtrittsöffnung. Die Durchtrittsöffnung kann ungefüllt bzw. ausschließlich mit Luft gefüllt sein. Ebenso ist denkbar, dass die Durchtrittsöffnung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, ausgefüllt ist. Die Füllung der Durchtrittsöffnung kann einen Ferrit enthalten bzw. aufweisen und/oder eine Legierung aus Neodym, Eisen Bor (NdFeB) umfassen. Vorstellbar ist auch, dass die Füllung eine Legierung aus Samarium (Sm) mit dem Metall Cobalt (Co) enthält.The flux barrier is a closed-edge passage opening running through the pole tooth in the axial direction of the rotor. The passage opening can be unfilled or filled exclusively with air. It is also conceivable that the passage opening is at least partially, preferably completely, filled. The filling of the passage opening can contain or have a ferrite and/or comprise an alloy of neodymium, iron, boron (NdFeB). It is also conceivable that the filling contains an alloy of samarium (Sm) with the metal cobalt (Co).

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Flusssperre ausschließlich im Polschuh ausgebildet ist.It is advantageously provided that the flux barrier is formed exclusively in the pole shoe.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Flusssperre des Polschuhs eine kreisrunde und/oder eine elliptische Durchtrittsöffnung ist. Die Durchtrittsöffnung ist folglich randgeschlossen. Durch die kreisrunde und/oder elliptische Ausgestaltung können Kerbspannungen im Polzahn reduziert werden. Dadurch kann die Langlebigkeit des Rotors erhöht werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one flux barrier of the pole shoe is a circular and/or an elliptical passage opening. The passage opening is consequently closed at the edge. Notch stresses in the pole tooth can be reduced by the circular and/or elliptical configuration. This can increase the longevity of the rotor.

Denkbar ist, dass der Steg zwischen zwei Polschuhen einteilig mit den Polschuhen ausgebildet ist. Beispielsweise werden Bleche des Rotors bereitgestellt, die ausgestanzt werden, wobei die Ausbildung des Stegs zwischen den Polschuhen berücksichtigt wird.It is conceivable that the web between two pole shoes is formed in one piece with the pole shoes. For example, laminations of the rotor are provided, which are punched out, taking into account the formation of the web between the pole shoes.

In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass nicht jedes Blech einen Steg aufweist, sondern beispielsweise jedes zweite, jedes dritte, jedes vierte, jedes fünfte oder jedes n-te Blech, wobei n vorzugsweise ≤ 50, bevorzugt ≤ 40 und besonders bevorzugt ≤ 25 ist. Das jeweils angrenzende Blech bzw. dazwischenliegende Blech ist dann stegfrei ausgebildet. Somit wird die Spaltöffnung in axialer Richtung des Rotors abschnittsweise bzw. teilweise verschlossen. Somit kann die Gefahr magnetischer Kurzschlüsse zwischen den Polen des Rotors minimiert und/oder reduziert werden.In this context, it can be provided that not every sheet has a web, but for example every second, every third, every fourth, every fifth or every nth sheet, where n is preferably ≦50, preferably ≦40 and particularly preferably ≦25 . The respectively adjoining metal sheet or metal sheet lying in between is then designed without webs. Thus, the gap opening is partially or partially closed in the axial direction of the rotor. The risk of magnetic short circuits between the poles of the rotor can thus be minimized and/or reduced.

Alternativ dazu und/oder in Ergänzung dazu ist denkbar, dass eine Mehrzahl von unmittelbar nebeneinander angeordneten Blechen derart ausgebildet sind, dass der Steg und der Polschuh bzw. die Polschuhe einteilig ausgebildet sind und dann weitere Bleche folgen, die stegfrei ausgebildet sind. Denkbar ist somit, dass vorzugsweise 5 Bleche mit Steg ausgebildet werden und dann darauf 5 Bleche folgen, die stegfrei ausgebildet sind. Die Anzahl der stegfreien Bleche kann sich von der Anzahl der Bleche mit Stegen unterscheiden. Folglich ist vorzugsweise denkbar, dass 10 Bleche mit Stegen ausgebildet werden und dann vorzugsweise 5 Bleche ohne Stege. Somit wird die Spaltöffnung abschnittsweise verschlossen, wodurch magnetische Kurzschlüsse zwischen den Polen des Rotors reduziert und/oder vermieden werden können.Alternatively and/or in addition to this, it is conceivable that a plurality of laminations arranged directly next to one another are formed in such a way that the web and the pole shoe or the pole shoes are formed in one piece and then further laminations follow which are formed without webs. It is therefore conceivable that preferably 5 sheets with a web are formed and then 5 sheets follow that are formed without webs. The number of rib-free sheets can differ from the number of sheets with ribs. Consequently, it is preferably conceivable that 10 metal sheets are formed with webs and then preferably 5 metal sheets without webs. The gap opening is thus closed in sections, as a result of which magnetic short circuits between the poles of the rotor can be reduced and/or avoided.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Steg und/oder das Rohr aus einem nichtleitenden Material ausgebildet sind. Somit kann ebenfalls die Gefahr reduziert werden, dass durch den Steg oder das Rohr Kurzschlüsse zwischen den Polen des Rotors begründet und/oder verursacht werden. Das nichtleitende Material kann ein Kunststoffmaterial und/oder ein Harz-Material sein. Denkbar ist, dass das Kunststoffmaterial und/oder das Harz-Material faserverstärkt ist. Vorteilhaft kann daher vorgesehen sein, dass das umlaufende Rohr und/oder der Steg Kohlenfasern und/oder Glasfasern aufweist. Stege und Rohre aus Kunststoff oder Harz, die zudem faserverstärkt sind, können ein reduziertes Gewicht und zudem eine erhöhte strukturelle Steifigkeit aufweisen.An advantageous development of the invention is that the web and/or the tube are made of a non-conductive material. This also reduces the risk of short circuits between the poles of the rotor being established and/or caused by the web or the tube. The non-conductive material may be a plastic material and/or a resin material. It is conceivable that the plastic material and/or the resin material is fiber-reinforced. Provision can therefore advantageously be made for the encircling tube and/or the web to have carbon fibers and/or glass fibers. Webs and tubes made of plastic or resin that are also fiber reinforced can have reduced weight and also increased structural rigidity.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Rotor.According to a second aspect, the invention relates to an electric machine for a motor vehicle with the rotor according to the invention.

Die elektrische Maschine ist vorzugsweise in einem Traktionsantrieb, insbesondere in einem Achsantrieb, angeordnet.The electric machine is preferably arranged in a traction drive, in particular in an axle drive.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.According to a third aspect, the invention relates to a motor vehicle with the electric machine according to the invention.

Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein zumindest teilweise, vorzugweise vollständig, elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise ein Bestandteil eines Traktionsantriebs des Kraftfahrzeugs.The motor vehicle is preferably an at least partially, preferably completely, electrically powered motor vehicle. The electrical machine is preferably part of a traction drive of the motor vehicle.

Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rotors, umfassend die Schritte:

  • - Ausstanzen von Blechen, die ein Joch mit den auf der Jochaußenseite ausgebildeten Polschäften aufweisen;
  • - Aufeinanderstapeln der Bleche;
  • - Vorwickeln einer Rotorwicklung;
  • - Aufstecken der vorgewickelten Rotorwicklung auf den jeweiligen Polschaft;
  • - Anordnung des jeweiligen Polschuhs auf dem entsprechenden Polschaft;
  • - Aufschieben und/oder aufwickeln eines umlaufenden Rohres auf die Polschuhe und/oder Anordnung eines Steges zwischen zwei benachbarte Polschuhe, um die Spaltöffnung zwischen den Polschuhen zumindest abschnittsweise in Längsrichtung des Rotors zu verschließen.
According to a fourth aspect, the invention relates to a method for producing the rotor according to the invention, comprising the steps:
  • - Punching out metal sheets which have a yoke with the pole shanks formed on the outside of the yoke;
  • - Stacking of the sheets;
  • - Prewinding a rotor winding;
  • - Attaching the pre-wound rotor winding to the respective pole shaft;
  • - Arrangement of the respective pole shoe on the corresponding pole shaft;
  • - Sliding and/or winding a rotating tube onto the pole shoes and/or arranging a web between two adjacent pole shoes in order to close the gap opening between the pole shoes at least in sections in the longitudinal direction of the rotor.

Mit anderen Worten sieht das Herstellungsverfahren gemäß dem vierten Aspekt vor, dass die Rotorwicklung vorgefertigt wird. Nachdem die Bleche in axialer Richtung hintereinander gestapelt und vorzugsweise miteinander verbunden wurden, wird die vorgefertigte Rotorwicklung auf die Polschäfte aufgesteckt. Das Aufstecken oder Aufschieben der Rotorwicklung auf den Polschaft erfolgt in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Rotors. Durch die getrennte Herstellung des Rotorgrundkörpers und der Rotorwicklung kann die Rotorherstellung beschleunigt werden. Somit können die Herstellungskosten des Rotors reduziert werden. Nachdem die Rotorwicklung auf die Polschäfte aufgesteckt wurde, wird auf das jeweilige Polschaftende ein Polschuh angeordnet und/oder befestigt. Im Nachgang wird entweder ein Steg zwischen zwei zueinander angeordnete Polschuhe angeordnet, um einen Spalt zwischen den benachbarten Polschuhen zumindest abschnittsweise, bezogen auf die Längsrichtung des Rotors, zu verschließen und/oder es wird ein Rohr über die Polschuhe bzw. den Rotor aufgeschoben. Über das Rohr und/oder die Stege kann eine fliehkraftbedingte Auslenkung von Polschuhenden in radialer Richtung des Rotors entgegengewirkt werden, wodurch die Steifigkeit des Rotors erhöht werden kann.In other words, the manufacturing method according to the fourth aspect provides that the rotor winding is prefabricated. After the metal sheets have been stacked one behind the other in the axial direction and preferably connected to one another, the prefabricated rotor winding is slipped onto the pole shafts. The rotor winding is pushed or pushed onto the pole shaft in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rotor. The rotor production can be accelerated by the separate production of the rotor base body and the rotor winding. Thus, the manufacturing cost of the rotor can be reduced. After the rotor winding has been slipped onto the pole shafts, a pole shoe is arranged and/or attached to the respective end of the pole shaft. Subsequently, either a web is arranged between two mutually arranged pole shoes in order to at least partially close a gap between the adjacent pole shoes, based on the longitudinal direction of the rotor, and/or a tube is pushed over the pole shoes or the rotor. A deflection of pole shoe ends in the radial direction of the rotor caused by centrifugal force can be counteracted via the tube and/or the webs, as a result of which the rigidity of the rotor can be increased.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Polschuhe stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig auf das jeweilige Polschuhende angeordnet werden.In an advantageous development of the invention, it is provided that the pole shoes are arranged on the respective pole shoe end in a materially bonded, form-fitting and/or non-positive manner.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Polschuhe in axialer Richtung des Jochs auf das Polschuhende aufgesteckt werden.Provision is advantageously made for the pole shoes to be plugged onto the end of the pole shoe in the axial direction of the yoke.

Es sei bemerkt, dass sämtliche Merkmale, welche voranstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, gleichermaßen für jeden anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelten. Im Speziellen können sämtliche Merkmale des Rotors auch Merkmale der elektrischen Maschine, Merkmale des Kraftfahrzeugs und/oder auch Merkmale des Verfahrens sein. Dies gilt auch umgekehrt.It should be noted that all features described above and below in relation to one aspect of the present invention apply equally to any other aspect of the present invention. In particular, all features of the rotor can also be features of the electrical machine, features of the motor vehicle and/or also features of the method. This also applies vice versa.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Further features and advantages of the present invention result from the dependent claims and the following exemplary embodiments len. The exemplary embodiments are not intended to be limiting, but rather to be understood as exemplary. They are intended to enable those skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make individual and/or several of the features disclosed in the exemplary embodiments the subject of patent claims or to include such features in existing patent claims. The exemplary embodiments are explained in more detail with reference to drawings.

In diesen zeigen:

  • 1 einen Querschnitt durch einen Rotor in einer ersten Ausgestaltung,
  • 2 einen Querschnitt durch den Rotor in einer zweiten Ausgestaltung,
  • 3 ein Kraftfahrzeug mit einer den Rotor aufweisenden elektrischen Maschine,
  • 4 ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors.
In these show:
  • 1 a cross section through a rotor in a first embodiment,
  • 2 a cross section through the rotor in a second embodiment,
  • 3 a motor vehicle with an electrical machine having the rotor,
  • 4 a method of manufacturing a rotor.

In 1 ist ein Querschnitt durch einen Rotor RO einer fremderregten elektrischen Maschine EM für ein Kraftfahrzeug KFZ in einer ersten Ausgestaltung gezeigt. Der Rotor RO weist eine Mehrzahl von in axialer Richtung des Rotors RO hintereinander angeordneter Bleche BL auf. Jedes Blech BL umfasst ein ringförmig ausgebildetes Joch JO mit einer in radialer Richtung des Jochs JO nach außen gerichteten Jochaußenseite JAS. Auf der Jochaußenseite JAS sind eine Mehrzahl von Polschäften PST in Umfangsrichtung des Jochs JO zueinander beabstandet angeordnet. Der vorliegende Rotor RO weist insgesamt vier Polschäfte PST auf, die in regelmäßigen Abständen zueinander auf der Jochaußenseite JAS in Umfangsrichtung des Jochs JO angeordnet sind. Ein derartiger Rotor RO kann auch als Rotorstern bezeichnet werden.In 1 a cross section through a rotor RO of a separately excited electrical machine EM for a motor vehicle KFZ is shown in a first embodiment. The rotor RO has a plurality of laminations BL arranged one behind the other in the axial direction of the rotor RO. Each metal sheet BL comprises a ring-shaped yoke JO with a yoke outside JAS directed outwards in the radial direction of the yoke JO. A plurality of pole shafts PST are arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the yoke JO on the outside of the yoke JAS. The present rotor RO has a total of four pole shafts PST, which are arranged at regular intervals from one another on the outside of the yoke JAS in the circumferential direction of the yoke JO. Such a rotor RO can also be referred to as a rotor star.

Die Polschäfte PST sind einstückig mit dem Joch JO verbunden und/oder ausgebildet. Somit können die Polschäfte PST mit einer erhöhten Steifigkeit an das Joch JO angebunden sein, was sich positiv auf die Geräuschentwicklung, insbesondere das Noise Vibration Harshness Verhalten, der elektrischen Maschine EM auswirken kann. Auf jeden Polschaft PST ist eine vorgefertigte und/oder vorgewickelte Rotorwicklung RW angeordnet. Die Rotorwicklung RW ist separat vom Rotor RO vorgefertigt und ist in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Rotors RO auf den jeweiligen Polschaft PST aufgesteckt. Die Längsrichtung des Rotors RO verläuft in Richtung einer Drehachse DA des Rotors RO. Durch die Vorfertigung des Rotorwicklung RW kann die Fertigungszeit des Rotors RO beschleunigt werden. Somit können auch die Kosten des Rotors RO gesenkt werden.The pole shafts PST are connected and/or formed in one piece with the yoke JO. The pole shafts PST can thus be connected to the yoke JO with increased rigidity, which can have a positive effect on the noise development, in particular the noise vibration harshness behavior, of the electrical machine EM. A prefabricated and/or prewound rotor winding RW is arranged on each pole shaft PST. The rotor winding RW is prefabricated separately from the rotor RO and is plugged onto the respective pole shaft PST in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rotor RO. The longitudinal direction of the rotor RO runs in the direction of an axis of rotation DA of the rotor RO. The prefabrication of the rotor winding RW allows the production time of the rotor RO to be accelerated. Thus, the cost of the rotor RO can also be reduced.

Jeder Polschaft PST weist auf einem in radialer Richtung des Jochs JO ausgerichteten Polschaftende PSE einen darauf angeordneten und/oder befestigten Polschuh PSH auf. Mit anderen Worten ist der Polschuh PSH getrennt von dem Polschaft PST ausgebildet. Nachdem die Rotorwicklung RW auf den jeweiligen Polschaft PST angeordnet wurde, wird der Polschuh PSH formschlüssig in Längsrichtung des Rotors RO auf das jeweilige Polschuhende PSE aufgeschoben. Der Formschluss kann durch entsprechend an dem Polschaftende PSE und dem Polschuh PSH ausgebildete Verbindungskonturen VK hergestellt werden, die ineinandergreifen. Eine derartige Verbindungskontur VK kann beispielsweise - wie dargestellt - eine T-förmige Verbindung sein. Es sind aber auch andere Verbindungskonturen VK, wie beispielsweise eine schwalbenschanzförmige Verbindung, denkbar.Each pole shaft PST has a pole shoe PSH arranged and/or fastened on a pole shaft end PSE aligned in the radial direction of the yoke JO. In other words, the pole shoe PSH is formed separately from the pole shaft PST. After the rotor winding RW has been arranged on the respective pole shaft PST, the pole shoe PSH is pushed onto the respective pole shoe end PSE in a form-fitting manner in the longitudinal direction of the rotor RO. The positive connection can be produced by connecting contours VK which are correspondingly formed on the pole shaft end PSE and the pole shoe PSH and which engage in one another. Such a connection contour VK can, for example—as shown—be a T-shaped connection. However, other connection contours VK, such as a dovetail-shaped connection, are also conceivable.

Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Spaltöffnung SO zwischen zwei in Umfangsrichtung des Rotors RO nebeneinander angeordneter Polschuhe PSH über einen zwischen den benachbarten Polschuhen PSH ausgebildeten Steg ST zumindest abschnittsweise in axialer Richtung des Rotors RO verschlossen ist. Der Steg ST kann zwischen zwei benachbarten Polschuhen PSH verspannt sein und/oder in diese eingreifen, so dass dieser formschlüssig zwischen den zwei benachbarten Polschuhen PSH gehalten ist. Über die Stege ST kann eine Verformung der in Umfangrichtung des Rotors RO ausgebildeten Polschuhenden PSE in einer radialen Richtung des Rotors RO während des Betriebs des Rotors RO reduziert werden. Unter Fliehkrafteinfluss besteht nämlich die Gefahr, dass sich die auf dem Polschaft PST angeordnete Rotorwicklung RW in radialer Richtung nach außen verlagert und gegen die Polschuhenden PSE wirkt, wodurch diese eine leichte Auslenkung in radialer Richtung nach außen erfahren können. Somit kann die Steifigkeit des Rotors RO erhöht werden. Zudem kann der Luftspalt zwischen dem Rotor RO und einem dem Rotor RO umgebenden Stator (nicht dargestellt) reduziert werden, wenn eine Verformung der Polschuhenden PSE in radialer Richtung minimiert wird, wodurch sich die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine EM erhöhen kann.Provision is also made for a gap opening SO between two pole shoes PSH arranged next to one another in the circumferential direction of the rotor RO to be closed at least in sections in the axial direction of the rotor RO by a web ST formed between the adjacent pole shoes PSH. The web ST can be braced between two adjacent pole shoes PSH and/or engage in them, so that it is held in a form-fitting manner between the two adjacent pole shoes PSH. Deformation of the pole shoe ends PSE formed in the circumferential direction of the rotor RO in a radial direction of the rotor RO during operation of the rotor RO can be reduced via the webs ST. Under the influence of centrifugal force, there is a risk that the rotor winding RW arranged on the pole shaft PST will shift outwards in the radial direction and act against the pole shoe ends PSE, as a result of which they can undergo a slight outward deflection in the radial direction. Thus, the rigidity of the rotor RO can be increased. In addition, the air gap between the rotor RO and a stator (not shown) surrounding the rotor RO can be reduced if a deformation of the pole shoe ends PSE in the radial direction is minimized, as a result of which the performance of the electrical machine EM can be increased.

Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine EM ist ferner vorgesehen, dass mittig durch den Polschaft PST und den Polschuh PSH in radialer Richtung des Rotors RO eine Polzahnachse PZA verläuft, die einen durch den Polschaft PST und den Polschuh PSH ausgebildeten Polzahn PZ in eine erste Seite ES und in eine zweite Seite ZS unterteilt. In der zweiten Seite ZS des Polzahns PZ, insbesondere im Polschuh PSH, ist eine Flusssperre FS ausgebildet. Auf der ersten Seite ES ist keine Flusssperre FS vorhanden. Mit anderen Worten ist die erste Seite ES des Polzahns PZ flusssperrenfrei ausgebildet. Über die im Polzahn PZ asymmetrisch angeordnete und/oder ausgebildete Flusssperre FS können vorzugsweise verschiedene Oberwellen, beispielsweise die 2. Harmonische und/oder die 3. Harmonische zumindest teilweise reduziert werden, wodurch die Performance der elektrischen Maschine EM erhöht werden kann.To increase the performance of the electrical machine EM, it is also provided that a pole tooth axis PZA runs centrally through the pole shaft PST and the pole shoe PSH in the radial direction of the rotor RO, which has a pole tooth PZ formed by the pole shaft PST and the pole shoe PSH in a first side ES and divided into a second page ZS. A flux barrier FS is formed in the second side ZS of the pole tooth PZ, in particular in the pole shoe PSH. There is no flow lock FS on the first page ES. In other words, the first side ES of the pole tooth PZ is flow trained without barriers. Various harmonics, for example the 2nd harmonic and/or the 3rd harmonic, can preferably be at least partially reduced via the flux barrier FS arranged and/or formed asymmetrically in the pole tooth PZ, as a result of which the performance of the electrical machine EM can be increased.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Rotor RO für eine elektrische Maschine EM eines Kraftfahrzeugs KFS in einer zweiten Ausgestaltung. Im Unterschied zu der 1 ist die Spaltöffnung SO zwischen zwei benachbarten Polschuhen PSH nicht über einen Steg ST, sondern über ein umlaufendes Rohr UR, das auf die Polschuhe PSH aufgeschoben und/oder aufgeschrumpft ist, verschlossen. Ein Mittelpunkt des Rohres UR entspricht dabei der Drehachse DA des Rotors RO. Über das Rohr UR kann verhindert werden, dass sich die Polschuhenden PSE unter Fliehkrafteinfluss in radialer Richtung es Rotors RO nach außen verformen. Das Rohr UR kann alternativ zu den Stegen ST angeordnet werden. Denkbar ist jedoch auch, dass sowohl die Stege ST als auch das Rohr RO entsprechend angeordnet werden. 2 shows a cross section through the rotor RO for an electric machine EM of a motor vehicle KFS in a second embodiment. Unlike that 1 the gap opening SO between two adjacent pole shoes PSH is not closed by a web ST, but by a circumferential tube UR that is pushed and/or shrunk onto the pole shoes PSH. A center point of the tube UR corresponds to the axis of rotation DA of the rotor RO. The tube UR can be used to prevent the pole shoe ends PSE from deforming outwards in the radial direction of the rotor RO under the influence of centrifugal force. The tube UR can be arranged as an alternative to the webs ST. However, it is also conceivable that both the webs ST and the tube RO are arranged accordingly.

In 3 ist ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug KFZ gezeigt. Das Kraftfahrzeug KFZ weist einen Traktionsantrieb TA mit einer elektrischen Maschine EM auf. In der elektrischen Maschine EM ist ein Rotor RO, wie er beispielsweise in den 1 oder 2 gezeigt ist, angeordnet.In 3 an at least partially electrically driven motor vehicle KFZ is shown. The motor vehicle KFZ has a traction drive TA with an electric machine EM. In the electrical machine EM is a rotor RO, as for example in the 1 or 2 is shown arranged.

In 4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors RO gezeigt.In 4 a method of manufacturing a rotor RO is shown.

In einem ersten Schritt 100 werden eine Mehrzahl von Blechen BL ausgestanzt, wobei die Bleche BL jeweils ein Joch JO mit den auf der Jochaußenseite JAS ausgebildeten Polschäften PST aufweisen.In a first step 100, a plurality of metal sheets BL are stamped out, the metal sheets BL each having a yoke JO with the pole shafts PST formed on the outside of the yoke JAS.

In einem zweiten Schritt 110 werden die Bleche BL aufeinandergestapelt und miteinander verbunden. Die Verbindung kann vorzugsweise eine Klebeverbindung, eine Schweißverbindung und/oder eine gestemmte Verbindung sein.In a second step 110, the metal sheets BL are stacked on top of one another and connected to one another. The connection can preferably be an adhesive connection, a welded connection and/or a caulked connection.

In einem dritten Schritt 120 wird eine Rotorwicklung RW vorgewickelt. Durch die Vorfertigung der Rotorwicklung RW können die Prozessschritte optimiert und beschleunigt werden, da der Wicklungsvorgang der Wicklung WL unabhängig von der Paketierung der Bleche BL erfolgen kann.In a third step 120, a rotor winding RW is pre-wound. The process steps can be optimized and accelerated by the prefabrication of the rotor winding RW, since the winding process of the winding WL can take place independently of the stacking of the laminations BL.

In einem vierten Schritt 130 wird die vorgefertigte Rotorwicklung RW in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Rotors RO auf den jeweiligen Polschaft PST aufgesteckt.In a fourth step 130, the prefabricated rotor winding RW is plugged onto the respective pole shaft PST in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rotor RO.

In einem fünften Schritt 140 wir auf ein jeweiliges Polschaftende PSE ein Polschuh PSH angeordnet, gegen den sich die Rotorwicklung RW während des Betriebs der elektrischen Maschine EM und unter Fliehkrafteinfluss in radialer Richtung des Rotors RO abstützen kann.In a fifth step 140, a pole shoe PSH is arranged on a respective pole shaft end PSE, against which the rotor winding RW can be supported during operation of the electrical machine EM and under the influence of centrifugal force in the radial direction of the rotor RO.

In einem sechsten Schritt 150 wird nach der Anordnung der Polschuhe PSH auf den Polschaftenden PSE ein Steg ST zwischen zwei benachbarte Polschuhe PSH angeordnet und/oder ein umlaufendes Rohr UR wird auf die Polschuhe PSH aufgeschoben oder aufgewickelt, um eine Spaltöffnung SO zwischen den Polschuhen PSH zumindest abschnittsweise zu verschließen.In a sixth step 150, after the pole shoes PSH have been arranged on the pole shaft ends PSE, a web ST is arranged between two adjacent pole shoes PSH and/or a circumferential tube UR is pushed or wound onto the pole shoes PSH, at least around a gap opening SO between the pole shoes PSH to be closed in sections.

Claims (11)

Rotor (RO) für eine fremderregte elektrische Maschine (EM) eines Kraftfahrzeugs (KFZ), aufweisend eine Mehrzahl von in axialer Richtung des Rotors (RO) hintereinander angeordneter Bleche (BL), wobei jedes Blech (BL) ein ringförmig ausgebildetes Joch (JO) mit einer in radialer Richtung des Jochs (JO) nach außen gerichteten Jochaußenseite (JAS) aufweist, auf der Jochaußenseite (JAS) eine Mehrzahl von Polschäften (PST) in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, auf denen eine Rotorwicklung (RW) anordbar und/oder angeordnet ist, jeder Polschaft (PST) auf einem in radialer Richtung ausgerichteten Polschaftende (PSE) einen darauf angeordneten und/oder befestigten Polschuh (PSH) aufweist, wobei eine Spaltöffnung (SO) zwischen zwei in Umfangsrichtung des Rotors (RO) nebeneinander angeordneter Polschuhe (PSH) über ein umlaufendes Rohr (UR) und/oder über einen zwischen den benachbarten Polschuhen (PSH) ausgebildeten Steg (ST) zumindest abschnittsweise in axialer Richtung des Rotors (RO) verschlossen ist.Rotor (RO) for an externally excited electrical machine (EM) of a motor vehicle (KFZ), having a plurality of laminations (BL) arranged one behind the other in the axial direction of the rotor (RO), wherein Each metal sheet (BL) has a yoke (JO) of annular design with a yoke outside (JAS) pointing outwards in the radial direction of the yoke (JO), on the yoke outside (JAS) a plurality of pole shanks (PST) are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction , on which a rotor winding (RW) can be arranged and/or is arranged, each pole piece (PST) has a pole piece (PSH) arranged and/or fixed on a pole piece end (PSE) aligned in the radial direction, wherein a gap opening (SO) between two pole shoes (PSH) arranged next to one another in the circumferential direction of the rotor (RO) via a circumferential tube (UR) and/or via a web (ST) formed between the adjacent pole shoes (PSH) at least in sections in the axial direction of the Rotors (RO) is closed. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (RO) im Schnitt sternförmig ausgebildet ist und vier Polschäfte (PST) aufweist.rotor after claim 1 , characterized in that the rotor (RO) is star-shaped in section and has four pole shafts (PST). Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polschuh (PSH) formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Polschaftende (PSE) verbunden ist.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the pole shoe (PSH) is connected to the pole shaft end (PSE) in a form-fitting, material-fitting and/or force-fitting manner. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polschaft (PST) mit einem auf dem Polschaftende (PSE) angeordneten Polschuh (PSH) einen Polzahn (PZ) ausbildet, mittig durch jeden Polzahn (PZ) eine in radialer Richtung des Rotors (RO) verlaufende Polzahnachse (PZA) verläuft, die jeden Polzahn (PZ) in eine erste Seite (ES) und in eine zweite Seite (ZS) unterteilt, wobei ausschließlich auf der ersten Seite (ES) oder der zweiten Seite (ZS) eine Flusssperre (FS) ausgebildet ist.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that a pole shaft (PST) with a pole shoe (PSH) arranged on the pole shaft end (PSE) forms a pole tooth (PZ), centrally through each pole tooth (PZ) an in radial direction of the rotor (RO) running pole tooth axis (PZA), which divides each pole tooth (PZ) into a first side (ES) and a second side (ZS), with exclusively on the first side (ES) or the second side (ZS) a flow barrier (FS) is formed. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssperre (FS) ausschließlich im Polschuh (PSH) ausgebildet ist.rotor after claim 4 , characterized in that the flux barrier (FS) is formed exclusively in the pole shoe (PSH). Rotor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssperre (FS) eine kreisförmige oder elliptische Durchtrittsöffnung ist.Rotor after one of Claims 4 or 5 , characterized in that the flow barrier (FS) is a circular or elliptical passage opening. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (ST) und/oder das Rohr (UR) aus einem nichtleitenden Material ausgebildet sind.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the web (ST) and/or the tube (UR) are made of a non-conductive material. Rotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende Rohr (UR) und/oder der Steg (ST) Kohlenfasern und/oder Glasfasern aufweist.rotor after claim 7 , characterized in that the encircling tube (UR) and/or the web (ST) has carbon fibers and/or glass fibers. Elektrische Maschine (EM) für ein Kraftfahrzeug (KFZ) mit einem Rotor (RO) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Electrical machine (EM) for a motor vehicle (KFZ) with a rotor (RO) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (KFZ) mit einer elektrischen Maschine (EM) nach Anspruch 9.Motor vehicle (KFZ) with an electric machine (EM) after claim 9 . Verfahren zur Herstellung eines Rotors (RO) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte: - Ausstanzen von Blechen (BL), die ein Joch (JO) mit den auf der Jochaußenseite (JAS) ausgebildeten Polschäften (PST) aufweisen; - Aufeinanderstapeln der Bleche (BL); - Wickeln einer Rotorwicklung (RW); - Aufstecken der Rotorwicklung (RW) auf den jeweiligen Polschaft (PST); - Anordnung des jeweiligen Polschuhs (PSH) auf dem entsprechenden Polschaft (PST); - Aufschieben und/oder aufwickeln eines umlaufenden Rohres (UR) auf die Polschuhe (PSH) und/oder Anordnung eines Steges (ST) zwischen zwei benachbarte Polschuhe (PSH) um die Spaltöffnung (SO) zwischen den Polschuhen (PSH) zumindest abschnittsweise in Längsrichtung des Rotors (RO) zu verschließen.Method for manufacturing a rotor (RO) according to one of Claims 1 until 8th , comprising the steps of: - stamping out metal sheets (BL) which have a yoke (JO) with the pole shanks (PST) formed on the yoke outside (JAS); - Stacking the sheets (BL); - winding a rotor winding (RW); - Attaching the rotor winding (RW) to the respective pole shaft (PST); - Arrangement of the respective pole shoe (PSH) on the corresponding pole shaft (PST); - Sliding and/or winding a rotating tube (UR) onto the pole shoes (PSH) and/or arranging a web (ST) between two adjacent pole shoes (PSH) around the gap opening (SO) between the pole shoes (PSH) at least in sections in the longitudinal direction of the rotor (RO) to close.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009014961A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Electric machine e.g. synchronous machine, has connection box whose one connection box cover surrounds space area of signal electronics, and another connection box cover partly surrounds space area of power electronics at housing
DE102016223509A1 (en) 2016-11-28 2018-05-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for a rotary electric machine
DE102018213567B3 (en) 2018-08-13 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for externally excited internal rotor synchronous machine, internal rotor synchronous machine, motor vehicle and method
DE102019218628A1 (en) 2019-11-29 2021-06-02 Robert Bosch Gmbh Rotor for an electric machine
DE102019219181A1 (en) 2019-12-09 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Rotor with optimized strength
DE102020107830A1 (en) 2020-03-22 2021-09-23 Audi Aktiengesellschaft Rotor with single teeth for a separately excited synchronous machine
DE102020111542A1 (en) 2020-04-28 2021-10-28 Audi Aktiengesellschaft Process for potting an FSM rotor by injection molding and an FSM rotor with injection-molded rotor potting

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009014961A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Electric machine e.g. synchronous machine, has connection box whose one connection box cover surrounds space area of signal electronics, and another connection box cover partly surrounds space area of power electronics at housing
DE102016223509A1 (en) 2016-11-28 2018-05-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for a rotary electric machine
DE102018213567B3 (en) 2018-08-13 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for externally excited internal rotor synchronous machine, internal rotor synchronous machine, motor vehicle and method
DE102019218628A1 (en) 2019-11-29 2021-06-02 Robert Bosch Gmbh Rotor for an electric machine
DE102019219181A1 (en) 2019-12-09 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Rotor with optimized strength
DE102020107830A1 (en) 2020-03-22 2021-09-23 Audi Aktiengesellschaft Rotor with single teeth for a separately excited synchronous machine
DE102020111542A1 (en) 2020-04-28 2021-10-28 Audi Aktiengesellschaft Process for potting an FSM rotor by injection molding and an FSM rotor with injection-molded rotor potting

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