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Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Verdichters und/oder einer Turbine eines Turboladers, mit einem Rotormagnet, und mit einem Anschlusselement, wobei der Rotormagnet an dem Anschlusselement befestigt ist, und wobei das Anschlusselement eine Axialaussparung zur Befestigung des Rotors an einer Laderwelle des Turboladers aufweist.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Turbolader mit einer elektrischen Maschine, die einen derartigen Rotor aufweist.
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Stand der Technik
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Ein Turbolader sowie ein Rotor der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2019 219 168 A1 bekannt. Der Turbolader weist eine Turbine, einen Verdichter sowie eine Laderwelle auf, durch die die Turbine und der Verdichter drehfest miteinander verbunden sind. Der Turbolader weist außerdem eine elektrische Maschine auf, die dazu ausgebildet ist, den Verdichter und die Turbine anzutreiben. Hierzu ist ein Rotor der Maschine drehfest an der Laderwelle befestigt. Turbolader werden insbesondere im Kraftfahrzeugbau dazu eingesetzt, einen Frischluftstrom, der Zylindern einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, zu steigern, um so die Leistung der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Hierzu wird die Turbine des Turboladers strömungstechnisch mit Ausgängen der Zylinder verbunden, sodass die Turbine durch einen Abgasstrom der Brennkraftmaschine antreibbar ist. Der Verdichter wird strömungstechnisch mit Eingängen der Zylinder verbunden, sodass der Frischluftstrom durch den Verdichter gesteigert werden kann. Durch die elektrische Maschine kann der durch den Verdichter bereitgestellte Frischluftstrom unabhängig von dem Abgasstrom gesteigert werden. Hierdurch kann beispielsweise ein ansonsten zeitlich verzögerter Ladedruckaufbau maßgeblich beschleunigt werden.
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Der in der Offenlegungsschrift
DE 10 2019 219 168 A1 beschriebene Rotor weist einen Rotormagnet und ein Anschlusselement auf, wobei der Rotormagnet an dem Anschlusselement befestigt ist, und wobei das Anschlusselement zur Befestigung des Rotors an der Laderwelle eine Axialaussparung aufweist. Eine die Axialaussparung radial umschließende Mantelwand des Anschlusselementes ist im Falle des vorbekannten Rotors massiv ausgebildet.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Rotor zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch aus, dass die Mantelwand zur Verringerung der Masse des Anschlusselementes zumindest eine Kavität aufweist. Durch die zumindest eine Kavität wird auch die Masse des Rotors insgesamt verringert. Ist der erfindungsgemäße Rotor Teil einer elektrischen Maschine eines Turboladers und insofern drehfest an der Laderwelle des Turboladers befestigt, so wird durch die verringerte Masse des Rotors eine Unwucht der Laderwelle im Betrieb des Turboladers verringert. Hierdurch wird eine Belastung von die Laderwelle lagernden Radiallagern verringert. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch eine zumindest eine Kavität aufweisende Mantelwand eine ausreichende Festigkeit mitbringt. Eine massive Mantelwand ist hinsichtlich der Festigkeit nicht notwendig. Erfindungsgemäß weist die Mantelwand die Kavität auf. Die Kavität erstreckt sich also durch die Mantelwand. Die Axialaussparung hingegen wird durch die Mantelwand radial umschlossen, sodass sich die Axialaussparung außerhalb der Mantelwand erstreckt und insofern nicht Teil der Mantelwand ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Axialaussparung des Anschlusselementes um einen Axialdurchbruch. In diesem Fall erstreckt sich die Axialaussparung also axial durch das Anschlusselement hindurch. Werden im Rahmen der Offenbarung die Begriffe „axial“ und „radial“ verwendet, so beziehen sich diese Begriffe auf die Längsmittelachse des Rotors, es sei denn, dass ausdrücklich ein anderer Bezug offenbart ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei der Axialaussparung vorzugsweise um eine Axialausnehmung. Eine Axialausnehmung weist einen Boden auf und ist insofern nur in eine axiale Richtung offen. Ist die Axialaussparung als Axialausnehmung ausgebildet, so erstreckt sich die Axialaussparung also nicht durch das Anschlusselement hindurch, sondern nur durch einen Abschnitt des Anschlusselementes. Vorzugsweise liegt der Rotormagnet axial an dem Anschlusselement direkt an. Hierdurch wird erreicht, dass der Rotor eine geringe Axialerstreckung aufweist, wodurch die Unwucht der Laderwelle im Betrieb des Turboladers weiter verringert werden kann. Vorzugsweise weist der Rotor eine von dem Anschlusselement getrennt gefertigte und mit dem Anschlusselement verbundene Hülse auf, wobei das Anschlusselement und die Hülse zusammen eine Aufnahme ausbilden, in der der Rotormagnet angeordnet ist. Hierdurch wird eine sichere Befestigung des Rotormagneten an dem Anschlusselement erreicht und der Rotormagnet ist durch die Hülse geschützt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein die Kavität aufweisender Abschnitt der Mantelwand durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt ist. Unter einem additiven beziehungsweise generativen Fertigungsverfahren ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem Material zur Erzeugung eines dreidimensionalen Gegenstandes schichtweise aufgetragen wird. Durch ein additives Fertigungsverfahren sind auch komplizierte Strukturen präzise herstellbar. Additive Fertigungsverfahren sind deshalb für die Fertigung der die Kavität aufweisenden Mantelwand besonders geeignet. Vorzugsweise ist das Anschlusselement insgesamt durch das additive Fertigungsverfahren gefertigt. Alternativ dazu ist beispielsweise nur die Mantelwand durch das additive Fertigungsverfahren gefertigt. In diesem Fall wird beispielsweise ein durch ein anderes Fertigungsverfahren hergestellter Grundkörper für das Anschlusselement bereitgestellt und die Mantelwand wird durch das additive Fertigungsverfahren direkt auf dem Grundkörper gefertigt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Kavität in axialer Richtung durch die Mantelwand erstreckt. Hierdurch kann das Volumen der Mantelwand möglichst effizient zur Verringerung der Masse des Anschlusselementes genutzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Kavität in Umfangsrichtung durch die Mantelwand erstreckt. Auch hierdurch kann das Volumen der Mantelwand möglichst effizient zur Verringerung der Masse des Anschlusselementes genutzt werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Kavität in Umfangsrichtung über einen Winkel von zumindest 45°. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Kavität vollumfänglich durch die Mantelwand. Die Kavität ist dann also je nach Axialerstreckung der Kavität ringförmig oder hülsenförmig ausgebildet. Alternativ dazu weist die Mantelwand beispielsweise mehrere Kavitäten auf, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kavität geschlossen ist. Ist die Kavität geschlossen, so wird zum einen das äußere Erscheinungsbild des Anschlusselementes durch die Kavität nicht beeinträchtigt. Zum anderen wird verhindert, dass Schmutzpartikel in die Kavität gelangen und sich dort ansammeln. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kavität in zumindest eine axiale Richtung offen ist. Verglichen mit der geschlossenen Ausführung der Kavität kann dadurch das Volumen der Mantelwand noch effizienter zur Verringerung der Masse des Anschlusselementes genutzt werden. Vorzugsweise ist die Kavität in nur eine axiale Richtung offen und insofern als Ausnehmung ausgebildet. Beispielsweise ist die Kavität in die von dem Rotormagnet wegweisende axiale Richtung offen. Alternativ dazu ist die Kavität in beide axiale Richtungen offen und insofern als Durchbruch ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kavität in radialer Richtung geschlossen. Eine radial nach außen gerichtete Mantelfläche der Mantelwand sowie eine radial nach innen gerichtete Mantelfläche der Mantelwand sind demnach geschlossen ausgebildet.
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Vorzugsweise weist der Rotor zumindest eine sich durch die Kavität erstreckende Stützstruktur auf. Durch die Stützstruktur wird die Festigkeit der Mantelwand im Bereich der Kavität gesteigert. Vorzugsweise weist der Rotor mehrere sich durch die Kavität erstreckende Stützstrukturen auf. Vorzugsweise sind die Stützstrukturen in der Kavität verteilt angeordnet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Stützstruktur oder zumindest eine der Stützstrukturen als Stützstrebe ausgebildet ist. Eine als Stützstrebe ausgebildet Stützstruktur weist eine besonders geringe Masse auf und ist insofern für die Verringerung der Masse des Anschlusselementes besonders geeignet. Sind mehrere Stützstrukturen vorhanden, so sind vorzugsweise mehrere der Stützstrukturen als Stützstrebe ausgebildet, insbesondere alle der Stützstrukturen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützstruktur oder zumindest eine der Stützstrukturen als Stützplatte ausgebildet. Durch eine als Stützplatte ausgebildete Stützstruktur kann die Festigkeit des Anschlusselementes im Bereich der Kavität besonders effektiv gesteigert werden. Sind mehrere Stützstrukturen vorhanden, so sind vorzugsweise mehrere der Stützstrukturen als Stützplatte ausgebildet, insbesondere alle der Stützstrukturen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Stützstruktur oder zumindest eine der Stützstrukturen X-förmig ausgebildet ist. Auch durch eine x-förmig ausgebildete Stützstruktur kann die Festigkeit der Mantelwand im Bereich der Kavität besonders effektiv gesteigert werden. Vorzugsweise sind mehrere der Stützstrukturen x-förmig ausgebildet, insbesondere alle der Stützstrukturen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Stützstrukturen wabenartig, fachwerkartig oder gitterartig angeordnet sind. Es sind also mehrere Stützstrukturen vorhanden. Diese Stützstrukturen sind derart angeordnet, dass sie gemeinsam eine wabenartige Struktur, eine fachwerkartige Struktur oder eine gitterartige Struktur ausbilden. Derartig angeordnete Stützstrukturen sind hinsichtlich einer hohen Festigkeit der Mantelwand im Bereich der Kavität besonders vorteilhaft.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mantelwand aus einem ersten Werkstoff gefertigt ist, und dass die Kavität zumindest anteilig mit einem zweiten Werkstoff gefüllt ist, wobei die Dichte des zweiten Werkstoffs geringer ist als die Dichte des ersten Werkstoffs. Auch hierdurch kann die Masse der Mantelwand gegenüber einer aus dem ersten Werkstoff bestehenden massiven Mantelwand mit derselben Außenkontur verringert werden. Vorzugsweise ist die Kavität vollständig mit dem zweiten Werkstoff gefüllt, sodass der zweite Werkstoff die Kavität ausfüllt.
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Vorzugsweise ist zumindest die Mantelwand aus einem Metall-Werkstoff gefertigt. Bei einer derartigen Ausbildung der Mantelwand kann trotz Vorhandensein der Kavität dennoch eine hohe Festigkeit erreicht werden. Vorzugsweise besteht zumindest die Mantelwand aus dem Metall-Werkstoff. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Metall-Werkstoff um einen unmagnetischen Edelstahl-Werkstoff. Weist die Mantelwand den Metall-Werkstoff auf, so wird wenigstens der die Kavität aufweisende Abschnitt der Mantelwand vorzugsweise durch selektives Laserschmelzen gefertigt. Dieses additive Fertigungsverfahren ist für die Verarbeitung von Metall-Werkstoffen besonders geeignet.
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Der erfindungsgemäße Turbolader weist einen Verdichter, eine Turbine, eine Laderwelle, durch die der Verdichter und die Turbine drehfest miteinander verbunden sind, und eine elektrische Maschine zum Antrieb des Verdichters und/oder der Turbine auf, wobei die Maschine einen drehfest an der Laderwelle befestigten Rotor aufweist. Der Turbolader zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 13 durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Rotors aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie aus den Ansprüchen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen
- 1 einen Turbolader mit einer elektrischen Maschine,
- 2 eine Schnittdarstellung eines Rotors der Maschine und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Anschlusselementes des Rotors,
- 4 eine weitere perspektivische Darstellung des Anschlusselementes,
- 5 eine Frontansicht des Anschlusselementes und
- 6 eine Schnittdarstellung des Anschlusselementes.
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1 zeigt einen Turbolader 1 für eine Brennkraftmaschine. Der Turbolader 1 weist eine Turbine 2 mit einem Turbinenrad 3 auf. Ist der Turbolader 1 bestimmungsgemäß mit der Brennkraftmaschine gekoppelt, so ist das Turbinenrad 3 durch einen Abgasstrom der Brennkraftmaschine antreibbar. Der Turbolader 1 weist außerdem einen Verdichter 4 mit einem Verdichterrad 5 auf. Ist der Turbolader 1 bestimmungsgemäß mit der Brennkraftmaschine gekoppelt, so wird durch eine Drehung des Verdichterrads 5 ein Frischluftstrom gesteigert, der Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Der Turbolader 1 weist außerdem eine Laderwelle 6 auf. Durch die Laderwelle 6 sind das Turbinenrad 3 und das Verdichterrad 5 drehfest miteinander verbunden.
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Der Turbolader 1 weist außerdem ein hier nur schematisch dargestelltes Gehäuse 7 auf, das insbesondere auch mehrteilig mit einem Lagergehäuse, einem Verdichtergehäuse und einem Turbinengehäuse ausgebildet sein kann. Die Laderwelle 6 ist in dem Gehäuse 7 drehbar gelagert, nämlich um eine Rotationsachse R. Zur Lagerung der Laderwelle 6 weist der Turbolader 1 vorliegend eine Lagereinrichtung 8 mit zwei Radiallagern 9 auf.
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Um den Turbolader 1 unabhängig von dem Abgasstrom anzutreiben, weist der Turbolader 1 eine elektrische Maschine 10 auf. Die elektrische Maschine 10 ist auf einer von dem Turbinenrad 3 abgewandten Seite des Verdichterrads 5 angeordnet. Das Verdichterrad 5 befindet sich also zwischen der elektrischen Maschine 10 und dem Turbinenrad 3. Die elektrische Maschine 10 weist einen nur schematisch dargestellten Stator 11 auf. Der Stator 11 weist ein kreisförmiges Statorjoch auf, das koaxial zu der Laderwelle 6 angeordnet ist und mehrere radial nach innen vorstehende Statorzähne 12 aufweist. Außerdem weist der Stator 11 eine mehrphasige Antriebswicklung 13 auf, wobei die Statorzähne 12 mit der Antriebswicklung 13 umwickelt sind.
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Die elektrische Maschine 10 weist außerdem einen Rotor 14 auf. Der Rotor 14 ist drehfest mit der Laderwelle 6 verbunden, sodass die Laderwelle 6 durch eine Drehung des Rotors 14 drehbar ist. Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 der Aufbau des Rotors 14 näher erläutert. Hierzu zeigt 2 eine Schnittdarstellung des Rotors 14. Der Rotor 14 weist eine Längsmittelachse A auf. Ist der Rotor 14 wie in 1 dargestellt an der Laderwelle 6 befestigt, so entspricht die Längsmittelachse A des Rotors 14 der Rotationsachse R der Laderwelle 6.
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Der Rotor 14 weist einen Rotormagnet 15 auf. Der Rotormagnet 15 ist vorzugsweise aus einem SmCo-Werkstoff oder einem NdFeB-Werkstoff hergestellt. Der Rotor 14 weist außerdem ein Anschlusselement 16 auf. Eine erste Stirnseite 17 des Rotormagneten 15 liegt an einer ersten Stirnseite 18 des Anschlusselementes 16 axial an. Dabei ist der Rotormagnet 15 an dem Anschlusselement 16 befestigt.
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Zur Befestigung des Rotormagneten 15 an dem Anschlusselement 16 weist der Rotor 14 vorliegend eine Hülse 19 auf. Die Hülse 19 umschließt den Rotormagnet 15 radial und ragt axial beidseitig über den Rotormagneten 15 hinaus. Dabei ist die Hülse 19 mit dem Rotormagnet 15 formschlüssig verbunden. Das Anschlusselement 16 weist einen konisch ausgebildeten Abschnitt 42 auf, dessen Durchmesser in Richtung des Rotormagneten 15 zunimmt. An den konisch ausgebildeten Abschnitt 42 schließt sich in Richtung des Rotormagneten 15 ein zylinderförmiger Abschnitt 43 unmittelbar an, wobei der Durchmesser des zylinderförmigen Abschnitts 43 kleiner ist als der größte Durchmesser des konisch ausgebildeten Abschnitts 42. Entsprechend weist das Anschlusselement 16 eine umlaufende Anschlagstufe 44 mit einem dem Rotormagnet 15 zugewandten Axialanschlag 45 auf. Die Hülse 19 ist auf den zylinderförmigen Abschnitt 43 aufgesteckt und liegt an dem Axialanschlag 42 des Anschlusselementes 16 axial an. Weiterhin ist die Hülse 19 radial umlaufend mit dem Anschlusselement 16 verschweißt, sodass die Hülse 19 und das Anschlusselement 16 mittels einer ersten Schweißverbindung 20 miteinander verbunden sind. Der Rotormagnet 15 ist vorliegend also mittelbar an dem Anschlusselement 16 befestigt, nämlich mittels der Hülse 19 an dem Anschlusselement 16 befestigt. Vorzugsweise ist der Rotormagnet 15 alternativ oder zusätzlich durch eine Klebeverbindung an dem Anschlusselement 16 befestigt.
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Der Rotor 14 weist außerdem eine Stützscheibe 21 auf. Eine von der ersten Stirnseite 17 des Rotormagneten 15 abgewandte zweite Stirnseite 22 des Rotormagneten 15 liegt axial an der Stützscheibe 21 an. Vorliegend ist die Stützscheibe 21 derart dimensioniert und angeordnet, dass die Hülse 19 die Stützscheibe 21 radial umschließt. Dabei ist die Hülse 19 radial umlaufend mit der Stützscheibe 21 verschweißt, sodass die Hülse 19 und die Stützscheibe 21 mittels einer zweiten Schweißverbindung 23 miteinander verbunden sind. Alternativ dazu sind die Hülse 19 und die Stützscheibe 21 vorzugsweise axial miteinander verschweißt. Das Anschlusselement 16, die Hülse 19 und die Stützscheibe 21 definieren gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel gemeinsam eine Aufnahme 46, in der der Rotormagnet 15 angeordnet ist.
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Das Anschlusselement 16 ist zur Befestigung an der Laderwelle 6 ausgebildet. Hierzu weist das Anschlusselement 16 eine Axialaussparung 24 auf. Die Axialaussparung 24 wird durch eine Mantelwand 25 des Anschlusselementes 16 radial umschlossen. Vorliegend ist die Axialaussparung 24 als Axialdurchbruch 24 ausgebildet. Insofern erstreckt sich die Axialaussparung 24 bezogen auf die Längsmittelachse A axial durch das Anschlusselement 16 hindurch. Entsprechend ist das Anschlusselement 16 insgesamt hülsenförmig ausgebildet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Axialaussparung 24 als Axialausnehmung ausgebildet und erstreckt sich insofern nur durch einen Axialabschnitt des Anschlusselementes 16.
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Die Axialaussparung 24 weist einen ersten Axialabschnitt 26 und einen zweiten Axialabschnitt 27 auf, wobei der erste Axialabschnitt 26 näher an dem Rotormagneten 15 gelegen ist als der zweite Axialabschnitt 27. Der erste Axialabschnitt 26 weist eine Radialerstreckung R1 auf, die kleiner ist als eine Radialerstreckung R2 des zweiten Axialabschnitts 27. Außerdem weist der erste Axialabschnitt 26 ein Innengewinde 28 auf. Der zweite Axialabschnitt 27 ist gewindefrei beziehungsweise glatt ausgebildet.
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Ist der Rotor 14 wie in 1 dargestellt an der Laderwelle 6 befestigt, so ist die Laderwelle 6 in die Axialaussparung 24 eingesteckt. Die Laderwelle 6 weist an einem dem Rotor 14 zugeordneten freien Ende einen ersten Axialabschnitt 30 mit einem Außengewinde 31 auf, wobei das Außengewinde 31 mit dem Innengewinde 28 des Anschlusselementes 16 verschraubt ist, sodass eine zwischen der Laderwelle 6 und dem Anschlusselement 16 wirkende Schraubverbindung 32 gebildet ist. Ein sich axial an den ersten Axialabschnitt 30 anschließender zweiter Axialabschnitt 33 ist bezüglich seiner Radialerstreckung R3 derart dimensioniert, dass der zweite Axialabschnitt 33 der Laderwelle 6 und der zweite Axialabschnitt 27 der Axialaussparung 24 durch eine Presspassung 34 miteinander verbunden sind. Eine dem Rotor 14 zugewandte Stirnseite 35 des Verdichterrads 5 liegt axial direkt an dem Anschlusselement 16 an. Eine von dem Rotor 14 abgewandte zweite Stirnseits 36 des Verdichterrads 5 liegt axial direkt an einem Axialanschlag 37 der Laderwelle 6 an. Der Rotor 14 ist derart weit auf die Laderwelle 6 aufgeschraubt, dass der Rotor 14 eine gewünschte axiale Vorspannkraft auf das Verdichterrad 5 ausübt. Das Verdichterrad 5 ist also zwischen dem Rotor 14 und dem Axialanschlag 37 vorgespannt gehalten.
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Die Mantelwand 25 des Anschlusselementes 16 ist im Sinne einer Leichtbaustruktur gefertigt. Die Ausgestaltung der Mantelwand 25 wird im Folgenden mit Bezug auf die 3, 4, 5 und 6 näher erläutert. 3 zeigt hierzu eine perspektivische Darstellung des Anschlusselementes 16. 4 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des Anschlusselementes 16. 5 zeigt eine Frontansicht des Anschlusselementes 16. 6 zeigt einen Querschnitt des Anschlusselementes 16 entlang der in 2 dargestellten Schnittlinie B in Blickrichtung 50.
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Wie aus den 3, 4, 5 und 6 erkenntlich ist, weist die Mantelwand 25 zur Verringerung ihrer Masse eine Kavität 38 beziehungsweise einen Hohlraum 38 auf. Weil die Mantelwand 25 die Kavität 38 aufweist, erstreckt sich die Kavität 38 durch die Mantelwand 25. Durch die Kavität 38 wird die Masse der Mantelwand 25 verglichen mit einer massiven Mantelwand derselben Außenkontur verringert. Dies führt wiederrum zu einer Verringerung einer Belastung der Radiallager 9 im Betrieb des Turboladers 1.
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Wie aus den 3, 4, 5 und 6 erkenntlich ist, erstreckt sich die Kavität 38 in axialer Richtung durch die Mantelwand 25. Vorliegend erstreckt sich die Kavität 38 axial durch die Mantelwand 25 hindurch. Die Kavität 38 ist also sowohl in die dem Rotormagneten 15 zugewandte axiale Richtung als auch in die von dem Rotormagneten 15 abgewandte axiale Richtung offen. Hierdurch wird das Volumen der Mantelwand 25 möglichst effizient zur Verringerung der Masse ausgenenutzt. Der Axialanschlag 45 ist vorliegend geschlossen ausgebildet, sodass sich die Kavität 38 nicht durch den Axialanschlag 45 hindurch erstreckt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Kavität 38 beispielsweise in nur eine axiale Richtung offen, beispielsweise nur in die dem Rotormagneten 15 zugewandte axiale Richtung oder nur in die von dem Rotormagneten 15 abgewandte axiale Richtung. Alternativ dazu ist die Kavität 38 beispielsweise axial geschlossen ausgebildet.
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Wie aus den 3, 4, 5 und 6 außerdem erkenntlich ist, erstreckt sich die Kavität 38 auch in Umfangsrichtung der Mantelwand 25 durch die Mantelwand 25. Vorliegend erstreckt sich die Kavität 38 vollumfänglich durch die Mantelwand 25, also über ein Umfangswinkelintervall von 360°. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Mantelwand 25 vorzugsweise mehrere Kavitäten auf, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
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Gemäß dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kavität 38 in radialer Richtung geschlossen. Die Kavität 38 wird also radial nach innen durch einen radial inneren Abschnitt 39 der Mantelwand 25 begrenzt. Entsprechend ist die Kavität 38 durch den radial inneren Abschnitt 39 von der Axialaussparung 24 getrennt. Radial nach außen wird die Kavität 38 durch einen radial äußeren Abschnitt 40 der Mantelwand 25 begrenzt.
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Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, weist das Anschlusselement 16 einen konisch ausgebildeten Abschnitt 42 auf. Der radial äußere Abschnitt 40 der Mantelwand 25 ist in dem konisch ausgebildeten Abschnitt 42 schräg zu der Längsmittelachse A ausgerichtet. Die Kavität 38 ist dabei derart ausgebildet, dass die Dicke des radial äußeren Abschnitts 40 der Mantelwand 25 in dem konisch ausgebildeten Abschnitt 42 des Anschlusselementes 16 konstant ist. Hierzu nimmt der Durchmesser beziehungsweise die Radialerstreckung der Kavität 38 in Richtung des Rotormagneten 15 zu. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Radialerstreckung der Kavität 38 in axialer Richtung konstant.
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Um die Festigkeit des Anschlusselementes 16 beziehungsweise der Mantelwand 25 zu steigern, weist die Mantelwand 25 mehrere Stützstrukturen 41 auf, die sich durch die Kavität 38 erstrecken.
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Gemäß dem in den 3, 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stützstrukturen 41 in Umfangsrichtung der Kavität 38 gleichmäßig verteilt angeordnet. Jede der Stützstrukturen 41 ist dabei mit dem radial inneren Abschnitt 39 der Mantelwand 25 einerseits und dem radial äußeren Abschnitt 40 der Mantelwand 25 andererseits verbunden. Vorliegend sind die Stützstrukturen 41, der radial äußere Abschnitt 40 der Mantelwand 25 und der radial innere Abschnitt 39 der Mantelwand 25 einstückig ausgebildet. Die Stützstrukturen 41 sind außerdem länglich ausgebildet und erstrecken sich in axialer Richtung durch die Kavität 38. Weiterhin weisen die Stützstrukturen 41 vorliegend einen X-förmigen Querschnitt auf.
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Die Ausführung der Stützstrukturen 41 ist in den 3, 4, 5 und 6 lediglich beispielhaft dargestellt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Stützstrukturen 41 um Stützstreben oder Stützplatten. Die Stützstrukturen 41 können zudem auf verschiedene bevorzugte Arten angeordnet sein. Gemäß dem in den 3, 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stützstrukturen fachwerkartig angeordnet. Alternativ dazu sind die Stützstrukturen 41 beispielsweise wabenartig oder gitterartig angeordnet. Auch bei einer derartigen Anordnung beziehungsweise Ausbildung der Stützstrukturen 41 wird eine wirksame Steigerung der Festigkeit des Anschlusselementes 16 beziehungsweise der Mantelwand 25 erreicht.
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Das Anschlusselement 16 ist durch ein additives Fertigungsverfahren wie beispielsweise selektives Laserschmelzen gefertigt. Vorliegend ist das Anschlusselement 16 einstückig ausgebildet. Bei einem additiven Fertigungsverfahren handelt es sich um ein Verfahren, das eine schichtweise Fertigung des Anschlusselementes 16 vorsieht. Durch ein additives Fertigungsverfahren wird eine präzise Fertigung auch komplexer Strukturen wie der Stützstrukturen 41 ermöglicht. Vorzugsweise besteht das Anschlusselement 16 aus einem Metall-Werkstoff, besonders bevorzugt aus einem unmagnetischen Edelmetall-Werkstoff. Dieser Werkstoff weist zum einen eine vorteilhafte Festigkeit auf. Zum anderen wird durch den Werkstoff ein durch den Rotormagnet 15 bereitgestelltes Magnetfeld nicht beeinträchtigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019219168 A1 [0003, 0004]
