DE102021213059A1

DE102021213059A1 - Method of manufacturing a rotor for an electric machine, rotor for an electric machine and electric machine

Info

Publication number: DE102021213059A1
Application number: DE102021213059.3A
Authority: DE
Inventors: Sven Pieper; Tim Bachmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Um ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine fremderregte Synchronmaschine, bereitzustellen, welcher aus Einzelzähnen zusammengesetzt ist und hohen mechanischen Belastungen standhält, wird ein Verfahren (100) zur Herstellung eines Rotors (200) für eine elektrische Maschine vorgeschlagen, umfassend die Schritte:
- Bewickeln einer Vielzahl von Zähnen (10) für einen Rotor (200) mit einem elektrischen Leiter,
- Umhüllen jedes der bewickelten Zähne (10) mit einem elektrisch isolierenden Material (12),
- Ausbilden jeweils mindestens eines Verbindungselements (16, 16a, 16b) an oder in dem elektrisch isolierenden Material (12) an jedem der bewickelten Zähne (10),
- Verbinden der Vielzahl von Zähnen (10) untereinander und/oder mit einer Rotorwelle (11) durch Herstellen formschlüssiger Verbindungen unter Verwendung der Verbindungselemente (16, 16a, 16b).

In order to provide a method for producing a rotor for an electrical machine, in particular for a separately excited synchronous machine, which is composed of individual teeth and withstands high mechanical loads, a method (100) for producing a rotor (200) for an electrical machine is proposed. including the steps:
- winding a plurality of teeth (10) for a rotor (200) with an electrical conductor,
- encasing each of the wound teeth (10) with an electrically insulating material (12),
- Forming in each case at least one connecting element (16, 16a, 16b) on or in the electrically insulating material (12) on each of the wound teeth (10),
- Connecting the plurality of teeth (10) to one another and/or to a rotor shaft (11) by producing positive connections using the connecting elements (16, 16a, 16b).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine sowie einen Rotor für eine elektrische Maschine und eine elektrische Maschine.The present invention relates to a method for producing a rotor for an electrical machine and a rotor for an electrical machine and an electrical machine.

Elektrische Maschinen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für batterieelektrische Fahrzeuge oder Hybridelektrokraftfahrzeuge, unterliegen hohen Anforderungen. Aufgrund der auftretenden hohen Drehzahlen sind die Rotoren derartiger elektrischer Maschinen hohen Fliehkräften und damit hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt.Electrical machines for motor vehicles, in particular for battery-electric vehicles or hybrid electric vehicles, are subject to stringent requirements. Due to the high speeds that occur, the rotors of such electrical machines are exposed to high centrifugal forces and thus high mechanical loads.

Zur Vereinfachung des Aufbaus elektrischer Maschinen ist es bekannt, deren Statoren aus gewickelten Einzelzähnen zusammenzusetzen. Beim Bau von fremderregten Synchronmaschinen wird auch am Rotor eine Wicklung aus elektrischen Leitern angebracht. Der Aufbau von Rotoren aus Einzelzähnen ist aufgrund der hohen mechanischen Anforderungen an die Rotoren nur mit aufwändigen Lösungen umsetzbar.In order to simplify the construction of electrical machines, it is known to assemble their stators from wound individual teeth. When building externally excited synchronous machines, a winding made of electrical conductors is also attached to the rotor. The construction of rotors from individual teeth can only be implemented with complex solutions due to the high mechanical demands on the rotors.

So kann der Rotor ein äußeres Gehäuse, eine Hülse oder einen Ring aufweisen, welcher die Einzelzähne zusammenhält und fixiert. Ein Gehäuse, eine Hülse oder ein Ring vergrößert jedoch den effektiven Statorspalt und muss zudem aus amagnetischem und nicht elektrisch leitfähigem Material hergestellt werden. Hülsen aus CFK weisen einen sehr hohen Fertigungsaufwand auf.The rotor can have an outer housing, a sleeve or a ring which holds and fixes the individual teeth. However, a housing, sleeve or ring increases the effective stator gap and must also be made of non-magnetic and non-electrically conductive material. Sleeves made of CFRP have a very high production cost.

Daher werden Rotoren fremderregter Synchronmaschinen im Stand der Technik in der Regel aus einem durchgehenden Blechschnitt hergestellt, wobei dann jedoch kostenintensive, langsame und aufwändige Wickelverfahren, wie beispielsweise das Nadelwickeln, eingesetzt werden müssen.Therefore, rotors of externally excited synchronous machines in the prior art are generally manufactured from a continuous sheet metal section, in which case, however, cost-intensive, slow and complex winding processes, such as needle winding, have to be used.

Aus der US 2017/0025926 A1 ist ein Rotor bekannt, welcher einen Rotorkern und eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die an einer Außenseite des Rotorkerns angebracht sind. Ein Isolator umschließt die Zähne. Der Isolator jedes Zahns ist wiederum mit einem elektrischen Leiter umwickelt, sodass die Zähne und die elektrischen Leiter voneinander elektrisch isoliert sind.From the US 2017/0025926 A1 a rotor is known which has a rotor core and a plurality of teeth attached to an outer side of the rotor core. An insulator encloses the teeth. The insulator of each tooth is in turn wrapped with an electrical conductor so that the teeth and the electrical conductors are electrically isolated from each other.

Die EP 1 008 222 B1 offenbart einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor Wicklungsträger einer Wicklung mit zumindest zwei Anschlüssen aufweisen, wobei die Wicklungsträger einzeln lösbar mit Stator und/oder Rotor verbunden sind, wobei vom Stator und/oder Rotor eine Platte, ein Ring oder dergleichen abragt, die/der mit der den Wicklungsträgern zugewandten Fläche des Stators und/oder Rotors einen Winkel von kleiner als 90° einschließt, wobei ein Befestigungselement die Wicklungsträger mit ihrem Fußbereich in diesen Winkel hineinpresst.The EP 1 008 222 B1 discloses an electric motor with a stator and a rotor, the stator and/or the rotor having winding carriers of a winding with at least two terminals, the winding carriers being individually detachably connected to the stator and/or rotor, with the stator and/or rotor having a plate , a ring or the like protrudes, which encloses an angle of less than 90° with the surface of the stator and/or rotor facing the winding supports, with a fastening element pressing the winding supports into this angle with their foot area.

Die EP 0 414 129 A2 offenbart eine elektrische Maschine mit einem Rotor. Der Rotor weist einen laminierten Kern auf. Der laminierte Kern ist aus einer Vielzahl von flügelartigen, dünnen Platten aufgebaut.The EP 0 414 129 A2 discloses an electric machine having a rotor. The rotor has a laminated core. The laminated core is made up of a multitude of wing-like, thin plates.

Aus der EP 0 500 457 A1 ist eine formschlüssige Verbindung von Ringsegmenten mittels Verbindungselementen bekannt.From the EP 0 500 457 A1 a positive connection of ring segments by means of connecting elements is known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine fremderregte Synchronmaschine, bereitzustellen, welcher aus Einzelzähnen zusammengesetzt ist und hohen mechanischen Belastungen standhält.The object of the invention is to provide a method for producing a rotor for an electrical machine, in particular for a separately excited synchronous machine, which is composed of individual teeth and can withstand high mechanical loads.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine vorgeschlagen, umfassend die Schritte:

- Bewickeln einer Vielzahl von Zähnen für einen Rotor mit einem elektrischen Leiter,
- Umhüllen jedes der bewickelten Zähne mit einem elektrisch isolierenden Material,
- Ausbilden jeweils mindestens eines Verbindungselements an oder in dem elektrisch isolierenden Material an jedem der bewickelten Zähne,
- Verbinden der Vielzahl von Zähnen untereinander und/oder mit einer Rotorwelle durch Herstellen formschlüssiger Verbindungen unter Verwendung der Verbindungselemente.

In order to achieve the object on which the invention is based, a method for producing a rotor for an electrical machine is proposed, comprising the steps:

- winding a large number of teeth for a rotor with an electrical conductor,
- encasing each of the wound teeth with an electrically insulating material,
- Forming in each case at least one connecting element on or in the electrically insulating material on each of the wound teeth,
- Connecting the plurality of teeth to each other and/or to a rotor shaft by making positive connections using the connecting elements.

Bei dem elektrischen Leiter kann es sich um einen Draht oder drahtförmigen elektrischen Leiter, insbesondere um einen Kupferlackdraht, handeln. Jedoch kann der elektrische Leiter auch Hairpins umfassen.The electrical conductor can be a wire or a wire-like electrical conductor, in particular an enamelled copper wire. However, the electrical conductor can also include hairpins.

Bei dem Schritt des Umhüllens kann es sich um ein Umspritzen handeln.The encapsulating step may be overmolding.

Durch das Umhüllen jedes der bewickelten Zähne mit dem elektrisch isolierenden Material werden diese bevorzugt mit einer Umhüllung versehen und nach außen elektrisch isoliert. Die so hergestellte Umhüllung umschließt bevorzugt auch den elektrischen Leiter weitestgehend vollständig, gegebenenfalls mit Ausnahme notwendiger elektrischer Anschlüsse.By encasing each of the wound teeth with the electrically insulating material, these are preferably provided with an encasing and electrically insulated from the outside. The cover produced in this way preferably also encloses the electrical conductor as completely as possible, possibly with the exception of necessary electrical connections.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an jedem der bewickelten Zähne jeweils mindestens ein Verbindungselement an oder in dem elektrisch isolierenden Material ausgebildet wird, wobei die ausgebildeten Verbindungselemente vorgesehen sind, formschlüssige Verbindungen zwischen jeweils zweien der Vielzahl von Zähnen untereinander beziehungsweise zwischen jeweils einem der Vielzahl von Zähnen und einer Rotorwelle herzustellen. Dabei sind die Verbindungselemente an oder in dem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Dies ermöglicht es, zunächst die Vielzahl von Zähnen in einem kostensparenden Verfahren einzeln mit dem elektrischen Leiter zu bewickeln und erst anschließend während oder nach dem Umhüllen jedes der Zähne entsprechende Verbindungselemente auszubilden. Hierdurch wird die Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine fremderregte Synchronmaschine, vereinfacht.According to the invention it is provided that on each of the wound teeth at least one connecting element on or in the electrically insulating material is formed, wherein the connecting elements formed are provided to produce form-fitting connections between each two of the plurality of teeth with each other or between each one of the plurality of teeth and a rotor shaft. In this case, the connecting elements are formed on or in the electrically insulating material. This makes it possible to initially wrap the plurality of teeth individually with the electrical conductor in a cost-saving process and only then to form corresponding connecting elements during or after the wrapping of each of the teeth. This simplifies the manufacture of a rotor for an electrical machine, in particular for a separately excited synchronous machine.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schritt des Ausbildens des Verbindungselements das Anspritzen des Verbindungselements umfasst und/oder dass der Schritt des Umhüllens jedes der bewickelten Zähne mit dem elektrisch isolierenden Material das Ausbilden des Verbindungselements umfasst.It is preferably provided that the step of forming the connecting element includes molding the connecting element and/or that the step of encasing each of the wound teeth with the electrically insulating material includes forming the connecting element.

Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass jedem der mit dem elektrisch isolierenden Material umhüllten Zähne in einem weiteren Verfahrensschritt ein Verbindungselement, beispielsweise durch Anspritzen, angeformt wird. Das Material des Verbindungselementes ist dabei bevorzugt das gleiche elektrisch isolierende Material. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass mindestens eines der Verbindungselemente, bevorzugt alle der Verbindungselemente, während und im Rahmen des Schritts des Umhüllens jedes der bewickelten Zähne mit dem elektrisch isolierenden Material ausgebildet wird oder werden. Hierdurch wird eine stoffeinteilige Ausgestaltung der Umhüllung aus dem elektrisch isolierenden Material und dem Verbindungselement bereitgestellt, sodass auch die hohen mechanischen Belastungen, die im Betrieb der elektrischen Maschine auf den Rotor wirken, von den formschlüssigen Verbindungen aufgefangen werden können.In other words, it can be provided that a connecting element, for example by injection molding, is formed onto each of the teeth covered with the electrically insulating material in a further method step. The material of the connecting element is preferably the same electrically insulating material. Alternatively or additionally, it is also possible for at least one of the connecting elements, preferably all of the connecting elements, to be formed during and as part of the step of encasing each of the wound teeth with the electrically insulating material. This provides a one-piece design of the casing made of the electrically insulating material and the connecting element, so that the high mechanical loads that act on the rotor during operation of the electric machine can be absorbed by the form-fitting connections.

Wenn der Schritt des Umhüllens jedes der bewickelten Zähne mit dem elektrisch isolierenden Material das Ausbilden des Verbindungselementes umfasst, können bereits beim Umhüllen die Verbindungselemente ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, die Verbindungselemente durch materialabtragende Verfahren in das elektrisch isolierende Material einzubringen.If the step of encasing each of the wound teeth with the electrically insulating material includes forming the connecting element, the connecting elements can already be formed during the encasing. Alternatively, it is also possible to introduce the connecting elements into the electrically insulating material by means of material-removing processes.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schritt des Ausbildens des Verbindungselements das Herstellen einer Aussparung mit einer Hinterschneidung, bevorzugt einer Schwalbenschwanzaussparung, weiter bevorzugt in dem elektrisch isolierenden Material, umfasst.Provision is preferably made for the step of forming the connecting element to include the production of a cutout with an undercut, preferably a dovetail cutout, more preferably in the electrically insulating material.

Ferner bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Schritt des Ausbildens des Verbindungselements das Herstellen eines Vorsprungs mit einer Einschnürung, bevorzugt eines Schwalbenschwanzvorsprungs, weiter bevorzugt aus dem elektrisch isolierenden Material, umfasst.Provision can furthermore preferably be made for the step of forming the connecting element to include the production of a projection with a constriction, preferably a dovetail projection, more preferably made of the electrically insulating material.

Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass der Schritt des Herstellens eines Verbindungselements in und/oder an der Rotorwelle vorgesehen ist.With a further advantage it is provided that the step of producing a connecting element is provided in and/or on the rotor shaft.

Dabei können die Verbindungselemente bei der Herstellung der Rotorwelle selbst, beispielsweise beim Gießen oder beim Strangpressen der Rotorwelle, in oder an der Rotorwelle hergestellt oder ausgebildet werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Rotorwelle in einem materialabtragenden Verfahren zu bearbeiten, um so die Verbindungselemente in und/oder an der Rotorwelle auszubilden oder herzustellen.The connecting elements can be produced or formed in or on the rotor shaft during production of the rotor shaft itself, for example during casting or during extrusion of the rotor shaft. In addition, it is possible to machine the rotor shaft in a material-removing process in order to form or produce the connecting elements in and/or on the rotor shaft.

Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass der Schritt des Herstellens eines Verbindungselements in der Rotorwelle das Herstellen einer Aussparung mit einer Hinterschneidung, bevorzugt einer Schwalbenschwanzaussparung, umfasst.With a further advantage it is provided that the step of producing a connecting element in the rotor shaft comprises the production of a recess with an undercut, preferably a dovetail recess.

Mit noch weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Schritt des Herstellens eines Verbindungselements an der Rotorwelle das Herstellen eines Vorsprungs mit einer Einschnürung, bevorzugt eines Schwalbenschwanzvorsprungs, umfasst.With yet another advantage, it can be provided that the step of producing a connecting element on the rotor shaft includes the production of a projection with a constriction, preferably a dovetail projection.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die formschlüssigen Verbindungen jeweils zwischen benachbart angeordneten Zähnen und/oder zwischen je einem Zahn und der Rotorwelle ausgebildet werden.Provision is preferably made for the form-fitting connections to be formed in each case between adjacently arranged teeth and/or between each tooth and the rotor shaft.

Dabei kann vorgesehen sein, dass nur die Zähne untereinander mittels der formschlüssigen Verbindungen verbunden werden. Die mit den formschlüssigen Verbindungen verbundenen Zähne bilden dann gewissermaßen einen Ring aus Zähnen aus, welcher eine innere Öffnung aufweisen kann, in die die Rotorwelle eingesetzt wird. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass die formschlüssigen Verbindungen jeweils zwischen den einzelnen Zähnen und der Rotorwelle ausgebildet werden. Die einzelnen Zähne sind dann an der Rotorwelle befestigt und ragen bevorzugt radial von dieser nach außen ab. Besonders bevorzugt sind sowohl zwischen jeweils benachbart angeordneten Zähnen und zwischen jedem Zahn und der Rotorwelle formschlüssige Verbindungen vorgesehen.In this case, it can be provided that only the teeth are connected to one another by means of the form-fitting connections. The teeth connected to the form-fitting connections then form a ring of teeth, so to speak, which can have an inner opening into which the rotor shaft is inserted. In addition, it can also be provided that the form-fitting connections are each formed between the individual teeth and the rotor shaft. The individual teeth are then attached to the rotor shaft and preferably protrude radially outwards from it. Positive connections are particularly preferably provided both between adjacent teeth and between each tooth and the rotor shaft.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass an jedem Zahn mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, Verbindungselemente ausgebildet werden.With further advantage it can be provided that at least two, preferably, on each tooth at least three connecting elements are formed.

Werden jeweils zwei Verbindungselemente an jedem Zahn ausgebildet, so befinden sich diese bevorzugt an in einer Umfangsrichtung ausgerichteten Stirnseiten der Zähne. Diese Stirnseiten der Zähne werden beim Herstellen des Rotors aneinander angeordnet, sodass an jeder Kontaktfläche zwischen zwei Stirnseiten benachbarter Zähne jeweils Verbindungselemente eines ersten und eines zweiten Zahns angeordnet sind. Sind drei Verbindungselemente vorgesehen, so ist es von besonderem Vorteil, wenn zwei der Verbindungselemente jeweils an in Umfangsrichtung liegenden Stirnseiten der Zähne angeordnet sind, und dass ein weiteres Verbindungselement an einer radial in Richtung der Rotorwelle ausgerichteten Innenseite der jeweiligen Zähne angeordnet ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass jeder Zahn nur ein Verbindungselement aufweist. Dieses ist dann bevorzugt an einer radial in Richtung der Rotorwelle ausgerichteten Innenseite der jeweiligen Zähne angeordnet.If two connecting elements are formed on each tooth, they are preferably located on end faces of the teeth aligned in a circumferential direction. These end faces of the teeth are arranged next to one another when the rotor is manufactured, so that connecting elements of a first and a second tooth are arranged on each contact surface between two end faces of adjacent teeth. If three connecting elements are provided, it is particularly advantageous if two of the connecting elements are arranged on the end faces of the teeth in the circumferential direction, and that a further connecting element is arranged on an inner side of the respective teeth oriented radially in the direction of the rotor shaft. In principle, however, it is also possible for each tooth to have only one connecting element. This is then preferably arranged on an inner side of the respective teeth, which is aligned radially in the direction of the rotor shaft.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Zähne derart aneinander angeordnet werden, dass jeweils ein Verbindungselement eines ersten Zahns einem Verbindungselement eines zweiten Zahns benachbart und/oder gegenüberliegend angeordnet wird, und/oder dass die Zähne derart an der Rotorwelle angeordnet werden, dass jeweils ein Verbindungselement eines Zahns einem Verbindungselement der Rotorwelle benachbart und/oder gegenüberliegend angeordnet wird.With a further advantage, it can be provided that the teeth are arranged next to one another in such a way that a connecting element of a first tooth is arranged adjacent to and/or opposite a connecting element of a second tooth, and/or that the teeth are arranged on the rotor shaft in such a way that each a connecting element of a tooth is arranged adjacent to and/or opposite a connecting element of the rotor shaft.

Mit noch weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die benachbart oder gegenüberliegend angeordneten Verbindungselemente jeweils Aussparungen mit Hinterschneidungen sind, und dass die benachbart oder gegenüberliegend angeordneten Verbindungselemente, bevorzugt sanduhrförmige oder keulenförmige, Aufnahmen bilden, wobei jeweils ein, bevorzugt sanduhrförmiger oder keulenförmiger, Zusatzkörper in die Aufnahmen zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung eingebracht wird.With an even further advantage, it can be provided that the connecting elements arranged adjacent or opposite are each recesses with undercuts, and that the connecting elements arranged adjacent or opposite form receptacles, preferably hourglass-shaped or club-shaped, with one additional body, preferably hourglass-shaped or club-shaped, in each case Recordings for the production of the form-fitting connection is introduced.

Somit werden die Zähne derart benachbart zueinander angeordnet, dass sich jeweils Verbindungselemente in Form von zwei Aussparungen mit Hinterschneidungen gegenüberliegen, welche zusammen in einer Aufsicht in etwa sanduhr- oder keulenförmige Aufnahmen ausbilden. In diesen keulen- oder sanduhrförmigen Aufnahmen kann dann entsprechend ein formkomplementärer Einsatzkörper bzw. Verdrängungskörper eingesetzt werden, welcher für die Verbindung zwischen den jeweils benachbart angeordneten Zähnen sorgt.The teeth are thus arranged adjacent to one another in such a way that connecting elements in the form of two recesses with undercuts are opposite one another, which together form approximately hourglass-shaped or club-shaped receptacles when viewed from above. An insert body or displacement body with a complementary shape can then be inserted into these club-shaped or hourglass-shaped receptacles, which ensures the connection between the respectively adjacently arranged teeth.

Darüber hinaus ist es auch möglich, dass zusätzlich oder alternativ ein als Aussparung ausgebildetes Verbindungselement an einer radial in Richtung der Rotorwelle ausgerichteten Innenseite der jeweiligen Zähne einer entsprechenden Aussparung an der Rotorwelle gegenüberliegend angeordnet wird. Somit können die Zähne direkt mit der Rotorwelle durch Einsetzen des Zusatzkörpers in die Aufnahmen verbunden werden.Furthermore, it is also possible that additionally or alternatively a connecting element designed as a recess is arranged opposite a corresponding recess on the rotor shaft on an inner side of the respective teeth aligned radially in the direction of the rotor shaft. Thus, the teeth can be connected directly to the rotor shaft by inserting the additional body into the receptacles.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Zusatzkörper durch ein urformendes Verfahren in die Aufnahme eingebracht wird.Provision is preferably made for the additional body to be introduced into the receptacle by a primary shaping process.

Der Zusatzkörper kann somit auch durch ein Gießverfahren oder andere geeignete urformende Verfahren in die Aufnahme eingebracht werden.The additional body can thus also be introduced into the receptacle by a casting process or other suitable primary shaping process.

Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die jeweils benachbart oder gegenüberliegend angeordneten Verbindungselemente ein komplementäres Paar umfassend eine Aussparung mit einer Hinterschneidung und einen Vorsprung mit einer Einschnürung bilden, und wobei jeweils ein Vorsprung in eine Aussparung eingesetzt wird.With a further advantage, it is provided that the connecting elements arranged adjacent or opposite each other form a complementary pair comprising a recess with an undercut and a projection with a constriction, and with a projection being inserted into a recess in each case.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die formschlüssigen Verbindungen als Schwalbenschwanzverbindungen ausgebildet werden.Provision is preferably made for the form-fitting connections to be designed as dovetail connections.

Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Schritt des Umhüllens jedes der bewickelten Zähne mit einem elektrisch isolierenden Material den Schritt des Umhüllens von Kühlstrukturen der Zähne und/oder den Schritt des Erzeugens von Kühlkanälen umfasst.Furthermore, it can preferably be provided that the step of encasing each of the wound teeth with an electrically insulating material includes the step of encasing cooling structures of the teeth and/or the step of producing cooling channels.

Die Zähne können Kühlstrukturen in Form von Kanälen oder ähnlichem aufweisen. Diese können bevorzugt ebenfalls mit dem elektrisch isolierenden Material umhüllt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass in das auf die Zähne aufgebrachte elektrisch isolierende Material entsprechende Kühlstrukturen, insbesondere Kühlkanäle, eingebracht werden. Dies kann direkt bei dem Schritt des Umhüllens der Zähne erfolgen. Alternativ ist es möglich, dass die Kühlstrukturen oder Kühlkanäle durch ein materialabtragendes Verfahren in die Umhüllung aus dem elektrisch isolierenden Material eingebracht werden.The teeth can have cooling structures in the form of channels or the like. These can preferably also be encased with the electrically insulating material. Alternatively or additionally, it is possible that corresponding cooling structures, in particular cooling channels, are introduced into the electrically insulating material applied to the teeth. This can be done directly at the step of covering the teeth. Alternatively, it is possible for the cooling structures or cooling channels to be introduced into the casing made of the electrically insulating material by a material-removing method.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem Rotor für eine elektrische Maschine umfassend eine Vielzahl von Zähnen, wobei jeder der Zähne mit einem elektrischen Leiter bewickelt ist, wobei jeder bewickelte Zahn mit einem elektrisch isolierenden Material umhüllt ist, wobei jeder Zahn in oder an dem elektrisch isolierenden Material Verbindungselemente aufweist, wobei die Zähne untereinander und/oder mit einer Rotorwelle formschlüssig mittels der Verbindungselemente verbunden sind.A further solution to the problem on which the invention is based consists in a rotor for an electrical machine comprising a plurality of teeth, each of the teeth being wound with an electrical conductor, each wound tooth being encased in an electrically insulating material, each tooth in or on the electrically insulating material has connecting elements, with the teeth one below the other and/or are positively connected to a rotor shaft by means of the connecting elements.

Sämtliche im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine beschriebenen Vorteile, Merkmale und Funktionen können in analoger Weise auch auf den erfindungsgemäßen Rotor übertragen werden.All the advantages, features and functions described in connection with the method for producing a rotor for an electrical machine can also be transferred in an analogous manner to the rotor according to the invention.

Somit ist bevorzugt vorgesehen, dass in und/oder an der Rotorwelle Verbindungselemente vorgesehen sind.It is thus preferably provided that connecting elements are provided in and/or on the rotor shaft.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Verbindungselemente Aussparungen mit einer Hinterschneidung, bevorzugt Schwalbenschwanzaussparungen, umfassen, und/oder dass die Verbindungselemente Vorsprünge mit einer Einschnürung, bevorzugt Schwalbenschwanzvorsprünge, umfassen.Provision is also preferably made for the connecting elements to comprise cutouts with an undercut, preferably dovetail cutouts, and/or for the connecting elements to comprise projections with a constriction, preferably dovetail projections.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass jeder Zahn mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, Verbindungselemente aufweist.With further advantage it can be provided that each tooth has at least two, preferably at least three, connecting elements.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Zähne derart aneinander angeordnet sind, dass jeweils ein Verbindungselement eines ersten Zahns einem Verbindungselement eines zweiten Zahns benachbart und/oder gegenüberliegend angeordnet ist, und/oder dass die Zähne derart an der Rotorwelle angeordnet sind, dass jeweils ein Verbindungselement eines Zahns einem Verbindungselement der Rotorwelle benachbart und/oder gegenüberliegend angeordnet ist.In addition, it can be provided that the teeth are arranged on one another in such a way that a connecting element of a first tooth is arranged adjacent to and/or opposite a connecting element of a second tooth, and/or that the teeth are arranged on the rotor shaft in such a way that one connecting element each of a tooth is arranged adjacent to and/or opposite a connecting element of the rotor shaft.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die benachbart oder gegenüberliegend angeordneten Verbindungselemente jeweils Aussparungen mit Hinterschneidungen sind, und dass die benachbart oder gegenüberliegend angeordneten Verbindungselemente, bevorzugt sanduhrförmige oder keulenförmige, Aufnahmen bilden, wobei jeweils ein, bevorzugt sanduhrförmiger oder keulenförmiger, Zusatzkörper in die Aufnahmen zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung eingebracht ist.Provision is preferably made for the connecting elements arranged adjacent or opposite each to be recesses with undercuts, and for the connecting elements arranged adjacent or opposite to form, preferably hourglass-shaped or club-shaped, receptacles, with one additional body, preferably hourglass-shaped or club-shaped, being inserted into the receptacles to produce the positive connection is introduced.

Ferner ist bevorzugt, dass der Zusatzkörper durch ein urformendes Verfahren in die Aufnahme eingebracht ist.Furthermore, it is preferred that the additional body is introduced into the receptacle by a primary shaping process.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die jeweils benachbart oder gegenüberliegend angeordneten Verbindungselemente ein komplementäres Paar umfassend eine Aussparung mit einer Hinterschneidung und einen Vorsprung mit einer Einschnürung bilden, und wobei jeweils ein Vorsprung in eine Aussparung eingesetzt ist.Furthermore, it can be provided that the connecting elements arranged adjacent or opposite each other form a complementary pair comprising a recess with an undercut and a projection with a constriction, and with a projection being inserted into a recess in each case.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die formschlüssigen Verbindungen als Schwalbenschwanzverbindungen ausgebildet sind.Provision is preferably made for the form-fitting connections to be in the form of dovetail connections.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass in dem elektrisch isolierenden Material Kühlstrukturen der Zähne angeordnet sind und/oder dass in dem elektrisch isolierenden Material Kühlkanäle angeordnet sind.With a further advantage, provision can be made for cooling structures of the teeth to be arranged in the electrically insulating material and/or for cooling channels to be arranged in the electrically insulating material.

Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer elektrischen Maschine, insbesondere einer fremderregten Synchronmaschine, umfassend einen vorbeschriebenen Rotor und/oder umfassend einen Rotor, welcher mit einem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt wurde.Yet another solution to the problem on which the invention is based is the provision of an electrical machine, in particular a separately excited synchronous machine, comprising a rotor as described above and/or comprising a rotor which was produced using a method described above.

Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem batterieelektrischen Fahrzeug und/oder Hybridelektrokraftfahrzeug, umfassend eine vorbeschriebene elektrische Maschine.Yet another solution to the problem on which the invention is based consists in a motor vehicle, in particular a battery-electric vehicle and/or hybrid electric motor vehicle, comprising an electric machine as described above.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine,
2 eine erste Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine,
3 eine zweite Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine,
4 eine dritte Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine,
5 eine vierte Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine,
6 eine fünfte Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine,
7 eine sechste Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine,
8 eine siebte Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine, und
9 eine achte Variante eines Rotors für eine elektrische Maschine.

The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures. Show it:

1 a flowchart for a method for manufacturing a rotor for an electrical machine,
2 a first variant of a rotor for an electrical machine,
3 a second variant of a rotor for an electrical machine,
4 a third variant of a rotor for an electrical machine,
5 a fourth variant of a rotor for an electrical machine,
6 a fifth variant of a rotor for an electrical machine,
7 a sixth variant of a rotor for an electrical machine,
8th a seventh variant of a rotor for an electrical machine, and
9 an eighth variant of a rotor for an electrical machine.

In den beigefügten Figuren werden die gleichen oder einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the attached figures, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 100 zur Herstellung eines Rotors 200 für eine elektrische Maschine. Ein entsprechender Rotor 200 ist in 2 gezeigt. Der Rotor 200 nach 2 weist eine Vielzahl von mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Leiter bewickelten Zähnen 10 auf. Die Zähne 10 sind im Wesentlichen ringförmig um eine Rotorwelle 11 des Rotors 200 herum angeordnet. Jeder der bewickelten Zähne 10 ist mit einem elektrisch isolierenden Material 12 umspritzt, sodass jeder der bewickelten Zähne 10 mit einer Umhüllung 13 aus dem elektrisch isolierenden Material 12 versehen ist. Die Zähne 10 sind im an der Rotorwelle 11 angeordneten Zustand mit jeweils in einer Umfangsrichtung 14 ausgerichteten Stirnseiten 15 aneinander angeordnet. Jeder der Zähne 10 weist in seinen beiden Stirnseiten 15 Verbindungselemente 16 in dem elektrisch isolierenden Material 12 auf. Die Verbindungselemente 16 sind in der in 2 gezeigten Ausgestaltung des Rotors 200 als Aussparungen 17 mit einer Hinterschneidung 18 in Form von Schwalbenschwanzaussparungen 19 ausgebildet. Die Verbindungselemente 16, beziehungsweise die Aussparungen 17, sind dabei direkt in der Umhüllung 13 aus dem elektrisch isolierenden Material 12 ausgebildet. An den einander kontaktierenden Stirnflächen 15 jeweils benachbarter Zähne 10 sind die Aussparungen 17 einander benachbart beziehungsweise gegenüberliegend angeordnet und bilden jeweils gemeinsam sanduhrförmige oder keulenförmige Aufnahmen 20. In jeder der sanduhrförmigen oder keulenförmigen Aufnahmen 20 ist ein komplementärer, sanduhrförmiger oder keulenförmiger Zusatzkörper 21 oder Verdrängungskörper angeordnet, welcher die Hinterschneidungen 18 der Aussparungen 17 hintergreift und so eine formschlüssige Verbindung der Zähne 10 in Umfangsrichtung des Rotors 200 bewirkt. Der Zusatzkörper 21 kann ein vorgefertigter Körper sein, welcher in die sanduhr- oder keulenförmigen Aufnahmen 20 eingesetzt wird. Darüber hinaus kann der Zusatzkörper 21 auch durch ein urformendes Verfahren in die Aufnahmen 20 eingebracht werden, beispielsweise durch Gießen. 1 shows a flowchart for a method 100 for producing a rotor 200 for an electrical machine. A corresponding rotor 200 is in 2 shown. The rotor 200 after 2 has a variety of with a not shown teeth 10 wound on electrical conductors. The teeth 10 are arranged essentially in a ring shape around a rotor shaft 11 of the rotor 200 . Each of the wound teeth 10 is overmoulded with an electrically insulating material 12 so that each of the wound teeth 10 is provided with a sheath 13 made of the electrically insulating material 12 . In the state in which they are arranged on the rotor shaft 11 , the teeth 10 are arranged on one another with end faces 15 each aligned in a circumferential direction 14 . Each of the teeth 10 has connecting elements 16 in the electrically insulating material 12 on both of its end faces 15 . The connecting elements 16 are in the in 2 shown embodiment of the rotor 200 as recesses 17 with an undercut 18 in the form of dovetail recesses 19 formed. The connecting elements 16 or the cutouts 17 are formed directly in the casing 13 from the electrically insulating material 12 . On the mutually contacting end faces 15 of adjacent teeth 10, the recesses 17 are arranged adjacent to one another or opposite one another and together form hourglass-shaped or club-shaped receptacles 20. In each of the hourglass-shaped or club-shaped receptacles 20, a complementary hourglass-shaped or club-shaped additional body 21 or displacement body is arranged, which engages behind the undercuts 18 of the recesses 17 and thus causes a positive connection of the teeth 10 in the circumferential direction of the rotor 200. The additional body 21 can be a prefabricated body which is inserted into the hourglass or club-shaped receptacles 20 . In addition, the additional body 21 can also be introduced into the receptacles 20 by a primary shaping process, for example by casting.

Zurückkehrend zur 1 ist für die Herstellung des Rotors 200 der 2 ein Verfahren 100 vorgesehen, wobei in einem ersten Schritt S1 eine Vielzahl von Zähnen 10 mit einem elektrischen Leiter bewickelt werden, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt S2 ein Umhüllen jedes der bewickelten Zähne 10 mit einem elektrisch isolierenden Material 12 stattfindet, wobei der Schritt des Umhüllens jedes der bewickelten Zähne 10 mit dem elektrisch isolierenden Material 12 das Ausbilden von Verbindungselementen 16 an oder in dem elektrisch isolierenden Material 12 an jedem der bewickelten Zähne 10 umfasst. In einem dritten Verfahrensschritt S3 werden die Zähne 10 untereinander und/oder mit einer Rotorwelle 11 durch Herstellen einer formschlüssigen Verbindung unter Verwendung der Verbindungselemente 16 verbunden.Returning to 1 is for the manufacture of the rotor 200 of 2 a method 100 is provided, wherein in a first step S1 a plurality of teeth 10 are wound with an electrical conductor, wherein in a second method step S2 a covering of each of the wound teeth 10 takes place with an electrically insulating material 12, the step of covering each of the wound teeth 10 with the electrically insulating material 12 includes the formation of connecting elements 16 on or in the electrically insulating material 12 on each of the wound teeth 10 . In a third method step S3, the teeth 10 are connected to one another and/or to a rotor shaft 11 by producing a positive connection using the connecting elements 16.

3 zeigt einen weiteren Rotor 200 für eine elektrische Maschine im Einklang mit der Erfindung. Bei dem Rotor 200 der 3 ist ebenfalls eine Vielzahl von mit einem elektrischen Leiter bewickelten Zähnen 10 vorgesehen. Jeder der Zähne 10 ist mit einer Umhüllung 13 aus einem elektrisch isolierenden Material 12 versehen. Dabei sind an den jeweiligen in Umfangsrichtung 14 gerichteten Stirnseiten 15 jedes der umhüllten Zähne 10 Verbindungselemente 16 an oder in dem elektrisch isolierenden Material 12 vorgesehen. Jeder der Zähne 10 weist zwei Verbindungselemente 16 auf. Ein jeweils erstes Verbindungselement 16a ist dabei in Form einer Aussparung 17 mit einer Hinterschneidung 18 ausgebildet. Ein jeweils zweites Verbindungselement 16b ist in Form eines Vorsprungs 22 mit einer Einschnürung 23 in Form eines Schwalbenschwanzvorsprungs 24 ausgebildet und aus dem elektrisch isolierenden Material 12 herausgeformt oder an dieses angeformt. Bei der Anordnung an die Rotorwelle 11 wird jeweils ein Vorsprung 22 eines Zahns 10 in eine Aussparung 17 eines benachbarten Zahns 10 eingesetzt, um eine formschlüssige Verbindung zwischen den jeweils benachbart angeordneten Zähnen 10 herzustellen. Die Vorsprünge 22 und die Aussparungen 17 bilden zueinander komplementäre Paare 25 von Verbindungselementen 16. 3 Figure 12 shows another rotor 200 for an electrical machine in accordance with the invention. At the rotor 200 of 3 a plurality of teeth 10 wound with an electrical conductor is also provided. Each of the teeth 10 is provided with a covering 13 made from an electrically insulating material 12 . In this case, connecting elements 16 are provided on or in the electrically insulating material 12 on the respective end faces 15 directed in the circumferential direction 14 of each of the encased teeth 10 . Each of the teeth 10 has two connecting elements 16 . A respective first connecting element 16a is designed in the form of a recess 17 with an undercut 18 . A respective second connecting element 16b is in the form of a projection 22 with a constriction 23 in the form of a dovetail projection 24 and is formed out of the electrically insulating material 12 or is formed onto it. In the arrangement on the rotor shaft 11, a projection 22 of a tooth 10 is inserted into a recess 17 of an adjacent tooth 10 in order to produce a form-fitting connection between the adjacently arranged teeth 10 in each case. The projections 22 and the recesses 17 form mutually complementary pairs 25 of connecting elements 16.

4 zeigt eine weitere Variante eines Rotors 200 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung. Der Rotor 200 der 4 weist eine Vielzahl von mit einem elektrischen Leiter bewickelten Zähnen 10 auf. Jeder der bewickelten Zähne 10 ist mit einer Umhüllung 13 aus einem elektrisch isolierenden Material 12 versehen. Aus dem elektrisch isolierenden Material 12 sind an einer in Radialrichtung gelegenen Innenseite 26 jedes der Zähne 10 Verbindungselemente 16 ausgebildet, welche die Form von Vorsprüngen 22 mit Einschnürungen 23 aufweisen. Die Rotorwelle 11 weist demgegenüber komplementäre Verbindungselemente 16 in Form von Aussparungen 17 mit Hinterschneidungen 18 auf. Die einzelnen Zähne 10 des Rotors 200 werden an der Rotorwelle 11 angeordnet, sodass jeweils der Vorsprung 22 jedes Zahns 10 in eine der Aussparungen 17 in der Rotorwelle 11 eingreift. 4 Figure 12 shows another variant of a rotor 200 in accordance with the present invention. The rotor 200 of 4 has a large number of teeth 10 wound with an electrical conductor. Each of the wound teeth 10 is provided with a covering 13 made of an electrically insulating material 12 . On an inner side 26 located in the radial direction of each of the teeth 10 connecting elements 16 are formed from the electrically insulating material 12 and have the form of projections 22 with constrictions 23 . In contrast, the rotor shaft 11 has complementary connecting elements 16 in the form of recesses 17 with undercuts 18 . The individual teeth 10 of the rotor 200 are arranged on the rotor shaft 11 such that the projection 22 of each tooth 10 engages in one of the recesses 17 in the rotor shaft 11 .

Eine weitere Variante des Rotors 200 ist in 5 gezeigt. Der Rotor 200 der 5 umfasst ebenfalls bewickelte und mit einer Umhüllung 13 aus elektrisch isolierendem Material 12 versehene Zähne 10. An den jeweiligen radial ausgerichteten Innenseiten 26 der Zähne 10 sind Verbindungselemente 16 in Form von Aussparungen 17 mit Hinterschneidungen 18 ausgebildet. Auch die Rotorwelle 11 weist Aussparungen 17 mit Hinterschneidungen 18 auf. Die Zähne 10 sind derart an der Rotorwelle 11 angeordnet, dass jeweils einander gegenüberliegende Aussparungen 17 in den Zähnen 10 und in der Rotorwelle 11 sanduhrförmig oder keulenförmige Aufnahmen 20 bilden. In jede der sanduhrförmigen oder keulenförmigen Aufnahmen 20 ist ein Zusatzkörper 21 oder Verdrängungskörper eingebracht, mit dem die Zähne 10 mit der Rotorwelle 11 verbunden werden.Another variant of the rotor 200 is in 5 shown. The rotor 200 of 5 also comprises wound teeth 10 provided with a covering 13 made of electrically insulating material 12. Connecting elements 16 in the form of recesses 17 with undercuts 18 are formed on the respective radially aligned inner sides 26 of the teeth 10. The rotor shaft 11 also has recesses 17 with undercuts 18 . The teeth 10 are arranged on the rotor shaft 11 in such a way that opposing recesses 17 in the teeth 10 and in the rotor shaft 11 form hourglass-shaped or club-shaped receptacles 20 . An additional body 21 or displacement body is introduced into each of the hourglass-shaped or club-shaped receptacles 20, with which the teeth 10 are connected to the rotor shaft 11.

In den 6 bis 9 sind weitere Varianten eines Rotors 200 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung gezeigt.In the 6 until 9 Shown are other variants of a rotor 200 in accordance with the present invention.

Bei dem Rotor 200 der 6 sind in den Stirnseiten 15 der Zähne 10 Verbindungselemente 16 in Form von Aussparungen 17 vorgesehen. Jeder der Zähne 10 weist zudem ein Verbindungselement 16 in Form eines Vorsprunges 22 an der radial inneren Innenseite 26 auf. Die Rotorwelle 11 umfasst über den Umfang verteilt Verbindungselemente 16 in Form von Aussparungen 17. Die innenseitigen Vorsprünge 22 der Zähne 10 greifen in die Aussparungen 17 der Rotorwelle 11 ein. Darüber hinaus sind die einzelnen Zähne 10 untereinander mittels Zusatzkörpern 21 miteinander verbunden.At the rotor 200 of 6 10 connecting elements 16 in the form of recesses 17 are provided in the end faces 15 of the teeth. Each of the teeth 10 also has a connecting element 16 in the form of a projection 22 on the radially inner inside 26 . The rotor shaft 11 comprises connecting elements 16 in the form of recesses 17 distributed over the circumference. The inside projections 22 of the teeth 10 engage in the recesses 17 of the rotor shaft 11 . In addition, the individual teeth 10 are connected to one another by means of additional bodies 21 .

7 zeigt einen weiteren Rotor 200 im Einklang mit der Erfindung. Bei diesem Rotor 200, welcher im Wesentlichen dem Rotor 200 nach 6 entspricht, sind alle Verbindungselemente 16 in den Stirnseiten 15 sowie an den Innenseiten 26 der Zähne 10 und an der Rotorwelle 11 in Form von Aussparungen 17 mit Hinterschneidungen 18 ausgebildet. Zur Verbindung der Zähne 10 untereinander und mit der Rotorwelle 11 sind in die aus den gegenüberliegenden Aussparungen 17 gebildeten sanduhrförmigen oder keulenförmigen Aufnahmen 20 Zusatzkörper 21 eingebracht. 7 Figure 1 shows another rotor 200 in accordance with the invention. In this rotor 200, which is essentially the rotor 200 after 6 corresponds, all connecting elements 16 are formed in the end faces 15 and on the inner sides 26 of the teeth 10 and on the rotor shaft 11 in the form of recesses 17 with undercuts 18 . To connect the teeth 10 to one another and to the rotor shaft 11 , additional bodies 21 are introduced into the hourglass-shaped or club-shaped receptacles 20 formed from the opposite recesses 17 .

8 zeigt eine Variante des Rotors 200 der 3. Gegenüber der Variante nach 3 sind zusätzlich an den Innenseiten 26 der Zähne 10 Verbindungselemente 16 in Form von Vorsprüngen 22 mit Einschnürungen 23 angeordnet, welche in komplementäre Aussparungen 17 mit Hinterschneidungen 18 der Rotorwelle 11 eingreifen. 8th shows a variant of the rotor 200 of 3 . Compared to the variant after 3 are additionally arranged on the inner sides 26 of the teeth 10 connecting elements 16 in the form of projections 22 with constrictions 23, which engage in complementary recesses 17 with undercuts 18 of the rotor shaft 11.

9 zeigt eine weitere Variante des Rotors 200, welcher im Wesentlichen eine Kombination der Varianten der 3 und 5 darstellt. Dabei sind die Zähne 10 in Umfangsrichtung 14 durch komplementäre Paare 25 von Vorsprüngen 22 und Aussparungen 17 miteinander verbunden. Die Verbindung der einzelnen Zähne 10 mit der Rotorwelle 11 wird durch in den Innenseiten 26 der Zähne 10 und in der Rotorwelle 11 vorgesehene Aussparungen 17 mit Hinterschneidungen 18 und durch in die aus den paarweise angeordneten Aussparungen 17 entstehenden sanduhr- oder keulenförmigen Aufnahmen 20 eingesetzten Zusatzkörper 21 gebildet. 9 shows another variant of the rotor 200, which is essentially a combination of the variants of 3 and 5 represents. The teeth 10 are connected to one another in the circumferential direction 14 by complementary pairs 25 of projections 22 and recesses 17 . The individual teeth 10 are connected to the rotor shaft 11 by recesses 17 with undercuts 18 provided in the inner sides 26 of the teeth 10 and in the rotor shaft 11 and by additional bodies 21 inserted into the hourglass-shaped or club-shaped receptacles 20 resulting from the recesses 17 arranged in pairs educated.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Verfahren zur Herstellung eines RotorsProcess for manufacturing a rotor
200200: Rotor für eine elektrische MaschineRotor for an electric machine
1010: ZahnTooth
1111: Rotorwellerotor shaft
1212: Elektrisch isolierendes MaterialElectrically insulating material
1313: Umhüllungwrapping
1414: Umfangsrichtungcircumferential direction
1515: Stirnseiteface
1616: Verbindungselementfastener
16a16a: Erstes VerbindungselementFirst fastener
16b16b: Zweites VerbindungselementSecond connector
1717: Aussparungrecess
1818: Hinterschneidungundercut
1919: Schwalbenschwanzaussparungdovetail cutout
2020: AufnahmeRecording
2121: Zusatzkörperadditional body
2222: Vorsprunghead Start
2323: Einschnürungconstriction
2424: Schwalbenschwanzvorsprungdovetail protrusion
2525: Komplementäres Paarcomplementary pair
2626: Innenseiteinside

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US20170025926A1 [0006]
EP 1008222 B1 [0007]
EP 0414129 A2 [0008]
EP 0500457 A1 [0009]

Claims

Method (100) for producing a rotor (200) for an electrical machine, comprising the steps: - winding a plurality of teeth (10) for a rotor (200) with an electrical conductor, - encasing each of the wound teeth (10) with an electrically insulating material (12), - Forming in each case at least one connecting element (16, 16a, 16b) on or in the electrically insulating material (12) on each of the wound teeth (10), - Connecting the plurality of teeth (10) to one another and/or to a rotor shaft (11) by producing positive connections using the connecting elements (16, 16a, 16b).

Method (100) according to claim 1 , characterized in that the step of forming the connecting element (16, 16a, 16b) comprises the injection molding of the connecting element (16, 16a, 16b), and/or that the step of encasing each of the wound teeth (10) with the electrically insulating Material (12) forming the connecting element (16, 16a, 16b).

Method (100) according to claim 1 or 2 , characterized in that the step of forming the connecting element (16, 16a) comprises the production of a recess (17) with an undercut (18), preferably a dovetail recess (19), more preferably in the electrically insulating material (12), and/or that the step of forming the connecting element (16, 16b) comprises producing a projection (22) with a constriction (23), preferably a dovetail projection (24), more preferably made of the electrically insulating material (12).

Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of producing a connecting element (16) in and/or on the rotor shaft (11) is provided, with the step of producing a connecting element (16) in the rotor shaft being preferred (11) the production of a recess (17) with an undercut (18), preferably a dovetail recess (19), and/or wherein the step of producing a connecting element (16) on the rotor shaft (11) preferably comprises the production of a projection (22) with a constriction (23), preferably a dovetail projection (24).

Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the form-fitting connections are formed between adjacently arranged teeth (10) and/or between each tooth (10) and the rotor shaft (11), and/or that on each Tooth (10) at least two, preferably at least three, connecting elements (16, 16a, 16b) are formed.

Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the teeth (10) are arranged on one another in such a way that in each case a connecting element (16, 16a, 16b) of a first tooth (10) a connecting element (16, 16a, 16b) a second tooth (10) is arranged adjacent and/or opposite, and/or that the teeth (10) are arranged on the rotor shaft (11) in such a way that in each case a connecting element (16) of a tooth (10) corresponds to a connecting element (16) the rotor shaft (11) is arranged adjacent and / or opposite.

Method (100) according to claim 6 , characterized in that the connecting elements (16, 16a) arranged adjacent or opposite are each recesses (17) with undercuts (18), and wherein the connecting elements (16, 16a) arranged adjacent or opposite, preferably hourglass-shaped or club-shaped, have receptacles (20 ) form, wherein in each case one, preferably hourglass-shaped or club-shaped, additional body (21) is introduced into the receptacles (20) to produce the form-fitting connection.

Method (100) according to claim 7 , characterized in that the additional body (21) is introduced into the receptacle (20) by a primary shaping process.

Method (100) according to claim 6 , characterized in that the adjacent or oppositely arranged connecting elements (16, 16a, 16b) form a complementary pair (25) comprising a recess (17) with an undercut (18) and a projection (22) with a constriction (23). , and wherein in each case a projection (22) is inserted into a recess (17).

Rotor (200) for an electrical machine comprising a plurality of teeth (10), each of the teeth (10) being wound with an electrical conductor, each wound tooth (10) being coated with an electrically insulating material (12), wherein each tooth (10) has connecting elements (16, 16a, 16b) in or on the electrically insulating material (12), the teeth (10) being positively connected to one another and/or to a rotor shaft (11) by means of the connecting elements (16, 16a, 16b) are connected.

Electrical machine, in particular separately excited synchronous machine, comprising a rotor (200). claim 10 .