EP4721241A1 - Rotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine Axialflussmaschine (2), insbesondere für eine Axialflussmaschine (2) innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen (8), die umfänglich verteilt in dem Rotor (1) angeordnet ist, wobei die Magnetelemente (8) sich radial nach außen an einem Außenring (6) abstützen.

Description

Rotor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen, die umfänglich verteilt in dem Rotor angeordnet ist.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen sowie Ergänzungen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet.

Zunehmend werden in derartigen E-Achsen auch Axialflussmaschinen eingesetzt. Eine Axialflussmaschine bezeichnet eine dynamoelektrische Maschine, bei der der magnetische Fluss zwischen Rotor und Stator parallel zur Drehachse des Rotors verläuft. Häufig sind sowohl Stator als auch Rotor weitgehend scheibenförmig ausgebildet. Axialflussmaschinen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der axial zur Verfügung stehende Bauraum in einem gegebenen Anwendungsfall begrenzt ist. Dies ist beispielsweise vielfach bei den eingangs beschriebenen elektrischen Antriebsystemen für Elektrofahrzeuge der Fall. Neben der verkürzten axialen Baulänge liegt ein weiterer Vorteil der Axialflussmaschine in ihrer vergleichsweisen hohen Drehmomentdichte. Ursächlich hierfür ist die im Vergleich zu Radialflussmaschinen größere Luftspaltfläche sowie der größere Hebelarm, die bei einem gegebenen Bauraum zur Verfügung steht. Ferner ist auch ein geringeres Eisenvolumen im Vergleich zu konventionellen Maschinen notwendig, was sich positiv auf den Wirkungsgrad der Maschine auswirkt.

Durch seine scheibenförmigen Hauptbaugruppen eignet sich eine Axialflussmaschine besonders gut für Anwendungen, bei denen es auf eine sehr kurze Baulänge des Elektromotors ankommt und bei denen ein relativ großer Motordurchmesser noch akzeptabel ist. Bei der Entwicklung von entsprechenden Axialflussmaschinen ist es daher regemäßig sinnvoll, eine möglichst kurze Bauweise anzustreben, wobei der Außendurchmesser der Axialflussmaschine jedoch nicht größer werden sollte als unbedingt nötig. Bei Axialflussmaschinen für Kraftfahrzeuge bestehen zusätzlich auch immer die Anforderungen nach geringem Gewicht, hoher Leistungsdichte und geringen Kosten.

Der scheibenförmige Rotor hat unter anderem die Aufgabe, die auf die Magnete des Rotors übertragene Kraft auf die Rotorwelle zu übertragen. Dabei müssen die Magnete neben der umfänglichen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung bzw. Position zwischen dem Stator gehalten werden.

Durch die Fliehkraft und den nach außen strebenden Bauteilen entstehen wenig günstige, umfängliche Zugspannungen zwischen und in den Bauteilen des Rotors.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen verbesserten Rotor für eine Axialflussmaschine bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest abmildert oder gar vollständig vermeidet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Rotor für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen, die umfänglich verteilt in dem Rotor angeordnet ist, wobei die Magnetelemente sich radial nach außen an einem Außenring abstützen. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die üblicherweise recht spröden Magnetelemente besser vor mechanischen Einflüssen geschützt werden und gleichmäßig ihre im Betrieb des Rotors zentrifugalkraftbewirkten Lasten abgeben können. Diese durch die Magnetelemente hervorgerufenen Kräfte können so gleichmäßig über einen weiten umfänglichen Bereich des Außenrings an andere Bauteile des Rotors, wie beispielsweise einem Bandageelement, weitergeleitet werden.

Es ist daher bevorzugt, dass der Außenring den Magnetelementen eine „sanfte Bettung“ zur Verfügung stellt, um das spröde Material der Magnetelemente gut vor unerwünschten Spannungsspitzen zu schützen. Der Außenring kann sich daher bevorzugt an die Magnetelemente anschmiegen, was fertigungstechnisch beispielsweise durch einen Spritzgussprozess und/oder über eine Interface-Schicht wie eine Klebemasse und/oder über ein Material, dessen E-Modul geringer ist als das Material der Magnetelemente, bewirkt werden kann. Hierdurch kann die von einem Magnetelement ausgehende Kraft über eine möglichst große Kontaktfläche abgeleitet werden, was lokale Druckbeanspruchungen reduzieren kann.

Ferner kann durch den Außenring die Axialsteifigkeit des Rotors erhöht werden.

Der Außenring kann aus Spritzguss oder Verguss, mit gefülltem oder ungefülltem bzw. verstärktem oder unverstärktem Polymer erzeugt werden. Ebenso ist es denkbar, den Außenring aus amagnetischem Stahl oder Keramik zu formen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an dem Außenring ein ringförmiges Bandageelement mittels eines Presssitzes anliegt, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement in dem Rotor eingetragen ist.

Hierdurch kann ein Bandageelement vor einen direkten Kontakt mit den üblicherweise recht rauen Magnetelementen geschützt werden. Somit trennt der Außenring die spröden, rauen Magnetelemente von dem in der Regel vergleichsweise kerbempfindlichen Bandageelement. Des Weiteren kann dem Bandageelement über den Außenring an seiner äußeren Mantelfläche ein gleichmäßiges Bett zur Verfügung gestellt werden, was den Aufpressvorgang des Bandageelements vereinfachen und eine gleichmäßige Lasteintragung in das Bandageelement unterstützen kann. Ferner können lokale (Über-) Beanspruchungen des Bandageelements in Querrichtung reduziert oder vollständig vermieden werden. Zusätzlich kann der Außenring auch eine gleichmäßige äußere Mantelfläche zur Verfügung stellen, über welche ein Bandageelement aufgepresst werden kann. Diese Fläche kann zusätzlich vor dem Aufpressvorgang auf ein exaktes Maß gebracht werden, mit welchem die Überdeckung zum aufgepressten Bandageelement eingestellt werden kann.

Der Außenring nimmt also lokal und konzentriert die im Betrieb des Rotors auftretenden Kräfte aus den Magnetelementen und/oder aus den Versteifungsstreben auf, und gibt diese homogenisiert über einen größeren Bereich an das Bandageelement weiter.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine (AFM), wie beispielsweise eine als Axialflussmaschine ausgebildete elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial zu einer Rotationsrichtung des Rotors der Axialflussmaschine gerichtet.

Es kann, je nach Anwendungsgebiet, vorteilhaft sein, eine Axialflussmaschine in I- Anordnung oder H-Anordnung auszubilden. Bei einer I-Anordnung ist der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet. Bei einer Fl- Anordnung sind zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators angeordnet. Die erfindungsgemäße Axialflussmaschine ist bevorzugt in I- Anordnung konfiguriert. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von Rotor-Stator- Konfigurationen als I-Typ und/oder H-Typ axial nebeneinander angeordnet sind. Auch wäre es in diesem Zusammenhang möglich, mehrere Rotor-Stator- Konfigurationen des I-Typs in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Insbesondere ist es auch zu bevorzugen, dass die Rotor-Stator-Konfiguration des H-Typs und/oder des I-Typs jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass diese modulartig zu einer Gesamtkonfiguration zusammengefügt werden können. Derartige Rotor-Stator-Konfigurationen können insbesondere koaxial zueinander angeordnet sein sowie mit einer gemeinsamen Rotorwelle oder mit mehrere Rotorwellen verbunden sein.

Der Stator der erfindungsgemäßen elektrischen Axialflussmaschine weist bevorzugt einen Statorkörper mit mehreren in Umfangsrichtung angeordneten Statorwicklungen auf. Der Statorkörper kann in Umfangsrichtung gesehen einteilig oder segmentiert ausgebildet sein. Der Statorkörper kann aus einem Statorblechpaket mit mehreren laminierten Elektroblechen gebildet sein. Alternativ kann der Statorkörper auch aus einem verpressten weichmagnetischen Material, wie dem sogenannten SMC-Material (Soft Magnetic Compound) gebildet sein.

Der Stator ist in einem Gehäuse aufgenommen. Das Gehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das Gehäuse aus einem Kunststoff gefertigt. Das Gehäuse kann allseitig geschlossen ausgeführt sein. Auch ist es möglich, Öffnungen in dem Gehäuse vorzusehen, beispielsweise zur Gewichtsreduktion oder für einen Zugang zu einem Bauteil.

Die Magnetelemente können beispielsweise als Permanentmagnete ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Magnetelemente im Wesentlichen identisch ausgeführt.

Als Rotorwelle wird eine drehbar gelagerte Welle einer elektrischen Maschine bezeichnet, mit der der Rotor bzw. Rotorkörper drehfest gekoppelt ist.

Die elektrische Axialflussmaschine kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen.

Eine Steuereinrichtung, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, dient insbesondere der elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme der elektrischen Axialflussmaschine.

Die elektrische Axialflussmaschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/rnin, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/rnin, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/rnin bereitstellt.

Die elektrische Axialflussmaschine kann bevorzugt auch in einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang verbaut sein. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Axialflussmaschine und ein Getriebe, wobei die elektrische Axialflussmaschine und das Getriebe eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Axialflussmaschine und das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Insbesondere bevorzugt kann ein derartiges Antriebsstranggehäuse auch eine Anschlussstruktur für die Axialflussmaschine bilden. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Axialflussmaschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Axialflussmaschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.

Ein Magnetelement weist bevorzugt eine Längserstreckung auf und verfügt über eine umlaufende Umfangskontur, wobei die auf einer ersten Seite, die im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements einer ersten Drehrichtung des Rotors zugewandt ist, ein sich in Längsrichtung erstreckender erster ebener Flächenabschnitt und ein sich in Längsrichtung erstreckender zweiter ebener oder frei geformter Flächenabschnitt ausgebildet ist, wobei im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements der erste Flächenabschnitt radial oberhalb des zweiten Flächenabschnitts positioniert ist, und auf einer zweiten Seite, die im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements einer zweiten Drehrichtung des Rotors zugewandt ist, ein sich in Längsrichtung erstreckender dritter ebener Flächenabschnitt und ein sich in Längsrichtung erstreckender vierter ebener oder frei geformter Flächenabschnitt ausgebildet ist.

Bevorzugt ist im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements der dritte Flächenabschnitt radial oberhalb des vierten Flächenabschnitts positioniert, wobei sich eine erste durch den ersten Flächenabschnitt verlaufende Ebene und eine dritte durch den dritten Flächenabschnitt verlaufende Ebene im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements in Richtung der Längserstreckung radial oberhalb des Magnetelements schneiden und sich eine zweite durch den zweiten Flächenabschnitt verlaufende Ebene und eine vierte durch den vierten Flächenabschnitt verlaufende Ebene im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements in Richtung der Längserstreckung radial unterhalb des Magnetelements schneiden.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass insbesondere über den ersten ebenen Flächenabschnitt und den dritten ebenen Flächenabschnitt jeweils eine gerade und ebene, exakt und wirtschaftlich produzierbare Fläche in einem Teilbereich der Umfangskontur des Magnetelements bereitgestellt werden kann, welche in einem Spritzguss- oder Verklebeprozess zur Ausbildung des Rotors gut abdichtet werden kann. Ferner erlauben der erste ebene Flächenabschnitt und der dritte ebene Flächenabschnitt eine besonders exakte radiale Positionierung der Magnetelemente.

Ferner kann über den ersten ebenen Flächenabschnitt und den dritten ebenen Flächenabschnitt ein Bezug „Masseschwerpunt zu Anlagefläche“ des Magnetelements hergestellt werden. Sie können somit als Referenz bei der Sortierung bzw. Zuordnung der Magnetelemente gegenüber deren Massenschwerpunktlage verwendet werden. Hierdurch kann ein geometrisches Wuchten erfolgen bzw. durch geometrische Sortierung die Unwucht des Rotors minimiert werden

Eine Sortierung und / oder Anordnung der Magnetelemente zur Unwuchtreduzierung kann zusätzlich oder in Kombination dann über eine Gewichtsbetrachtung der Magnetelemente stattfinden. Die Genauigkeit der Positionierung der Magnetelemente wird hierdurch optimiert, um die Unwucht durch ungleiche Positionierung der sortierten Magnetelemente in dem Rotor zu minimieren. Die Genauigkeit der Wucht des Rotors - beeinflusst durch die Magnetelemente - wird somit optimiert, indem die Magnete unter Berücksichtigung der geometrischen und Masseabweichungen sortiert und einer bestimmten Position im Rotor zugeordnet werden.

Durch den ersten ebenen Flächenabschnitt und den dritten ebenen

Flächenabschnitt sind also Bereiche entlang der umfänglichen Magnetkontur vorgesehen, welche geometrisch vereinfacht sind (ebene, gerade Flächenabschnitte) und dadurch günstig und präzise gefertigt werden können. Sie können - wie bereits oben erwähnt - insbesondere auch als Abdichtfläche bei der Produktion zur Verfügung stehen.

Dadurch das sich eine erste durch den ersten Flächenabschnitt verlaufende Ebene und eine dritte durch den dritten Flächenabschnitt verlaufende Ebene im in dem Rotor verbauten Zustand des Magnetelements in Richtung der Längserstreckung radial oberhalb des Magnetelements schneiden, besitzen der erste ebene Flächenabschnitt und der dritte ebene Flächenabschnitt Kontaktlinien, die eine schließende Richtung nach außen hin einnehmen, und somit als Positioniermöglichkeit des Magnetelements in der Rotorfertigung verwendet werden können.

Die Umfangskontur der Magnetelemente kann beispielsweise direkt in einem Sinterwerkzeug, an den Einzelscheiben eines geschichteten Magnetelements oder an dem Gesamtmagneten umgesetzt werden. Die geometrischen Merkmale der Umfangskontur können vor der Passivierung oder nach der Passivierung mit zusätzlicher Passivierung oder Folgeprozessen mit passivierender Wirkung ausgeformt werden. Sie können sowohl an segmentierten als auch an Komplettmagneten angewendet werden. Die geometrischen Details der Umfangskontur können symmetrisch als auch unsymmetrisch und/oder abschnittsweise an oder in der Umfangskontur umgesetzt werden.

Ein ebener Flächenabschnitt ist im Sinne dieser Erfindung eine flache zweidimensionale Fläche. Das bedeutet, dass zu je zwei Punkten in einem Flächenabschnitt eine Gerade vollständig in dem Flächenabschnitt liegend verläuft. Hierbei kann der Flächenabschnitt selbst auch lokale Unebenheiten aufweisen, wobei dann eine gemittelte Ebene durch den entsprechenden Flächenabschnitt gelegt wird.

Die Magnetelemente können beispielsweise als Permanentmagnete ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Magnetelemente im Wesentlichen identisch ausgeführt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Magnetelement bezogen auf seine Längserstreckung spiegelsymmetrisch ausgeformt ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Montagefreundlichkeit sowie das Auswuchten des Rotors verbessert werden kann.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Umfangskontur zumindest abschnittsweise eine Fase aufweist, die am Übergang zwischen der Umfangskontur und einer Axialfläche ausgebildet ist. Durch die Bereitstellung einer Kontur im Übergang von axialem zu umlaufender Magnetbereich können beispielsweise adhäsive Fügestellen in diesen Bereichen entlastet bzw. deren Beanspruchbarkeit erhöht werden.

Auch erlaubt die Fase eine elastischere Anbindung an eine Spritzguss- oder Klebefläche.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste ebene Flächenabschnitt und/oder der zweite ebene oder frei geformte Flächenabschnitt und/oder der dritte ebene Flächenabschnitt und/oder der vierte ebene oder frei geformte Flächenabschnitt jeweils zumindest abschnittsweise aus der jeweiligen ebenen Fläche herausragende oder hineinragende Strukturen aufweist. Hierdurch können insbesondere auch makroskopische Formdetails an einem oder mehreren Flächenabschnitten des Magnetelements bereitgestellt werden, die den Übertrag der (Flieh-) Kräfte an die entsprechenden Klebeflächen und/oder direkt angespritzten Bereiche im verbauten Zustand des Magnetelements verbessern.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Umfangskontur einen fünften Flächenabschnitt aufweist, der im in dem Rotor verbauten Zustand radial nach außen orientiert ist und den ersten Flächenabschnitt mit dem dritten Flächenabschnitt verbindet, wobei der fünfte Flächenabschnitt eine kreisbogenförmige Kontur aufweist, deren Drehachse koaxial zu einer Drehachse des Rotors verläuft. Durch das Vorgeben der kreisbogenförmigen, radial äußeren Kontur, kann bei ungeschichteten und geschichteten Magnetelementen eine homogene (Fliehkraft-) Lastabgabe an die stützenden Bauteile, wie beispielsweise die Hilfsbandage oder Lastbandage, des Rotors ermöglicht werden.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Umfangskontur einen sechsten Flächenabschnitt aufweist, der im in dem Rotor verbauten Zustand radial nach innen orientiert ist und den zweiten Flächenabschnitt mit dem vierten Flächenabschnitt verbindet, wobei der sechste Flächenabschnitt eine Fase aufweist, die am Übergang zwischen dem sechsten Flächenabschnitt und einer Axialfläche ausgebildet ist. Hierdurch ist eine keilartige Ausformung des sechsten Flächenabschnitts möglich, durch welche beispielsweise die Anbindung an einen Innenring des Rotors verbessert werden kann.

Grundsätzlich ist es möglich, dass ein Magnetelement über Anlageflächen, aber auch über Anlagepunkte positioniert werden kann.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Magnetelement einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist, wobei der obere Bereich oberhalb der Hälfte der Längserstreckung des Magnetelements und der untere Bereich unterhalb der Hälfte der Längserstreckung des Magnetelements verläuft, und der erste Flächenabschnitt und der dritte Flächenabschnitt ausschließlich innerhalb des oberen Bereichs des Magnetelements verlaufen. Hierdurch wird ein Wuchten bzw. eine definierte Anlage des Magnetelements in dem Rotor durch den oberen Bereich des Magnetelements realisiert.

Ferner ist es auch denkbar, dass ein Wuchten des Rotors durch den unteren Bereich realisiert ist.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das Magnetelement geschichtet oder monolithisch ausgeformt ist.

Es ist des Weiteren bevorzugt, dass in Umfangsrichtung beidseits einer der Versteifungsstreben jeweils ein Kopplungselement zwischen einem der Magnetelemente und der entsprechenden Versteifungsstrebe angeordnet ist, wobei die Kopplungselemente aus einem von dem Innenring und/oder dem Außenring und/oder den Magnetelementen und/oder den Versteifungsstreben verschiedenen Material geformt sind.

Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Magnetelementen wenigstens ein Kopplungselement angeordnet ist, dass mit wenigstens einem der Magnetelemente in radialer Richtung kraftübertragend gekoppelt ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kopplungselemente aus einem Material geformt sind, dass einen E-Modul zwischen 400MPa und 46.000MPa aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass hierdurch eine hinreichende Steifigkeitsdifferenz zu den Magneten des Rotors bereitgestellt werden kann, um hierdurch besonders gute Kopplungseigenschaften zu realisieren.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Kopplungselemente aus einem Material geformt sind, dass im Betrieb des Rotors ein elastisches Verhalten aufweist. Es kann hierdurch erreicht werden, dass die Kontaktflächen der Kopplungselemente mit den angrenzenden Bauteilen entlastet werden können.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kopplungselemente stabförmig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung eine mittlere Stärke von wenigstens 0,47mm, bevorzugt 0,5-10mm, besonders bevorzugt 0,5-5 mm aufweisen. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass hierdurch eine mindest- Elastizität zur Entkopplung ausgeprägt werden kann.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Kopplungselemente wenigstens einen von einer Stabform abweichenden Anbindungsabschnitt aufweisen, welcher zumindest abschnittsweise an einem der Magnetelemente anliegt. Hierdurch lässt sich insbesondere die Wirkung erzielen, dass radial wirkende Kraftkomponenten zwischen den Kopplungselementen und den Magnetelementen besser übertragbar sind, indem beispielsweise die Magnetelemente formschlüssig von den entsprechenden Anbindungsabschnitten der Kopplungselemente umgriffen werden.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Kopplungselemente im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, was durch den höheren Grad der Gleichteiligkeit auch einen positiven Einfluss auf die Herstellkosten haben kann.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Versteifungsstreben quaderförmig ausgebildet sind, wobei die Kopplungselemente zumindest abschnittsweise jeweils an einer Längsfläche einer der Versteifungsstreben anliegen. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Lastübertrag von einem der Versteifungselemente zu einem der Kopplungselemente homogen ohne lokale Überhöhungen geschieht.

Der Rotor kann hergestellt werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellung eines Formwerkzeugs,

Bereitstellung einer Mehrzahl von Versteifungsstreben,

Bereitstellung einer Mehrzahl von Magnetelementen,

- Anordnung der Versteifungsstreben und der Magnetelemente in dem Formwerkzeug, so dass die Versteifungsstreben speichenartig positioniert sind und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben jeweils ein Magnetelement angeordnet ist, und wobei beidseits einer der Versteifungsstreben jeweils ein Luftraum zwischen einem der Magnetelemente und der entsprechenden Versteifungsstrebe in dem Formwerkzeug vorgesehen ist,

- Spritzgießen eines Innenrings und eines Außenrings mithilfe des Formwerkzeugs, so dass die Position der Versteifungsstreben, der Magnetelemente, des Innenrings sowie des Außenrings zueinander festgelegt ist,

- Befüllen der Lufträume beidseits einer der Versteifungsstreben mit einem Material, dass von dem Material des Innenrings und/oder des Außenrings und/oder der Magnetelemente und/oder der Versteifungsstreben verschiedenen ist, so dass jeweils ein Kopplungselement zwischen einem der Magnetelemente und der entsprechenden Versteifungsstrebe ausgeformt ist.

Alternativ kann ein Rotor auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, gefertigt werden, umfassend die folgenden Schritte:

Bereitstellung eines Formwerkzeugs,

Bereitstellung einer Mehrzahl von Versteifungsstreben,

Bereitstellung einer Mehrzahl von Magnetelementen, - Bereitstellung einer Mehrzahl von Kopplungselementen mit einem Material, dass von dem Material eines Innenrings und/oder eines Außenrings und/oder der Magnetelemente und/oder der Versteifungsstreben verschiedenen ist,

- Anordnung der Versteifungsstreben und der Magnetelemente in dem Formwerkzeug, so dass die Versteifungsstreben speichenartig positioniert sind und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben jeweils ein Magnetelement angeordnet ist, und wobei beidseits einer der Versteifungsstreben jeweils ein Luftraum zwischen einem der Magnetelemente und der entsprechenden Versteifungsstrebe in dem Formwerkzeug vorgesehen ist,

- Spritzgießen des Innenrings und des Außenrings mithilfe des Formwerkzeugs, so dass die Position der Versteifungsstreben, der Magnetelemente, des Innenrings sowie des Außenrings zueinander festgelegt ist,

- Einsetzen der Kopplungselemente in die Lufträume beidseits einer der Versteifungsstreben

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung kann der Rotor einen Innenring und einen koaxial dazu angeordneten Außenring aufweisen, wobei in radialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckende Versteifungsstreben speichenartig angeordnet sind, und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben jeweils ein Magnetelemente angeordnet ist, wobei an dem Außenring ein ringförmiges Bandageelement mittels eines Presssitzes anliegt, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement in dem Rotor eingetragen ist.

Das Bandageelement kann beispielsweise mittels spanender Fertigungsverfahren hergestellt sein. Auch ist es denkbar, dass ein Bandageelement ganz oder teilweise gepresst, gewickelt oder gelegt ausgeführt ist. Das Bandageelement kann ferner ganz oder teilweise aus Spritzguss ausgebildet sein oder mittels eines Vergusses. Des weiteren kann das Bandageelement mittels eines Nasswickelverfahres oder eines PrePregs ausgeformt sein

Bevorzugt weist ein Bandageelement eine um laufend geschlossene Kontur auf. Besonders bevorzugt besitzt das Bandageelement an seiner dem Außenring zugewandten inneren Mantelfläche eine von einer Kreisbahn abweichende Polygon-Querschnittskontur.

Höchst bevorzugt besitzt die Hilfsbandage des Bandageelements an ihrer dem Außenring zugewandten inneren Mantelfläche eine von einer Kreisbahn abweichende Polygon-Querschnittskontur auf. Auch ist es bevorzugt, dass die Hilfsbandage des Bandageelements an seiner dem Außenring abgewandten äußeren Mantelfläche eine von einer Kreisbahn abweichende Polygon- Querschnittskontur auf. Bevorzugt entspricht die Polygon-Querschnittskontur an der äußeren Mantelfläche im Wesentlichen der Polygon-Querschnittskontur der inneren Mantelfläche der Hilfsbandage. Analog hierzu weist auch in bevorzugter Weise die Lastbandage des Bandageelements an ihrer der Hilfsbandage zugewandten inneren Mantelfläche eine von einer Kreisbahn abweichende Polygon- Querschnittskontur auf.

Ein Bandageelement kann zumindest abschnittsweise, aus einem Kunststoff geformt sein. Besonders bevorzugt ist es, dass der Kunststoff umlaufend geschlossen an dem Bandageelement angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind hierbei verstärkte Kunststoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe. Ein faserverstärkter Kunststoff kann eine Kurzfaser, Langfaser oder Endlosfaser sowie eine Mischung daraus enthalten. Ebenso ist es denkbar, dass ein Bandageelement zumindest abschnittsweise, und bevorzugt umlaufend geschlossen, aus einem metallischen Material, insbesondere Stahl, und/oder einer Keramik hergestellt ist.

Ein Bandageelement kann mehrteilig mit gleichen oder teilweise unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, wobei bevorzugt mindestens ein Material in Umfangsrichtung der Bandage einen E-Modul >48000MPa aufweisen muss.

Ein Bandageelement kann direkt an den Außenring des Rotors in einem Urformverfahren angeformt sein oder nachträglich, nach der Ausformung des Außenrings, an diesem angebracht werden.

Auch ist es denkbar, dass ein Bandageelement vor der Anbringung an den Außenring sowie auch danach nochmals zumindest in Teilbereichen bearbeitet wird.

Das Bandageelement kann den Außenring des Rotors in axialer Richtung vollständig oder abschnittsweise überdecken. Dabei wird eine axiale möglichst vollständige Überdeckung bevorzugt, da hierdurch eine besonders hohe wie auch gleichmäßige Druckbeaufschlagung ermöglicht wird.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, dass mehrere Bandageelemente axial hintereinander an dem Rotor angeordnet sind, was den Vorteil hat, dass man das Bandageelement modular aufbauen und der Länge eines Rotors flexibel anpassen kann.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass an dem Außenring eine ringförmige Hilfsbandage anliegt. Die Kopplungselemente erlauben zusammen mit der vorgespannten Hilfsbandage die Rotorscheibe umfänglich unter Druck zu setzen. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Mittelspannungen der Beanspruchungsamplituden im Betrieb Richtung Druck bewegt werden, was sich wiederum günstig auf die Haltbarkeit auswirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bandageelement mehrteilig ausgeführt ist mit wenigstens einer an dem Außenring anliegenden ringförmigen Hilfsbandage und wenigstens einer an der Hilfsbandage anliegenden ringförmigen Lastbandage. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass sich hierdurch die in den Rotor eingetragenen Vorspannungen sowie die Betriebsbeanspruchungen im Rotor und in der Bandage besser und genauer steuern lassen.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Material der Hilfsbandage von dem Material der Lastbandage verschieden ist, wodurch die Einsteilbarkeit der Vorspannungen sowie die Betriebsbeanspruchungen im Rotor und in der Bandage weiter optimiert werden können. Dies bedeutet, dass z.B. Magnete sowie Radialstreben zumindest zum Teil die Umlenkpunkte des Polygonzuges bestimmen und dadurch die Initialsteifigkeit der verbauten Bandage erhöht wird.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens ein Material eines mehrteiligen Bandageelements, insbesondere die Lastbandage, in Umfangsrichtung des Bandageelements einen E-Modul >48.000MPa aufweist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass die Bandage durch die erhöhte Umfangssteifigkeit eine relevante Betriebsbelastung aufnehmen kann und somit die Beanspruchung der Rotorscheibe reduziert.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die durch die Hilfsbandage in den Rotor eingebrachte Vorspannung größer ist als die durch die Lastbandage eingebrachte Vorspannung. Hierdurch lässt sich insbesondere bei Verwendung unterschiedlicher Materialien die Wirkung erzielen, dass das Verhältnis Mittelspanunng zu Beanspruchungsamplituden in den Bandagen gezielt gesteuert werden kann. Ebenfalls kann dadurch die Aufpresskraft im Verhältnis zur Toleranzsituation optimiert werden.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Lastbandage so an der Hilfsbandage anliegt, dass sie keine Vorspannung in den Rotor einträgt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Mittelspannung in der Lastbandage dadurch minimiert wird.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Außenring eine polygonförmig umlaufende äußere Kontur mit einer Mehrzahl von Stützstellen aufweist.

Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass die Stützstellen des Polygonzuges durch die lasteinleitenden Elemente bestimmt werden. Hierdurch können beispielsweise die Magnete sowie Radialstreben zumindest zum Teil die Umlenkpunkte des Polygonzuges bestimmen und dadurch die Initialsteifigkeit der verbauten Bandage erhöhen.

Wird in ein zylindrisches oder annähernd zylindrisches Bandageelement die Zentrifugallast der Magnete relativ diskret eingeleitet, so kann ein derartiges Bandageelement im ersten Belastungsbereich nur mit einer geringen Steifigkeit aufwarten. Hierbei ist der erste Belastungsbereich ein durch z.B. Fliehkraft oder Temperaturdehnung hervorgerufener Belastungsbereich im Betrieb des Rotors.

Dies hat wiederum große Bewegungsamplituden zwischen den Bauteilen mit entsprechenden Lastamplituden zur Folge. Wenn das Bandageelement entlang seiner Lasteinleitungs- und Abstützpunkte polygonialisiert ist, kann es eine vorteilhafte Steifigkeit aufweisen und entsprechende Lasten besonders gut aufnehmen.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das Bandageelement einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Außenring ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die lastaufnehmende Bandage noch näher an die lastgenerierenden Bauteile (Magnete) heranrückt und dadurch effektiver die Last aufnehmen kann. Ebenso werden weniger steife Last- Transferstrecken reduziert, was zu einer steiferen Anbindung mit weniger Relativbewegungen führt.

Der Rotor kann beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, dass die folgenden Schritte umfasst:

• Bereitstellung eines Rotors mit einem Innenring wobei sich in radialer Richtung vom Innenring aus nach außen erstreckende Versteifungsstreben speichenartig im Rotor angeordnet sind, und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben jeweils ein Magnetelemente angeordnet ist, • Anordnung eines ringförmigen Bandageelements an der äußeren Kontur des Rotors mittels eines Presssitzes, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement in dem Rotor eingetragen ist,

• Kopplung des Rotors an eine Rotorwelle.

Das Verfahren kann auch dahingehend angepasst sein, dass eine Bereitstellung eines Rotors mit einem Innenring und einem koaxial dazu angeordneten Außenring erfolgt, wobei in radialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckende Versteifungsstreben speichenartig angeordnet sind, und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben jeweils ein Magnetelemente angeordnet ist.

Ferner kann in einem weiteren Verfahrensschritt die Innenring teilweise oder vollständig aus dem Rotor entfernt werden, beispielsweise durch ein Abfräsen.

Abdeckscheibe

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Versteifungsstreben und/oder wenigstens eines der Magnetelemente mit wenigstens einer Abdeckscheibe verbunden ist, welche an einer zweiten Stirnseite des Rotors diesen zumindest abschnittsweise überspannt, so dass im Betrieb des Rotors eine Kraftübertragung von einer der Versteifungsstreben und/oder wenigstens eines der Magnetelemente auf die wenigstens eine Abdeckscheibe und/oder umgekehrt bewirkbar ist. Es kann hierdurch eine weitere Verbesserung der Axialsteifigkeit, der Verteilung von Beanspruchungsspitzen, der akustischen Eigenschaften sowie der Verschleißfestigkeit erreicht werden, indem der Rotor an seinen beiden Stirnseiten von jeweils einer Abdeckscheibe zumindest abschnittsweise abgedeckt ist.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors ringscheibenförmig ausgebildet sind/ist, was sich hinsichtlich der Herstellkosten sowie aus Gründen der Betriebssichergeit als besonders günstig erwiesen hat.

Hierbei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors mehrteilig ausgebildet sind/ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors aus schichtweise paketierten Scheibenelementen gebildet sind/ist. Die paketierten Scheibenelemente können aus dem gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sein. Neben einem schichtweisen, axial mehrteiligen Aufbau ist es auch möglich, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors in Umfangsrichtung mehrteilig ausgebildet sind, beispielsweise als Ringsegmente. Grundsätzlich kann es auch vorteilhaft sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors in radialer Richtung mehrteilig ausgeführt sind/ist, beispielsweise als koaxial zueinander angeordnete Ringscheiben.

Es kann des Weiteren bevorzugt sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors jeweils in einem Überdeckungsbereich und/oder Anlagebereich mit einem Magnetelement ein ferromagnetisches Material aufweist.

Ebenfalls ist es möglich, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors eine jeweilige Stirnseite abschnittsweise überdecken, vollständig überdecken oder auch überstehen.

Grundsätzlich kann die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors eben oder konturiert ausgeführt werden. Auch kann es vorteilhaft sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors an ihrer vom Rotor weg und/oder zum Rotor hin gerichteten Fläche zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, oberflächenbehandelt wurde, wodurch eine weitere Modifizierung und Anpassung einer Abdeckscheibe an spezielle Betriebsbedingungen des Rotors ermöglicht wird. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors an ihrer vom Rotor weg und/oder zum Rotor hin gerichteten Fläche zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig beschichtet ist, beispielsweise mit einem Lack.

Es ist insbesondere auch denkbar, die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors einstückig mit einem oder mehreren anderen Bauteilen des Rotors auszuführen, beispielsweise mit dem Außenring und/oder dem Bandageelement. So können die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors direkt an diesen Bauteilen im Urformverfahren angebracht sein oder aber auch nachträglich angebracht werden.

Die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors können insbesondere auch nach einer Montage an dem Rotor zumindest in Teilbereichen nachbearbeitet werden, insbesondere mittels spanender Verfahren.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten und/oder sphärisch verstärkten Kunststoff, amagnetischen Stahl, aus einem Aluminium oder einer Keramik geformt sind/ist.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors radial über den Rand des Außenrings hinausragen und axial zwischen den Abdeckscheiben, ein Bandageelement an dem Außenring anliegt. Hierdurch lässt sich insbesondere die Wirkung erzielen, dass die Abdeckscheiben als Aufnahme- und Führungselement für das Bandageelement während dessen Montage an dem Rotor sowie während des Betriebs des Rotors fungieren können.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors Befestigungsmittel aufweisen, mittels derer ein Drehmoment von dem Rotor auf einen Rotorflansch übertragbar ist, über weichen das Drehmoment in eine Rotorwelle einleitbar ist. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Befestigungsmittel auf einer Kreisbahn äquidistant angeordnete Befestigungsöffnungen umfassen. Hierdurch kann eine bevorzugte Verbindung zu einem Flansch hergestellt werden, wobei die Befestigungsöffnungen dann beispielsweise von Schrauben durchgriffen sind, die den Flansch drehmomentübertragend mit dem Rotor verbinden.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors ins Innere des Rotors gerichtete Einwölbungen aufweisen/aufweist. Der Vorteil dieser Einwölbungen ist insbesondere in einer lokalen Spannungsleitung und -entlastung einer Abdeckscheibe begründet.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors eine mittlere axiale Erstreckung aufweisen/aufweist, die zwischen 1 - 80% der axialen Erstreckung der Magnetelemente entspricht, was sich hinsichtlich der wünschenswerten Axialsteifigkeit eines Rotors als besonders günstig erwiesen hat. Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, was durch den gesteigerten Anteil an Gleichteilen einen positiven Einfluss auf die Fertigungskosten des Rotors haben kann.

Des Weiteren ist es jedoch auch möglich, dass die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors aus unterschiedlichen Materialien und/oder eine voneinander unterschiedliche geometrische Ausgestaltung aufweisen.

Die Abdeckscheibe an der ersten Stirnseite des Rotors und/oder die Abdeckscheibe an der zweiten Stirnseite des Rotors, können hinsichtlich Brandschutzerfordernissen gezielt ausgelegt werden, und damit als Schutzlage für die weiteren Bauteile des Rotors dienen. Damit kann beispielsweise die Gesamt- Brandschutz-Qualifizierung des Rotors gewährleistet werden, ohne dass die unter den Abdeckscheiben verborgenen Einzelbauteile diese direkt erfüllen müssen.

Innenrinq

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotor für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, eine Mehrzahl an Magnetelementen auf, die umfänglich verteilt in dem Rotor angeordnet ist, wobei die Magnetelemente sich radial nach innen an einem Innenring abstützen.

Der Innenring kann beispielsweise auch durch eine Rotorwelle ausgebildet sein, so dass sich die Magnetelemente radial nach innen an der als Innenring fungierenden Rotorwelle abstützen.

Ferner ist es möglich, dass sich die Magnetelemente zumindest abschnittsweise radial direkt an dem Innenring abstützen oder aber auch zumindest abschnittsweise indirekt, beispielsweise über radial zwischen dem Innenring und einem Magnetelement ausgeformten Anlagerippe. Die Anlagerippe kann insbesondere einstückig mit dem Innenring ausgeführt sein.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass über den Innenring bereits während des Fertigungsprozesses die bereits teilweise vereinigten Bauteile des Rotors gemeinsam gehandhabt werden können.

Dabei kann die innere Mantelfläche des Innenrings für die wiederholte Aufnahme zu Bearbeitungsprozessen dienen, beispielsweise indem ein entsprechendes Handhabungswerkzeug mit der inneren Mantelfläche des Innenrings gekoppelt wird.

Ebenso kann der Innenring dazu beitragen, einer umfänglichen Vorspannung des Rotors durch eine Außenvorspannung möglichst wenig Widerstand entgegenzusetzen, so dass die Vorspannung umfängliche Eigenspannungen generieren kann. Der Innenring stellt somit eine wenig steife Innenkontur dar, welche ein Vorspannen des Rotors in umfänglicher Richtung beispielsweise durch ein Bandageelement zulässt, bzw. die Ausbildung von umfänglichen Eigenspannungen durch die Vorspannung erlaubt.

Auch erlaubt der Innenring eine Vergrößerung der Einzeltoleranzen möglichst vieler der weiteren Bauteile des Rotors. Durch den Innenring können Bauteiltoleranzen in diesem „abgepuffert“ werden. So ist es beispielsweise möglich, dass nachdem die steifigkeitsbestimmenden Bauteile gemeinsam in dem Rotor verbaut wurden, jedoch vor dem Einpressen der Welle, der Innendurchmesser des Rotors bzw. des Innenrings auf ein gemeinsames Sollmaß gebracht werden kann. Der Innenring kann so insbesondere auch den Innendurchmesser des Rotors sehr genau definieren.

Der Innenring kann als separates Bauteil mit anderen Bauteilen des Rotors verbunden oder auch als ein mit diesen gemeinsames Bauteil gefertigt sein.

Der Innenring kann spanend, gepresst, aus Spritzguss oder Verguss mit gefülltem oder ungefülltem bzw. verstärktem oder unverstärktem Polymer geformt werden. Er kann hierbei direkt an die Anlagerippen und/oder die Versteifungsstreben im Urformverfahren angebracht sein oder nachträglich an diesen angebracht werden. Er kann insbesondere auch aus einem Strangprofil abgeschnitten und mit dem Rotor verbunden werden.

Es ist vorteilhaft, dass die innere Mantelfläche des Innenrings eine Kontur aufweist und/oder ein Formschlussmittel besitzt, durch welche zusätzlich eine umfänglich definierte Aufnahme des Rotors beispielsweise in einem Handhabungswerkzeug gewährleistet werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotor einen koaxial zu dem Innenring angeordneten Außenring aufweist, am dem sich die Magnetelemente radial nach außen abstützen.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass sich aus dem Innenring eine Mehrzahl von Anlagerippen jeweils radial nach außen erstrecken und sich eine Mehrzahl der Magnetelemente an den Anlagerippen abstützt. Es kann hierdurch erreicht werden, dass die Magnetelemente in radialer und/oder axialer und/oder umfänglicher Richtung fixiert an den Anlagerippen anliegen können. Hierzu kann eine Anlagerippe an der Anlagefläche zum Magnetelement eine entsprechende Kontur aufweisen.

Es ist bevorzugt, dass eine Anlagerippe eine im Querschnitt V-artige Kontur aufweist, wobei die Spitze der V-förmigen Kontur radial nach innen orientiert ist.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Anzahl der Anlagerippen der Anzahl der Magnetelemente entspricht. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass sich hierdurch eine besonders exakt einstellbare Abstützung der Magnetelemente erreichen lässt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl der Anlagerippen eine die jeweilige Anlagerippe axial durchgreifende Öffnung aufweist. Hierdurch kann eine Anlagerippe beispielsweise an einen Rotorflansch angebunden werden, um ein Drehmoment von dem Rotor über die Anlagerippen auf den Rotorflansch zu übertragen.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Anlagerippen jeweils ein sich in radialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckende Versteifungsstrebe angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich hierdurch das im Betrieb des Rotors auftretende Schwingungsverhalten durch die zentrifugalkraftbeaufschlagten Bauteile des Rotors besser kompensieren lassen.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Innenring und die Anlagerippen einstückig, insbesondere monolithisch, miteinander ausgebildet sind. Hierdurch kann eine vereinfachte Fertigung des Innenrings und der Anlagenrippen realisiert werden. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann es daher auch vorgesehen sein, dass der Innenring mittels eines Strangpressverfahrens geformt ist.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Innenring aus einem Material mit einem E-Modul von weniger als 47GPa gefertigt ist. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist dass sich die umfängliche Vorspannung in der Struktur der Rotorscheibe aufbaut und weniger durch den Ring geblockt wird.

Es ist ferner bevorzugt, dass die axiale Erstreckung des Innenrings wenigstens 20% der axialen Erstreckung des Rotors entspricht.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Innenring aus dem Rotor entnehmbar ist. Der Innenring kann somit beispielsweise vor dem Einpressen der Rotorwelle entnommen werden. Es ist somit ganz besonders bevorzugt, dass bei einer Entnahme des Innenrings die Anlagerippen im Rotor verbleiben. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, dass der Innenring als eine Art von Schutzelement für die radial äußeren Bauteile dient, beispielsweise auch für die Stirnseiten der Versteifungsstreben hin zur Rotorwelle.

Hierbei kann der Innenring bevorzugt spielbehaftet gegenüber der Rotorwelle ausgebildet sein. Insbesondere überträgt der Innenring kein Drehmoment über seine innere Mantelfläche an die Rotorwelle.

Bevorzugt kann der Rotor für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, eine Mehrzahl an Magnetelementen umfassen, die umfänglich verteilt in dem Rotor angeordnet ist, wobei die Magnetelemente sich radial nach innen an einer Mehrzahl von Anlagerippen abstützen.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass sich das an dem Magnetelementen erzeugte Drehmoment zumindest zum Teil über die Anlagerippen an eine Rotorwelle übertragen lässt.

Hierzu wird das von den Magnetelementen erzeugte Drehmoment an die Anlagerippen geleitet, über welche es dann, beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Rotorflansches, an die Rotorwelle weitergegeben werden kann. Auch ist es möglich, einen Teil des Drehmoments über die Anlagerippen direkt oder unter Zwischenschaltung eines Innenrings (radial) an die Rotorwelle zu übermitteln. Dies kann beispielsweise mittels Reibschluss und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss erfolgen. Ebenso können die Anlagerippen das Drehmoment an ein Bauteil oder eine Kette von Bauteilen übertragen, welche das Drehmoment dann in die Welle einleiten.

Ferner bewirken die Anlagerippen einen Stützeffekt gegen axiales Verkippen der Magnetelemente im Betrieb des Rotors. Es kann hierdurch auch erreicht werden, dass die Magnetelemente in radialer und/oder axialer und/oder umfänglicher Richtung fixiert an den Anlagerippen anliegen können. Hierzu kann eine Anlagerippe an der Anlagefläche zum Magnetelement eine entsprechende Kontur aufweisen. Des Weiteren unterstützen die Anlagerippen innerhalb des Rotors die Ausbildung eines überwiegend unter Druck-Vorspannung setzbaren Lastpfad von der Rotorwelle zu den Magnetelementen bis zu einem Bandageelement. Hierdurch können insbesondere die Beanspruchungsamplituden in diesem Pfad minimiert werden.

Es ist bevorzugt, dass eine Anlagerippe eine im Querschnitt V-artige Kontur aufweist, wobei die Spitze der V-förmigen Kontur radial nach innen orientiert ist.

Eine Anlagerippe kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt werden.

Eine Anlagerippe ist bevorzugt so auszuführen, dass sie eine radiale Erstreckung aufweist, die wenigstens 48% der radialen Erstreckung zwischen der radial äußeren Kante der Rotorwelle und radial äußeren Kante der Magnetelemente entspricht

Eine Anlagerippe kann an weitere Bauteile des Rotors angebunden sein. Eine Anlagerippe kann als separates Bauteil in dem Rotor vorliegen. Auch ist es möglich, dass mehrere Anlagerippen, bevorzugt alle Anlagerippen, miteinander verbunden sind, beispielsweise über einen Innenring.

Eine Anlagerippe kann spanend, gepresst, aus Spritzguss oder Verguss, mit gefülltem oder ungefülltem bzw. verstärktem oder unverstärktem Polymer erzeugt werden. Ebenso kann es aus amagnetischem Stahl oder Keramik hergestellt werden.

Eine Anlagerippe kann direkt an einem Magnetelement und/oder die Rotorwelle in einem Urformverfahren angebracht sein oder nachträglich angebracht werden. Ferner ist es möglich, dass eine Anlagerippe sowohl wellenseitig wie auch magnetseitig an ein ein- oder mehrlagiges Interface angebunden sein kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anzahl an Magnetelementen der Anzahl der Anlagerippen entspricht, was zu einer besonders guten Abstützung der Magnetelemente beitragen kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass eine Anlagerippe für die Anlage von mehreren Magnetelementen vorgesehen ist oder mehrere Anlagerippen pro Magnet verwendet werden.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl der Anlagerippen eine die jeweilige Anlagerippe axial durchgreifende Öffnung aufweist. Hierdurch kann eine Anlagerippe beispielsweise an einen Rotorflansch angebunden werden, um ein Drehmoment von dem Rotor über die Anlagerippen auf den Rotorflansch zu übertragen.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Anlagerippen jeweils mindestens ein sich in radialer Richtung erstreckende Versteifungsstrebe angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich hierdurch das im Betrieb des Rotors auftretende Schwingungsverhalten durch die zentrifugalkraftbeaufschlagten Bauteile des Rotors besser kompensieren lassen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass sich eine Mehrzahl von Anlagerippen jeweils radial nach außen aus einem Innenring erstrecken. So kann der Innenring dazu beitragen, einer umfänglichen Vorspannung des Rotors durch eine Außenvorspannung möglichst wenig Widerstand entgegenzusetzen, so dass die Vorspannung umfängliche Eigenspannungen generieren kann. Der Innenring stellt somit eine wenig steife Innenkontur dar, welche ein Vorspannen des Rotors in umfänglicher Richtung beispielsweise durch ein Bandageelement zulässt, bzw. die Ausbildung von umfänglichen Eigenspannungen durch die Vorspannung erlaubt. Ferner kann die innere Mantelfläche des Innenrings für die wiederholte Aufnahme zu Bearbeitungsprozessen dienen, beispielsweise indem ein entsprechendes Handhabungswerkzeug mit der inneren Mantelfläche des Innenrings gekoppelt wird.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass eine Mehrzahl von Anlagerippen, bevorzugt alle Anlagerippen, im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Durch den hiermit erhöhten Grad der Gleichteiligkeit des Rotors können insbesondere Herstellkosten gesenkt werden.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl der Anlagerippen aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, einem amagnetischem Stahl oder einer Keramik gebildet ist.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Anlagerippen aus einem Strangpressprofil gebildet sind. Hierdurch kann eine vereinfachte Fertigung der Anlagenrippen und eines ggf. vorhandenen Innenrings realisiert werden.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Anlagerrippen aus gestanzten und paketierten Blechen gebildet sind.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass bei wenigstens einer Anlagerippe an ihrer radial nach innen zu einer Rotorwelle hin gerichteten Fläche ein Formschlussmittel aufweist, über welches eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Rotorwelle und der Anlagerippe herstellbar ist. Der Vorteil, der sich hierdurch ergibt ist insbesondere, dass eine eindeutige Positionierung von Rotorwelle und Anlagerippe zueinander bereitgestellt werden kann.

Außenring

Besonders bevorzugt umfasst der Rotor für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen, die umfänglich verteilt in dem Rotor angeordnet ist, wobei die Magnetelemente sich radial nach außen an einem Außenring abstützen.

Diese Abstützung kann direkt oder indirekt erfolgen. Bei einer direkten Abstützung liegt das Magnetelement zumindest abschnittsweise an dem Außenring an. Bei einer indirekten Abstützung befindet sich zumindest abschnittsweise noch eine Material läge zwischen dem Magnetelement und dem Außenring.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die üblicherweise recht spröden Magnetelemente besser vor mechanischen Einflüssen geschützt werden und gleichmäßig ihre im Betrieb des Rotors zentrifugalkraftbewirkten Lasten abgeben können. Diese durch die Magnetelemente hervorgerufenen Kräfte können so gleichmäßig über einen weiten umfänglichen Bereich des Außenrings an andere Bauteile des Rotors, wie beispielsweise einem Bandageelement, weitergeleitet werden.

Es ist daher bevorzugt, dass der Außenring den Magnetelementen eine „sanfte Bettung“ zur Verfügung stellt, um das spröde Material der Magnetelemente gut vor unerwünschten Spannungsspitzen zu schützen. Der Außenring kann sich daher bevorzugt an die Magnetelemente anschmiegen, was fertigungstechnisch beispielsweise durch einen Spritzgussprozess und/oder über eine Interface-Schicht wie eine Klebemasse und/oder über ein Material, dessen E-Modul geringer ist als das Material der Magnetelemente, bewirkt werden kann. Hierdurch kann die von einem Magnetelement ausgehende Kraft über eine möglichst große Kontaktfläche abgeleitet werden, was lokale Druckbeanspruchungen reduzieren kann.

Ferner kann durch den Außenring die Axialsteifigkeit des Rotors erhöht werden.

Der Außenring kann aus Spritzguss oder Verguss, mit gefülltem oder ungefülltem bzw. verstärktem oder unverstärktem Polymer erzeugt werden. Ebenso ist es denkbar, den Außenring aus amagnetischem Stahl oder Keramik zu formen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an dem Außenring ein ringförmiges Bandageelement mittels eines Presssitzes anliegt, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement in dem Rotor eingetragen ist.

Hierdurch kann ein Bandageelement vor einen direkten Kontakt mit den üblicherweise recht rauen Magnetelementen geschützt werden. Somit trennt der Außenring die spröden, rauen Magnetelemente von dem in der Regel vergleichsweise kerbempfindlichen Bandageelement.

Des Weiteren kann dem Bandageelement über den Außenring an seiner äußeren Mantelfläche ein gleichmäßiges Bett zur Verfügung gestellt werden, was den Aufpressvorgang des Bandageelements vereinfachen und eine gleichmäßige Lasteintragung in das Bandageelement unterstützen kann. Ferner können lokale (Über-) Beanspruchungen des Bandageelements in Querrichtung reduziert oder vollständig vermieden werden. Zusätzlich kann der Außenring auch eine gleichmäßige äußere Mantelfläche zur Verfügung stellen, über welche ein Bandageelement aufgepresst werden kann. Diese Fläche kann zusätzlich vor dem Aufpressvorgang auf ein exaktes Maß gebracht werden, mit welchem die Überdeckung zum aufgepressten Bandageelement eingestellt werden kann.

Der Außenring nimmt also lokal und konzentriert die im Betrieb des Rotors auftretenden Kräfte aus den Magnetelementen und/oder aus den Versteifungsstreben auf, und gibt diese homogenisiert über einen größeren Bereich an das Bandageelement weiter.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Außenring umfänglich geschlossen ausgeführt ist, was insbesondere fertigungstechnisch aber auch mit Hinblick auf die Axialsteifigkeit des Rotors von Vorteil sein kann.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Außenring aus einzelnen Ringsegmenten gebildet ist. Hierbei können insbesondere ein Ringsegment des Außenrings und ein Magnetelement eine bauliche Einheit bilden, welche dann durch umfängliche Anordnung einer Mehrzahl dieser baulichen Einheiten, zu einem Ring geformt werden.

Der Außenring kann also als ein geschlossener Ring oder aus Ringsegmenten gebildet werden, welche zu einem Ring angeordnet werden. Der Außenring kann aus einem gestanzten Band aufgerollt oder aus einem Strangprofil abgeschnitten werden. Ferner ist es denkbar, dass ein Außenring als Längsstruktur aus einer Platte gestanzt und aufgefächert werden kann.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Außenring eine Mehrzahl von Taschen umfasst, welche jeweils eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anlagefläche für ein Magnetelement besitzt und in Umfangsrichtung beidseits des Magnetelements jeweils einen sich aus dem Außenring radial nach Innen erstreckenden Kopplungsabschnitt aufweist. Hierdurch lässt sich insbesondere die Wirkung erzielen, dass die Führung und Anlage der Magnetelemente in Umfangsrichtung verbessert werden kann. Ferner erleichtern die Taschen auch die Fertigung des Rotors, da die Magnetelemente über die Taschen in einer vordefinierten Position gegenüber dem Außenring positionierbar sind, beispielsweise vor einem Spritzguss oder Vergussprozess.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Magnetelementen jeweils mindestens eine sich in radialer Richtung zum Außenring hin erstreckende Versteifungsstrebe angeordnet ist, wodurch auch Lastpfade durch die Versteifungsstreben definiert auf den Außenring übertragbar sind.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass sich eine Mehrzahl von Versteifungsstreben jeweils in radialer Richtung an dem Außenring abstützen, so dass die Versteifungsstreben an einem Verkippen gehindert werden können. Hierdurch können ferner auch die Kräfte der Versteifungsstreben besonders homogen auf das Bandageelement übertragen werden. Dies trägt positiv zur Gesamt-Axialsteifigkeit der Rotorscheibe bei.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass sich mindestens eine Versteifungsstrebe jeweils in radialer Richtung an einem Kopplungsabschnitt des Außenrings abstützt, was die Kraftübertragung zwischen den Versteifungsstreben und dem Außenring weiter verbessern kann. Es wäre auch möglich, dass sich eine Mehrzahl von Versteifungsstreben jeweils in radialer Richtung an einem Kopplungsabschnitt des Außenrings abstützen.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der Außenring mittels eines Strangpressverfahrens geformt ist, was insbesondere fertigungstechnisch besonders günstig ist.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Außenring eine polygonförmig umlaufende äußere Kontur mit einer Mehrzahl von Stützstellen aufweist. Es hat sich gezeigt, dass wenn der Außenring entlang seiner Lasteinleitungs- und Abstützpunkte polygonialisiert ist, er eine vorteilhafte Steifigkeit aufweisen und entsprechende Lasten besonders gut aufnehmen kann.

Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass die Stützstellen des Polygonzuges durch die lasteinleitenden Elemente bestimmt werden. Dadurch ist die Form während der Belastung in der unbelasteten Struktur bereits vorweg genommen, was zu einer erhöhten initialen Steifigkeit führt.

Bevorzugt umfasst der Rotor für eine Axialflussmaschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, einen Innenring und einen koaxial dazu angeordneten Außenring, und zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Magnetelemente, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring sich in radialer Richtung erstreckende Versteifungsstreben speichenartig angeordnet sind, und in Umfangsrichtung beidseits einer Versteifungsstrebe jeweils eines der Magnetelemente so angeordnet und mit einer Versteifungsstrebe wirkverbunden ist, dass eine durch im Betrieb des Rotors auf die Magnetelemente einwirkende Zentrifugalkraft hervorgerufene Kraftkomponente von einem Magnetelement auf eine Versteifungsstrebe und/oder umgekehrt übertragbar ist. wobei wenigstens eine der Versteifungsstreben und/oder wenigstens eines der Magnetelemente mit wenigstens einer Abdeckscheibe verbunden ist, welche an einer ersten Stirnseite des Rotors diesen zumindest abschnittsweise überspannt, so dass im Betrieb des Rotors eine Kraftübertragung von einer der Versteifungsstreben und/oder wenigstens eines der Magnetelemente auf die wenigstens eine Abdeckscheibe und/oder umgekehrt bewirkbar ist.

Hierdurch kann zum einen die Axialsteifigkeit des Rotors erhöht werden. Ferner erlaubt der erfindungsgemäße Rotor die Zentrifugallasten der Magnetelemente gleichmäßiger radial nach außen, beispielsweise in Außenring und/oder in ein Bandageelement einzutragen.

Der Innenring kann beispielsweise auch durch eine Rotorwelle ausgebildet sein, so dass sich die Magnetelemente radial nach innen an der als Innenring fungierenden Rotorwelle abstützen.

Ferner können die Versteifungsstreben teilweise oder ganz auch direkten Kontakt zur Bandage haben.

Des Weiteren erlaubt die Abdeckscheibe die Bereitstellung einer homogenen Kontaktfläche zur Kontaktierung und Aufnahme der Betriebskräfte, beispielsweise durch einen Flansch. Der Flansch kann hierbei in vorteilhafter Weise über eine eng tolerierte Kontaktfläche an die Abdeckscheibe angebunden sein, um hierdurch die auftretenden Betriebskräfte gleichmäßig und sicher aufnehmen zu können. So kann beispielsweise die Abdeckscheibe auch Beanspruchungsspitzen durch Inhomogenitäten in dem Rotor auf größere Bereiche verteilen und somit reduzieren.

Ferner kann die Abdeckscheibe vorteilhafte Auswirkungen auf die Akustik und Luftreibung im Betrieb des Rotors durch eine homogene, insbesondere auch ebene, Oberfläche realisieren. Auch kann die Abdeckscheibe im Falle eines eventuellen Kontakts des Rotors mit dem Stator die Auswirkungen durch den Kontakt sowie der Verschleiß der Funktionsbauteile des Rotors minimieren. Die Abdeckscheibe kann als auch als eine Art von Verschleißelement zum Anstreifen des Rotors an den Stator dienen. Dies dient zum einen dem Schutz der inneren Struktur, zum anderen kann die Abdeckscheibe lokal behandelt werden, um Auswirkungen durch das Anstreifen zu minimieren, beispielsweise durch eine Gleitschicht für geringeren Energieeintrag, lokale verschleißresistente Schicht, und/oder einem Sensor im Bereich einer Anlaufstelle zur Detektierung des Anlaufs.

Bevorzugt sind in radialer Richtung sich zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckende Versteifungsstreben speichenartig angeordnet, wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben jeweils ein Magnetelement angeordnet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in Umfangsrichtung beidseits einer der Versteifungsstreben jeweils ein Kopplungselement zwischen einem der Magnetelemente und der entsprechenden Versteifungsstrebe angeordnet ist, wobei die Kopplungselemente aus einem von dem Innenring und/oder dem Außenring und/oder den Magnetelementen und/oder den Versteifungsstreben verschiedenen Material geformt sind.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Versteifungsstreben mehrteilig ausgeführt ist. Auch kann es vorgesehen werden, dass eine Mehrzahl der Versteifungsstreben mehrteilig ausgeführt ist. Des Weiteren ist es möglich, dass alle Versteifungsstreben mehrteilig ausgeführt sind.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Versteifungsstreben einstückig mit dem Innenring und/oder dem Außenring ausgeformt ist. Es kann ferner bevorzugt sein, dass eine Mehrzahl der Versteifungsstreben einstückig mit dem Innenring und/oder dem Außenring ausgeformt ist. Höchst bevorzugt, sind alle Versteifungsstreben einstückig mit dem Innenring und/oder dem Außenring ausgeformt.

Die Versteifungsstreben können direkt in einem Urformverfahren in den Rotor eingebracht oder nachträglich in diesem angeordnet werden. Die Versteifungsstreben können vor der Anbringung in den Rotor sowie danach nochmals zumindest in Teilbereichen bearbeitet werden. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass zumindest ein Material wenigstens einer Versteifungsstrebe in radialer Erstreckung der Versteifungsstrebe einen E-Modul von größer als 6000MPa aufweist. Es kann darüber hinaus auch bevorzugt sein, dass zumindest ein Material einer Mehrzahl an Versteifungsstreben in radialer Erstreckung der Versteifungsstreben einen E-Modul von größer als 6000MPa aufweist. Des Weiteren ist es auch bevorzugt, dass zumindest ein Material aller Versteifungsstreben in radialer Erstreckung der Versteifungsstrebe einen E-Modul von größer als 6000MPa aufweisen.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass wenigstens eine der Versteifungsstreben aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, amagnetischen Stahl, aus einem Aluminium oder einer Keramik geformt ist.

Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass das Material einer der Versteifungsstreben von dem Material der Kopplungselemente und/oder des Innenrings und/oder des Außenrings und/oder der Magnetelemente verschieden ist

Die Versteifungsstreben können spanend, gepresst, gewickelt, gelegt aus Spritzguss, Verguss, Nasswickelverfahren oder PrePreg mit gefülltem oder ungefülltem bzw. verstärktem oder unverstärktem Polymer erzeugt werden. Die Verstärkungen können sphärisch, Kurzfaser, Langfaser oder Endlosfaser sowie eine Mischung daraus sein.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Versteifungsstreben, die Magnetelemente und/oder der Innenring eine gegengleiche Vorspannung zu einer Lastbandage und/oder einer Hilfsbandage im Betriebspunkt des Rotors aufweisen.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass wenigstens eine der Versteifungsstreben quaderförmig ausgeformt ist. Bevorzugt ist eine Mehrzahl der Versteifungsstreben quaderförmig ausgeformt. Höchst bevorzugt sind alle Versteifungsstreben quaderförmig ausgeformt. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl der Versteifungsstreben, bevorzugt alle Versteifungsstreben, im Wesentlichen identisch ausgeführt sind, was insbesondere hinsichtlich der Herstellkosten vorteilhaft ist.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass wenigstens eine der Versteifungsstreben an einer ihrer Axialflächen mit einer Abdeckscheibe, verbunden ist, welche an einer Stirnseite des Rotors diesen zumindest abschnittsweise überspannt. In diesem Zusammenhang kann es auch bevorzugt sein, dass eine Mehrzahl der Versteifungsstreben jeweils an einer ihrer Axialflächen mit einer Abdeckscheibe verbunden ist, welche an einer Stirnseite des Rotors diesen zumindest abschnittsweise überspannt. Höchst bevorzugt ist es ebenfalls, dass alle Versteifungsstreben jeweils an einer ihrer Axialflächen mit einer Abdeckscheibe verbunden sind, welche an einer Stirnseite des Rotors diesen zumindest abschnittsweise überspannt.

Der Vorteil, der sich hierdurch ergibt ist insbesondere, dass die Versteifungsstreben so eine Schubfeldübertragung zu den Abdeckscheiben und/oder umgekehrt ermöglichen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht auf einen Rotor für eine Axialflussmaschine,

Figur 2 eine Explosionsdarstellung eines Rotors für eine Axialflussmaschine,

Figur 3 eine Querschnittsansicht auf einen Rotor einer Axialflussmaschine,

Figur 4 eine Querschnittsdetailansicht auf in der Figur 3 gezeigten Rotor, Figur 5 freigestellte Versteifungsstreben, Außenring und Bandageelement in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 6 ein Außenring in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 7 eine Detailansicht auf die Anlagefläche des Außenrings in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 8 eine Detailansicht auf ein Kopplungselement in dem Rotor in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 9 einen Rotor in drei verschiedenen Herstellungszuständen in jeweils einer Querschnittsansicht,

Figur 10 eine erste Ausführungsform eines Magnetelements in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 11 eine erste Ausführungsform eines Magnetelements in einer perspektivischen Darstellung,

Figur 12 eine zweite Ausführungsform eines Magnetelements in einer perspektivischen Darstellung,

Figur 13 eine dritte Ausführungsform eines Magnetelements in einer perspektivischen Darstellung,

Figur 14 eine vierte Ausführungsform eines Magnetelements in einer perspektivischen Darstellung,

Figur 15 zwei Ausführungsformen eines Bandageelements in jeweils einer perspektivischen Schnittansicht

Figur 16 ein Rotor in einer perspektivischen Axialschnittansicht, Figur 17 ein Rotor mit Abdeckscheiben in einer Axialschnittdarstellung,

Figur 18 einen freigestellten Innenring mit Anlagerippen und Magnetelementen in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 19 einen Rotor ohne Innenring in einer Querschnittsdarstellung

Figur 20 zwei Ausführungsformen einer Axialflussmaschine in jeweils einer schematischen Axialschnittdarstellung,

Figur 21 ein Kraftfahrzeug mit einer Axialflussmaschine in einer schematischen Darstellung

Die Figur 1 und die Figur 2 zeigen einen Rotor 1 für eine Axialflussmaschine 2, insbesondere für eine Axialflussmaschine 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 3 eines Kraftfahrzeugs 4, wie es auch in der Figur 21 skizziert ist.

Der Rotor 1 umfasst einen Innenring 5 und einen koaxial dazu angeordneten Außenring 6, wobei in radialer Richtung zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 erstreckende stabartige, im Querschnitt rechteckige Versteifungsstreben 7 speichenartig angeordnet sind. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben 7 ist jeweils ein Magnetelement 8 angeordnet.

Wie gut aus der Figur 3 zu entnehmen ist, ist in Umfangsrichtung beidseits einer der Versteifungsstreben 7 jeweils ein Kopplungselement 9 zwischen einem der Magnetelemente 8 und der entsprechenden Versteifungsstrebe 7 angeordnet. Die Kopplungselemente 9 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet. Die Kopplungselemente 9 sind aus einem von dem Innenring 5 und/oder dem Außenring 6 und/oder den Magnetelementen 8 und/oder den Versteifungsstreben 7 und/oder den Anlagerippen 60 verschiedenen Material geformt.

Die Magnetelemente 8 werden radial außen durch einen geschlossenen Außenring 6 aufgenommen. An diesem schließt sich die ringförmige Hilfsbandage 12 mit der ringförmigen Lastbandage 17 an. Radial innen liegen die Magnetelemente 8 übder die Anlagerippen 60 an dem Innenring 5 an, welcher über den Flansch 16 mit der Rotorwelle 23 gekoppelt ist. Axial ist beidseitig je eine Abdeckscheibe 18,19 aufgebracht. Der Flansch 16 nimmt den Innenring 5 oder die Anlagerippen 60 auf und ist mit Schrauben an den Flanschring 20 angebunden. Die Compression- Limiter 21 stützen den Innenring 5 und wirken hierbei als Verschraubungs- Abstützelemente.

Das Kopplungselement 9 dient dazu Relativverschiebungen zwischen den Magnetelementen 8 und weiteren Bauteilen auszugleichen, und gleichzeitig die Normal-Zugbeanspruchung auf Kopplungselemente 9 zu reduzieren. Zugleich werden die Kopplungselemente 9 benutzt, um Zentrifugalkräfte der Magnetelemente 8 an die Versteifungsstreben 7 weiterzuleiten und somit u.a. die Decklagen zu entlasten. Die Kopplungselemente 9 binden die Decklagen, also die Abdeckscheiben 18,19 axial an den Rotor 1 , um den Luftspalt zwischen dem Rotor 1 und dem Stator 22 stabil zu halten. Kopplungselemente 9 erlauben des Weiteren zusammen mit der vorgespannten Bandage (vor Einpressen der Welle) den Rotor 1 umfänglich unter Druck zu setzen. Hierzu liegt an dem Außenring 6 eine ringförmige Hilfsbandage 12 an. Durch die Elastizität des Kopplungselements 9 wird die umfängliche Steifigkeit des Rotors 1 mit definiert bzw. auf das gewünschte Niveau gezielt eingestellt.

In den Figuren 3-4 ist der Rotor 1 mit einem Innenring 5 gezeigt, an dem sich die Versteifungsstreben radial abstützen. Wenn dieser Rotor 1 jedoch auf eine Rotorwelle 26 drehfest montiert wird, kann der Innenring 5 aus den Figuren 3-4 auch, beispielsweise durch Abfräsen, vor der Montage auf der Rotorwelle 26 entfernt worden sein, so dass im montierten Zustand der Innenring 5 durch die äußere Mantelfläche der Rotorwelle 26 ausgebildet wird. Dies ist in der Figur 19 gezeigt, wo sich dann die Versteifungsstreben 7 direkt auf der Rotorwelle 26 radial abstützen.

Der Rotor 1 kann in einer Axialflussmaschine 2 in H-Konfiguration, wie sie in der Abbildung a der Figur 20 zu sehen ist, oder in I-Ausführung, die in der Abbildung b der Figur 20 gezeigt ist, verwendet werden.

Die Figur 4 zeigt eine Detailansicht des aus der Figur 3 bekannten Rotors 1 . Man erkennt auch hier gut den Innenring 5 und den koaxial dazu angeordneten Außenring 6, wobei in radialer Richtung zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 erstreckende Versteifungsstreben 7 speichenartig angeordnet sind, und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben 7 jeweils ein Magnetelemente 8 angeordnet ist.

An dem Außenring 6 liegt ein ringförmiges Bandageelement 44 mittels eines Presssitzes an, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement 44 in dem Rotor 1 eingetragen ist. Das Bandageelement 44 kann den Außenring 6 des Rotors 1 in axialer Richtung vollständig oder abschnittsweise überdecken. Das Bandageelement 44 ist mehrteilig ausgeführt, mit wenigstens einer an dem Außenring 6 anliegenden ringförmigen Hilfsbandage 12 und wenigstens einer an der Hilfsbandage 12 anliegenden ringförmigen Lastbandage 17. Grundsätzlich wäre es auch möglich, das Bandageelement 44 einteilig auszubilden. Ferner ist es auch möglich, dass nur die Hilfsbandage 12 über eine Presspassung aufgebracht ist, und die Lastbandage 17 lastfrei darauf positioniert ist. Es können natürlich auch Hilfsbandage 12 und Lastbandage 17 mit einer Presspassung versehen sein.

Anhand der Figur 8 werden nachfolgend die Kopplungselemente 9 des Rotors 1 näher erläutert. Das Kopplungselement 9 dient zunächst dazu Relativverschiebungen zwischen den Magnetelementen 8 und weiteren Bauteilen auszugleichen, und gleichzeitig die Normal-Zugbeanspruchung auf Kopplungselemente 9 zu reduzieren. Zugleich werden die Kopplungselemente 9 benutzt, um Zentrifugalkräfte der Magnetelemente 8 an die Versteifungsstreben 7 weiterzuleiten und somit u.a. die Decklagen zu entlasten. Die Kopplungselemente 9 binden die Decklagen, also die Abdeckscheiben 18,19 axial an den Rotor 1 , um den Luftspalt zwischen dem Rotor 1 und dem Stator 22 stabil zu halten.

Kopplungselemente 9 erlauben des Weiteren zusammen mit der vorgespannten Bandage (vor Einpressen der Welle) den Rotor 1 umfänglich unter Druck zu setzen. Hierzu liegt an dem Außenring 6 eine ringförmige Hilfsbandage 12 an. Durch die Elastizität des Kopplungselements 9 wird die umfängliche Steifigkeit des Rotors 1 mit definiert bzw. auf das gewünschte Niveau gezielt eingestellt.

Die Kopplungselemente 9 sind bevorzugt aus einem Material geformt, dass einen E-Modul zwischen 400MPa und 46.000MPa und im Betrieb des Rotors 1 ein elastisches Verhalten aufweist.

Wie in der Figur 8 dargestellt, sind die Kopplungselemente 9 stabförmig ausgebildet und besitzen in Umfangsrichtung eine mittlere Stärke 10 von wenigstens 0,47 mm, bevorzugt 0,5-10mm, besonders bevorzugt 0,5-5 mm. Die Kopplungselemente 9 verfügen ferner im Bereich der Magnetelemente 8 über einen von einer Stabform abweichenden Anbindungsabschnitt 13, welcher abschnittsweise an einem der Magnetelemente 8 anliegt. Die Versteifungsstreben 7 sind quaderförmig ausgebildet, wobei die Kopplungselemente 9 zumindest abschnittsweise jeweils an einer Längsfläche einer der Versteifungsstreben 7 anliegen.

Ein möglicher Herstellprozess des Rotors 1 ist in Figur 9 dargestellt: Hergestellt wird der Rotor 1 indem ein Werkzeug mindestens mit den Magnetelementen 8, erweiterbar u.a. mit den Compression-Limiter 21 und Versteifungsstreben 7 bestückt wird. Anschließend wird in einem oder mehreren Schritten der Außenring 6 und die Anlagerippen 60 inkl. dem möglicherweise nur temporär vorhandenen Innenring 5 angespritzt oder aufgesteckt bzw. verbunden. Danach können die Abdeckscheiben 18,19 aufgebracht sowie noch vorhandene Verfüllbereiche mit einer Verfüllmasse ausgefüllt werden. Über eine Hilfsbandage12 kann der Rotor 1 umfänglich vorgespannt werden, bevor die Rotorwelle 23 eingepresst wird. Eine Lastbandage 17 radial außerhalb der Hilfsbandage 12 kann ebenfalls wahlweise mit Vorspannung aufgebracht werden. Anschließend wird die Zentralbohrung und Wellenaufnahme hergestellt, indem der Innenring 5 größtenteils oder ganz entfernt wird. Ein Aufpressen der Rotorwelle 23 mit axialer Fixierung des Flansches 16 stellt

ERSATZBLATT (REGEL 26) das Interface zum Rotor 1 dar. In einem Wuchtprozess am Flansch 16, der Flanschschiebe 20, dem Außenring 6 oder an den Kopplunglungselementen 9 wird der Rotor 1 gewuchtet.

Ein erstes Verfahren zur Herstellung eines Rotors 1 für eine Axialflussmaschine 2, kann also nochmals erläutert die folgenden Schritte umfassen: Zunächst erfolgt die Bereitstellung eines Formwerkzeugs 14, einer Mehrzahl von Versteifungsstreben 7, sowie einer Mehrzahl von Magnetelementen 8.

Dann erfolgt die Anordnung der Versteifungsstreben 7 und der Magnetelemente 8 in dem Formwerkzeug 14, so dass die Versteifungsstreben 7 speichenartig positioniert sind und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben 7 jeweils ein Magnetelement 8 angeordnet ist, und wobei beidseits einer der Versteifungsstreben 7 jeweils ein Luftraum 15 zwischen einem der Magnetelemente 8 und der entsprechenden Versteifungsstrebe 7 in dem Formwerkzeug 14 vorgesehen ist. Dieser Herstellungszustand ist in der Abbildung a der Figur 9 zu erkennen.

Anschließend wird ein Spritzgießen zur Ausformung eines Innenrings 5 und eines Außenrings 6 mithilfe des Formwerkzeugs 14 durchgeführt, so dass die Position der Versteifungsstreben 7, der Magnetelemente 8, des Innenrings 5 sowie des Außenrings 6 zueinander festgelegt ist, was in der Abbildung b der Figur 9 abgebildet ist.

Nun erfolgt das Befüllen der Lufträume 15 beidseits einer der Versteifungsstreben 7 mit einem Material, das von dem Material des Innenrings 5 und/oder des Außenrings 6 und/oder der Magnetelemente 8 und/oder der Versteifungsstreben 7 verschiedenen ist, so dass jeweils ein Kopplungselement 9 zwischen einem der Magnetelemente 8 und der entsprechenden Versteifungsstrebe 7 ausgeformt. Das Befüllen kann mittels eines Spritzgussprozesses in dem Formwerkzeug 14 oder eines Gussprozesses erfolgen. Das Befüllen kann allerdings auch erst nach Aufbringen einer oder beider Abdeckscheiben 18, 19 erfolgen. Alternativ wäre es auch möglich, dass zunächst eine Bereitstellung eines Formwerkzeugs 14, einer Mehrzahl von Versteifungsstreben 7, einer Mehrzahl von Magnetelementen 8, sowie die Bereitstellung einer Mehrzahl von Kopplungselementen 9 mit einem Material, dass von dem Material eines Innenrings 5 und/oder eines Außenrings 6 und/oder der Magnetelemente 8 und/oder der Versteifungsstreben 7 verschiedenen ist, vorgenommen wird.

So wird dann zunächst eine Anordnung der Versteifungsstreben 7 und der Magnetelemente 8 in dem Formwerkzeug vorgenommen, so dass die Versteifungsstreben 7 speichenartig positioniert sind und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben 7 jeweils ein Magnetelement 8 angeordnet ist, und wobei beidseits einer der Versteifungsstreben 7 jeweils ein Luftraum 15 zwischen einem der Magnetelemente 8 und der entsprechenden Versteifungsstrebe 7 in dem Formwerkzeug 14 vorgesehen ist.

Dann erfolgt das Spritzgießen des Innenrings 5 und des Außenrings 6 mithilfe des Formwerkzeugs 14, so dass die Position der Versteifungsstreben 7, der Magnetelemente 8, des Innenrings 5 sowie des Außenrings 6 zueinander festgelegt ist. Abschließend werden die Kopplungselemente 9 in die Lufträume 15 beidseits einer der Versteifungsstreben 7 eingesetzt.

Die Abbildung c der Figur 9 zeigt dann den Rotor 1 mit den eingesetzten Kopplungselementen 9.

Der Rotor 1 kann in einer Axialflussmaschine 2 in H-Konfiguration, wie sie in der Abbildung a der Figur 9 zu sehen ist, oder in I-Ausführung, die in der Abbildung b der Figur 9 gezeigt ist, verwendet werden.

Die Figur 10 zeigt ein Magnetelement 8 für einen Rotor 1 einer Axialflussmaschine 2, wobei das Magnetelement 8 eine Längserstreckung 24 aufweist und über eine umlaufende Umfangskontur 25 verfügt.

Auf einer ersten Seite 26, die im in dem Rotor 1 verbauten Zustand des

Magnetelements 8 einer ersten Drehrichtung des Rotors 1 zugewandt ist, ist ein sich in Längsrichtung erstreckender erster ebener Flächenabschnitt 27 und ein sich in Längsrichtung erstreckender zweiter ebener Flächenabschnitt 28 ausgebildet. Im in dem Rotor 1 verbauten Zustand des Magnetelements 8 ist der erste Flächenabschnitt 27 radial oberhalb des zweiten Flächenabschnitts 28 positioniert.

In der gezeigten Ausführung der Figur 10 ist das Magnetelement 8 bezogen auf seine Längserstreckung 24 spiegelsymmetrisch ausgeformt. So ist dann auch auf einer zweiten Seite 29, die im in dem Rotor 1 verbauten Zustand des Magnetelements 8 einer zweiten Drehrichtung des Rotors 1 zugewandt ist, ein sich in Längsrichtung erstreckender dritter ebener Flächenabschnitt 30 und ein sich in Längsrichtung erstreckender vierter ebener Flächenabschnitt 31 ausgebildet, wobei im in dem Rotor 1 verbauten Zustand des Magnetelements 8 der dritte Flächenabschnitt 30 radial oberhalb des vierten Flächenabschnitts 31 positioniert ist.

Die Flächenabschnitte 27,28,30,31 sind so angeordnet und ausgeformt, dass sich eine erste durch den ersten Flächenabschnitt 27 verlaufende Ebene 32 und eine dritte durch den dritten Flächenabschnitt 30 verlaufende Ebene 33 im in dem Rotor 1 verbauten Zustand des Magnetelements 8 in Richtung der Längserstreckung 24 radial oberhalb des Magnetelements 8 schneiden und sich eine zweite durch den zweiten Flächenabschnitt 28 verlaufende Ebene 34 und eine vierte durch den vierten Flächenabschnitt 31 verlaufende Ebene 35 im in dem Rotor 1 verbauten Zustand des Magnetelements 8 in Richtung der Längserstreckung 24 radial unterhalb des Magnetelements 8 schneiden.

Der erste ebene Flächenabschnitt 27 und der dritte ebene Flächenabschnitt 30 weisen hierbei eine Länge in Umfangsrichtung des Magnetelements 8 von mindestens 2mm und maximal 48mm auf. Der erste ebene Flächenabschnitt 27 und der dritte ebene Flächenabschnitt 30 können zur Abdichtung, radialen Positionierung im Werkzeug während der Herstellung des Rotors 1 sowie als Bezugsfläche zur Magnetsortierung (Masseschwerpunkt gegenüber geometrischer Form) dienen. Die Figur 10 zeigt des Weiteren, dass die Umfangskontur 25 einen fünften Flächenabschnitt 39 aufweist, der im in dem Rotor 1 verbauten Zustand radial nach außen orientiert ist und den ersten Flächenabschnitt 27 mit dem dritten Flächenabschnitt 30 verbindet, wobei der fünfte Flächenabschnitt 39 eine kreisbogenförmige Kontur aufweist, deren Drehachse koaxial zu einer Drehachse des Rotors 1 verläuft. Das Magnetelement 8 besitzt also an seiner radial äußeren Fläche eine Kontur, welche im Wesentlichen einem Kreisbogen folgt, dessen Zentrum konzentrisch zur Drehachse des Rotors 1 ist. Durch diese Kontur werden die durch das Magnetelement 8 erzeugten (Fliehkraft-) Lasten gleichmäßig auf die radial äußeren Bauteilbereiche (z.B. die Hilfsbandage 12 oder die Lastbandage 17) weitergeleitet. Zudem stützt das Magnetelement 8 dadurch diese äußeren Bereiche gleichmäßig.

Was der Figur 10 auch entnommen werden kann, ist, dass das Magnetelement 8 einen oberen Bereich 42 und einen unteren Bereich 43 aufweist, wobei der obere Bereich 42 oberhalb der Hälfte der Längserstreckung 24 des Magnetelements 8 und der untere Bereich 43 unterhalb der Hälfte der Längserstreckung 24 des Magnetelements 8 verläuft. Der erste Flächenabschnitt 27 und der dritte Flächenabschnitt 30 verlaufen hierbei ausschließlich innerhalb des oberen Bereichs 42 des Magnetelements 8.

Der in der Figur 11 gezeigten Ausführungsform ist entnehmbar, dass die Umfangskontur 25 eine Fase 36 aufweisen kann, die am Übergang zwischen der Umfangskontur 25 und einer Axialfläche 37 ausgebildet ist. In diesem Beispiel läuft die Fase 36 umlaufend geschlossen um die Umfangskontur 25. Die Fase 36 kann im Bereich der Umfangskontur 25 dazu beitragen die Anhaftung eines Magnetelements 8 an die Nachbarbauteile zu verbessern, beispielsweise um eine dickere und somit elastischere Klebeschicht bzw. Verbindungsschicht hin zum Magnetelement 8 ermöglichen zu können. Die Fase 36 kann über ihren Verlauf entlang des Magnetumfangs hinsichtlich ihrer Kontur variieren.

In der Figur 12 ist eine Ausführungsform eines Magnetelements 8 gezeigt, bei dem die Umfangskontur 25 einen sechsten Flächenabschnitt 40 aufweist, der im in dem Rotor 1 verbauten Zustand radial nach innen orientiert ist und den zweiten Flächenabschnitt 28 mit dem vierten Flächenabschnitt 31 verbindet, wobei der sechste Flächenabschnitt 40 eine Fase 41 aufweist, die am Übergang zwischen dem sechsten Flächenabschnitt 28 und einer Axialfläche 37 ausgebildet ist. Hierdurch wird eine keilartige Kontur an dem sechsten Flächenabschnitt 40 definiert, was die Anbindung des Magnetelements 8 an beispielsweise einen Innenring 5 des Rotors 1 vereinfachen kann.

Wie in den Figuren 13-14 dargestellt, kann der zweite ebene Flächenabschnitt 28 und der vierte ebene Flächenabschnitt 31 jeweils zumindest abschnittsweise aus der jeweiligen ebenen Fläche herausragende oder hineinragende Strukturen 38 aufweisen. Diese Strukturen 38 sind als Profilierung ausgeführt, welche eine Art Hinterschnitt in radialer Richtung für einen Formschluss in der Klebeverbindung bzw. Anbindung bereitstellt. Zumindest ist diese Profilierung derart auszuführen, dass sie eine Flächenvergrößerung für die Anbindung sowie Optimierung der Abstützung von Betriebslasten zur Folge hat.

Wie beispielsweise in der Figur 4 zu sehen ist, kann an dem Außenring 6 des Rotors 1 ein ringförmiges Bandageelement 44 mittels eines Presssitzes anliegen, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement 44 in dem Rotor 1 eingetragen ist. Das Bandageelement 44 ist in dieser gezeigten Ausführungsform mehrteilig ausgeführt, mit wenigstens einer an dem Außenring 6 anliegenden ringförmigen Hilfsbandage 12 und wenigstens einer an der Hilfsbandage 12 anliegenden ringförmigen Lastbandage 17, wobei das Material der Hilfsbandage 12 von dem Material der Lastbandage 17 verschieden ist.

Wenigstens ein Material des mehrteiligen Bandageelements 44, insbesondere die Lastbandage 17, weist in Umfangsrichtung des Bandageelements 44 einen E- Modul >48.000MPa auf. Hierbei ist dann die durch die Hilfsbandage 12 in den Rotor 1 eingebrachte Vorspannung größer ist als die durch die Lastbandage 17 eingebrachte Vorspannung. Das Bandageelement 44 kann sogar so konfiguriert sein, dass die Lastbandage 17 derart an der Hilfsbandage 12 anliegt, dass sie keine Vorspannung in den Rotor 1 einträgt. Der Außenring 6 besitzt eine polygonförmig umlaufende äußere Kontur 45 mit einer Mehrzahl von Stützstellen 46.

Das Bandageelement 44 kann dabei beispielsweise wie folgt an dem Rotor 1 angebracht werden: Zunächst erfolgt eine Bereitstellung eines Rotors 1 mit einem Innenring 5 und einem koaxial dazu angeordneten Außenring 6, wobei in radialer Richtung zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 erstreckende Versteifungsstreben 7 speichenartig angeordnet sind, und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsstreben 7 jeweils ein Magnetelement 8 angeordnet ist. Dann erfolgt die Anordnung eines ringförmigen Bandageelements 44 an dem Außenring 6 mittels eines Presssitzes, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement 44 in dem Rotor 1 eingetragen ist. Abschließend wird die Kopplung des Rotors 1 an eine Rotorwelle 23 durchgeführt.

Die Versteifungsstreben 7 werden nachfolgend anhand der Figur 4 und der Figur 5 näher erläutert._Die Figur 4 zeigt den Rotor 1 umfassend einen Innenring 5 und einen koaxial dazu angeordneten Außenring 6, und zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 angeordnete Magnetelemente 8, wobei zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 sich in radialer R Versteifungsstreben 7 speichenartig angeordnet sind.

In Umfangsrichtung beidseits einer Versteifungsstrebe 7 ist jeweils eines der Magnetelemente 8 so angeordnet und mit einer Versteifungsstrebe 7 wirkverbunden, dass eine durch im Betrieb des Rotors 1 auf die Magnetelemente 8 einwirkende Zentrifugalkraft hervorgerufene Kraftkomponente von einem Magnetelement 8 auf eine Versteifungsstrebe 7 und/oder umgekehrt übertragbar ist.

Aus der Figur 4 ist ferner ersichtlich, dass in Umfangsrichtung beidseits einer der Versteifungsstreben 7 jeweils ein Kopplungselement 9 zwischen einem der Magnetelemente 8 und der entsprechenden Versteifungsstrebe 7 angeordnet ist, wobei die Kopplungselemente 9 aus einem von dem Innenring 5 und/oder dem Außenring 6 und/oder den Magnetelementen 8 und/oder den Versteifungsstreben 7 verschiedenen Material geformt sind. Das Material einer Versteifungsstrebe 7 weist in radialer Erstreckung der Versteifungsstrebe 7 einen E-Modul von größer als 6000MPa auf.

Die Versteifungsstreben 7 sind quaderförmig und im Wesentlichen identisch ausgeführt. Die Versteifungsstreben 7 sind wenigstens an einer ihrer Axialflächen 50 mit einer Abdeckscheibe 18,19 verbunden, welche an einer Stirnseite 51 des Rotors 1 diesen zumindest abschnittsweise überspannt, was sich auch gut anhand der Figur 16 nachvollziehen lässt.

Durch das Einbringen der radialen Versteifungsstreben 7 parallel (bezogen auf Lastrichtung) zum Magnetelement-Lastpfad, kann der Magnetlastpfad über das Bandageelement 44, die Rotorwelle 23 bzw. den Innenring 5 sowie die Anlagerippen 60 geschlossen werden. Über eine gegengleiche Vorspannung der beteiligten Bauteile im Betriebspunkt des Rotors 1 , tragen die Versteifungsstreben 7 direkt zur Gesamtsteifigkeit des Rotors 1 bei. Dadurch werden die radialen Beanspruchungsamplituden in den Magnetelementen und ggf. in deren Kopplungselementen 9 im Betrag verringert. Zusätzlich erhöht sich die radiale Gesamtsteifigkeit des Rotors 1 (bezüglich der Magnetverschiebung pro Zentrifugallast), was die Verschiebungsamplituden und somit die relativen Beanspruchungen zwischen den Bauteilen zueinander reduziert.

Die Versteifungsstreben 7 leiten somit die Magnet-Zentrifugallasten an weiteren Stellen über den Außenring 6 in das Bandageelement 444 ein um so eine homogenere und weniger stark polygonial geprägte Lasteinleitung in die Lastbandage zu generieren. Über die Lastpfade „Magnetelement-Abdeckscheibe- Versteifungsstrebe“ und „Magnetelement-Kopplungselement-Versteifungsstrebe“ werden die Magnetkräfte an die Versteifungsstreben 7 übertragen. Die Versteifungsstreben 7 tragen die Lasten dann in das Bandageelement 44 ein.

Über eine Presspassung zur Rotorwelle 23 werden die Versteifungsstreben 7 gegen das Bandageelement 44 vorgespannt. Dabei wird nicht nur eine Vorspannkraft in das Bandageelement 44 eingebracht, sondern diese auch polygonisiert, um die Betriebskräfte effektiver (höhere Betriebspunkt-Steifigkeit als ein ursprünglich rundes Bandageelement 44) aufnehmen zu können. Die Versteifungsstreben 7 befinden sich zwischen den beiden Abdeckscheiben 18,19, was sich gut anhand der Figur 16 nachvollziehen lässt. Dabei dienen sie als Schubfeldübertrager für die Abdeckscheiben 18,19, um damit deren Wirkung auf die Axialsteifigkeit zu erhöhen. Dieser Effekt kann noch erhöht werden, indem die Richtung eines Teiles der Verstärkungsfasern in den Versteifungsstreben 7 teilweise auf die Hauptlastrichtung des Schubfeldes ausgerichtet ist. Natürlich tragen die Versteifungsstreben 7 auch schon bereits über ihr eigenes Flächenträgheitsmoment direkt zur Erhöhung der axialen Rotorsteifigkeit bei.

Der Außenring 6 ist beispielsweise gut aus den Figuren 6-7 entnehmbar und wird nachfolgend näher beschrieben. Die Figur 7 zeigt den Rotor 1 , umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen 8, die umfänglich verteilt in dem Rotor 1 angeordnet ist, wobei die Magnetelemente 8 sich radial nach außen an einem Außenring 6 abstützen.

An dem Außenring 6 liegt ein ringförmiges Bandageelement 44 mittels eines Presssitzes an, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement 44 in dem Rotor 1 eingetragen ist.

Der Figur 6 ist gut entnehmbar, dass der Außenring 6 umfänglich geschlossen ausgeführt ist. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass der Außenring segmentiert ausgeführt ist. Die Figur 6 zeigt des Weiteren, dass der Außenring 6 eine Mehrzahl von Taschen 70 umfasst, welche jeweils eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anlagefläche 71 für ein Magnetelement 8 besitzt und in Umfangsrichtung beidseits des Magnetelements 8 jeweils einen sich aus dem Außenring 6 radial nach Innen erstreckenden Kopplungsabschnitt 72 aufweist.

Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Magnetelementen 8 ist jeweils ein sich in radialer Richtung zum Außenring 6 hin erstreckende Versteifungsstrebe 7 angeordnet. Diese Versteifungsstreben 7 stützen sich jeweils in radialer Richtung an einem Kopplungsabschnitt 72 des Außenrings 6 ab. Der Außenring 6 besitzt eine polygonförmig umlaufende äußere Kontur 45 mit einer Mehrzahl von Stützstellen 46.

Anhand der Figuren 16-17 werden die Abdeckscheiben 18,19 näher erläutert. Die Figur 16 zeigt einen Rotor 1 umfassend einen Innenring 5 und einen koaxial dazu angeordneten Außenring 6, und zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 angeordnete Magnetelemente 8, wobei zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 sich in radialer Richtung erstreckende Versteifungsstreben 7 speichenartig angeordnet sind.

In Umfangsrichtung ist beidseits einer Versteifungsstrebe 7 jeweils eines der Magnetelemente 8 so angeordnet und mit einer Versteifungsstrebe 7 wirkverbunden, dass eine durch im Betrieb des Rotors 1 auf die Magnetelemente 8 einwirkende Zentrifugalkraft hervorgerufene Kraftkomponente von einem Magnetelement 8 auf eine Versteifungsstrebe 7 und/oder umgekehrt übertragbar ist.

Wenigstens eine der Versteifungsstreben 7 und/oder wenigstens eines der Magnetelemente 8 ist mit wenigstens einer Abdeckscheibe 18 verbunden, welche an einer ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 diesen zumindest abschnittsweise überspannt, so dass im Betrieb des Rotors 1 eine Kraftübertragung von einer der Versteifungsstreben 7 und/oder wenigstens eines der Magnetelemente 8 auf die wenigstens eine Abdeckscheibe 18 und/oder umgekehrt bewirkbar ist.

Ferner ist wenigstens eine der Versteifungsstreben 7 und/oder wenigstens eines der Magnetelemente 8 mit wenigstens einer Abdeckscheibe 19 verbunden, welche an einer zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 diesen zumindest abschnittsweise überspannt, so dass im Betrieb des Rotors 1 eine Kraftübertragung von einer der Versteifungsstreben 7 und/oder wenigstens eines der Magnetelemente 8 auf die wenigstens eine Abdeckscheibe 19 und/oder umgekehrt bewirkbar ist.

Die Abdeckscheibe 18 an der ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 und die Abdeckscheibe 19 an der zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 sind jeweils ringscheibenförmig ausgebildet. Die Abdeckscheibe 18 an der ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 und die Abdeckscheibe 19 an der zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 weisen jeweils eine mittlere axiale Erstreckung 58 auf, die zwischen 1 -80% der axialen Erstreckung 59 der Magnetelemente 8 entspricht.

Die Abdeckscheibe 18 an der ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 und die Abdeckscheibe 19 an der zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 weisen Befestigungsmittel 55 auf, mittels derer ein Drehmoment von dem Rotor 1 auf einen Rotorflansch 16 übertragbar ist, über weichen das Drehmoment in eine Rotorwelle 23 einleitbar ist. Die Befestigungsmittel 55 umfassen in der gezeigten Ausführungsform auf einer Kreisbahn äquidistant angeordnete Befestigungsöffnungen 56. In der gezeigten Ausführungsvariante des Rotors 1 sind die Abdeckscheibe 18 an der ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 und die Abdeckscheibe 19 an der zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 im Wesentlichen identisch ausgebildet.

Durch das Anbringen mindestens einer Abdeckscheibe 18,19 erhöht sich die Axialsteifigkeit des Rotors 1 , da die Abdeckscheibe 18,19 eine Steifigkeit in ihrer Ebene besitzt. Durch ihre Anbindung an den Rotor 1 und die Lastübertragung über Versteifungsstreben 7 und/oder Magnetelemente 8 und/oder weitere Rotorbauteile wird ein Schubfeld zumindest in die Rotorstruktur, bevorzugt zur jeweils anderen Abdeckscheibe 18,19 übertragen. Dadurch ergibt sich eine Steigerung des Flächenträgheitsmomentes und somit der Axialsteifigkeit des Rotors 1. Die Abdeckscheiben 18,19 bewirken auch einen Zentrifugallast-Übertrag von den Magnetelementen 8 über Abdeckscheiben 18,19 auf die Versteifungsstreben 7 zur gleichmäßigen Lasteinleitung der Zentrifugallasten in den Außenring 6 bzw. das Bandageelement 44.

Die Abdeckscheiben 18,19 vergleichmäßigen ferner auch die in dem Rotor 1 wirkenden Kräfte im Bereich der Flanschanbindung. Dadurch können die Betriebskräfte des Rotors 1 homogen über die Kontaktfläche an den Flansch 16 übertragen werden. Ebenso können die Presskräfte der Flanschanbindung gleichmäßig in den Rotor 1 eingetragen werden. Auch können sich etwaige Hilfselemente, wie z.B. Rändel im Flansch 16 in einer Abdeckscheibe 18,19 verkrallen

In der Figur 16 wird ferner gezeigt, dass die Abdeckscheibe 18 an der ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 und/oder die Abdeckscheibe 19 an der zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 ins Innere oder Äußere des Rotors 1 gerichtete Einwölbungen 57 aufweisen können, welche bezüglich der radialen Rotorebene eine geringere Gesamtsteifigkeit zur Folge haben und dadurch die Abdeckscheiben 18,19 bzw. den Rotor 1 lokal entlasten können.

Ein radial innerer Bereich einer Abdeckscheibe 18,19, welcher in Kontakt zum Flansch 16 steht, kann als Bearbeitungsschicht verwendet werden, um eine definierte Oberfläche mit gewünschten Eigenschaften zur Verbesserung der Anbindung an den Flansch 16 zu erzielen.

Die Figur 17 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Abdeckscheibe 18 an der ersten Stirnseite 51 des Rotors 1 und die Abdeckscheibe 19 an der zweiten Stirnseite 52 des Rotors 1 radial über den Rand des Außenrings 6 hinausragen und axial zwischen den Abdeckscheiben 18,19 ein Bandageelement 44 an dem Außenring 6 anliegt. Die Abdeckscheiben 18,19 können so beispielsweise als direkte Wickelform bzw. als Hilfsform für die Fertigung der Lastbandage 17 verwendet werden. Ebenso können sie so zum Schutz des Bandagenelementes wirken.

Der Innenring 5 des Rotors 1 wird anhand der Figur 4 und der Figur 18 näher erläutert. Die Figur 18 zeigt den Rotor 1 umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen 8, die umfänglich verteilt in dem Rotor 1 angeordnet ist, wobei die Magnetelemente 8 sich radial nach innen über die Anlagerippen 60 an einem Innenring 5 abstützen.

Der Rotor 1 besitzt ferner einen koaxial zu dem Innenring 5 angeordneten Außenring 6 auf, am dem sich die Magnetelemente 8 radial nach außen abstützen, so wie es in der Figur 4 zu sehen ist. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Anlagerippen 60 ist jeweils ein sich in radialer Richtung zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 erstreckende Versteifungsstrebe 7 angeordnet.

Aus dem Innenring 5 erstreckt sich eine Mehrzahl von Anlagerippen 60 jeweils radial nach außen, wobei sich die Magnetelemente 8 in radialer Richtung nach innen an den Anlagerippen 60 abstützen. Hierbei entspricht die Anzahl der Anlagerippen 60 der Anzahl der Magnetelemente 8. Der Innenring 5 und die Anlagerippen 60 sind einstückig, insbesondere monolithisch, miteinander ausgebildet. Der Innenring 5 und die Anlagerippen 60 sind hierbei mittels eines Strangpressverfahrens geformt.

Der Innenring 5 verbindet so insbesondere auch die inneren Bauteile des Rotors 1 , um sie insbesondere auch bereits während des Fertigungsprozesses handhabbar zu machen. Mit dem Innenring 5 wird somit eine definierte Innenkontur, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine zylindrische Innenkontur, bereitgestellt, um den Rotor 1 während des Fertigungsprozesses gezielt in einem Handhabungswerkzeug aufnehmen zu können.

Jede der Anlagerippen 60 weist eine die jeweilige Anlagerippe 60 axial durchgreifende Öffnung 61 auf, die von einer Schraube durchgriffen ist, mittels derer der Rotorflansch 16 ab den Rotor 1 angebunden werden kann.

Wie man anhand der Figur 18 ferner gut erkennen kann, sind der Innenring 5 mit seinen Anlagerippen 60 und den sich darauf abstützenden Magnetelementen 8 jeweils entlang einer radial verlaufenden Symmetrieachse 65 fluchtend und spiegelsymmetrisch angeordnet.

Der Innenring 5 kann auch aus dem Rotor 1 entnehmbar sein bzw. entnommen sein, wie es in der Ausführungsvariante der Figur 19 zu sehen ist. Beispielsweise kann der Innenring 5 hierzu vollständig abgedreht bearbeitet worden sein.

Anhand der Figur 4, der Figur 18 sowie der Figur 19 werden nun die Anlagerippen 60 näher beschrieben. Die Figur 4 zeigt den Rotor 1 umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen 8, die umfänglich verteilt in dem Rotor 1 angeordnet ist, wobei die Magnetelemente 8 sich radial nach innen an einer Mehrzahl von Anlagerippen 60 abstützen. Die Anlagerippen 60 erzeugen so direkt oder indirekt einen Formschluss zu den entsprechenden Magnetelementen, um dessen Drehmoment aufnehmen und weiterleiten zu können.

Ferner ermöglichen die Anlagerippen 60 eine definierte axiale Steifigkeit des Rotors 1 zu gestalten, um beispielsweise auch einen kraftschlüssigen (axialen) Reibschluss zu einer Abdeckscheibe 18,19 aufbauen zu können, um die Abdeckscheibe 18,19 axial zu stützen sowie das Drehmoment übertragen zu können.

Die Anzahl an Magnetelementen 8 entspricht in der gezeigten Ausführungsform der Anzahl der Anlagerippen 60. Die Anlagerippen 60 weisen jeweils eine die jeweilige Anlagerippe 60 axial durchgreifende Öffnung 61 auf, um über diese das Drehmoment in eine Abdeckscheibe 18,19 und/oder einen Rotorflansch 16 zu leiten und/oder eine Verschraubung zu ermöglichen. Hierzu kann die Öffnung ein Innengewinde aufweisen oder als Durchgansloch ausgeführt sein.

Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Anlagerippen 60 ist jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende Versteifungsstrebe 7 angeordnet, die sich radial nach außen aus einem Innenring 5 erstrecken. Die Anlagerippen 60 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet.

Die Anlagerippen 60 zwischen dem Wellenanschluss und den Magnetelementen 8 können auch ein Einpressen der Rotorwelle 23 ermöglichen, um den Pressverband und Reibschluss zu den Magnetelementen 8 und zur Rotorwelle 23 zu erreichen. Damit ist wiederum eine Drehmomentübertragung an die Rotorwelle 23 möglich.

Zusätzlich oder alternativ können am Kontaktpunkt Anlagerippe- Wellenpresspassung Formschlussdetails vorgesehen werden, um die Drehmomentübertragung und den verdrehsicheren Sitz der Anlagerippen 60 auf der Rotorwelle 23 zu ermöglichen. So kann wenigstens eine Anlagerippe 60 an ihrer radial nach innen zu einer Rotorwelle 23 hin gerichteten Fläche ein Formschlussmittel 63 aufweisen, über welches eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Rotorwelle 23 und der Anlagerippe 60 herstellbar ist. Dabei weist der Rotor 1 dann keinen Innenring 5 auf, da die Anlagerippen 60 direkt mit der Rotorwelle 23 gekoppelt sind. Dies ist in der Figur 19 abgebildet.

Die Anlagerippen 60 dienen somit auch dem Weiterleiten der Überdeckung Anlagerippe/Rotorwelle durch Einpressen der Rotorwelle, um den Lastpfad Rotorwelle-Anlagerippe-Magnetelement-Außenring-Bandageelement in eine günstige Druckvorspannung zu bringen. Die Anlagerippen 60 dienen darüber hinaus als radiale Steifigkeitselemente im Verspannungsschaubild mit u.a. Bandageelement 44 und Versteifungsstreben 7, um die Gesamt-Lastamplitude auf verschiedene vorgespannte Federpfade zu verteilen und somit die Beanspruchungsamplitude in den beteiligten Bauteilen im Betrag zu verringern.

Hierzu muss die radiale Steifigkeit der Anlagerippen 60 kleiner als 92% der radialen Steifigkeit der Magnetelemente 8 sein.

Bei allen gezeigten Ausführungsformen weist der Rotor 1 möglichst kein ferromagnetisches Material auf. Die Bauelemente des Rotors 1 , mit Ausnahme der Magnetelemente 8, bestehen daher bevorzugt aus einem nicht ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Kunststoff, Keramik amagnetischem Stahl oder Aluminium. Höchst bevorzugt sind alle Bauteile aus der Gruppe umfassend den Innenring 5, den Außenring 6, die Versteifungsstreben 7, die Kopplungselemente 9, die Hilfsbandage 12, die Lastbandage 17, die Abdeckscheiben 18,19 und die Anlagerippen 60 aus einem Kunststoff gefertigt.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

ERSATZBLATT (REGEL 26) Bezugszeichenliste

1 Rotor

2 Axialflussmaschine

3 Antriebsstrang

4 Kraftfahrzeug

5 Innenring

6 Außenring

7 Versteifungsstreben

8 Magnetelemente

9 Kopplungselement

10 Stärke

12 Hilfsbandage

13 Anbindungsabschnitt

14 Formwerkzeug

15 Luftraum

16 Flansch

17 Lastbandage

18 Abdeckscheibe

19 Abdeckscheibe

20 Flanschring

21 Compression Limiter

22 Stator

23 Rotorwelle

24 Längserstreckung

25 Umfangskontur

26 Seite

27 Flächenabschnitt

28 Flächenabschnitt

29 Seite

30 Flächenabschnitt

31 Flächenabschnitt

32 Ebene

ERSATZBLATT (REGEL 26) 33 Ebene

34 Ebene

35 Ebene

36 Fase

37 Axialfläche

38 Strukturen

39 Flächenabschnitt

40 Flächenabschnitt

41 Fase

42 Bereich

43 Bereich

44 Bandageelement

45 Kontur

46 Stützstellen

50 Axialflächen

51 Stirnseite

52 Stirnseite

55 Befestigungsmittel

56 Befestigungsmittel

57 Einwölbungen

58 Erstreckung

59 Erstreckung

60 Anlagerippen

61 Öffnung

63 Formschlussmittel

65 Symmetrieachse

70 Taschen

71 Anlagefläche

72 Kopplungsabschnitt

ERSATZBLATT (REGEL 26)

Claims

Ansprüche

1 . Rotor (1 ) für eine Axialflussmaschine (2), insbesondere für eine Axialflussmaschine (2) innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend eine Mehrzahl an Magnetelementen (8), die umfänglich verteilt in dem Rotor (1 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (8) sich radial nach außen an einem Außenring (6) abstützen.

2. Rotor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenring (6) ein ringförmiges Bandageelement (44) mittels eines Presssitzes anliegt, so dass eine Vorspannung über das Bandageelement (44) in dem Rotor (1 ) eingetragen ist.

3. Rotor (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) umfänglich geschlossen ausgeführt ist.

4. Rotor (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) aus einzelnen Ringsegmenten gebildet ist.

5. Rotor (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) eine Mehrzahl von Taschen (70) umfasst, welche jeweils eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anlagefläche (71 ) für ein Magnetelement (8) besitzt und in Umfangsrichtung beidseits des Magnetelements (8) jeweils einen sich aus dem Außenring (6) radial nach Innen erstreckenden Kopplungsabschnitt (72) aufweist.

6. Rotor (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Magnetelementen (8) jeweils eine sich in radialer Richtung zum Außenring (6) hin erstreckende Versteifungsstrebe (7) angeordnet ist.

7. Rotor (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Mehrzahl von Versteifungsstreben (7) jeweils in radialer Richtung an dem Außenring (6) abstützen.

8. Rotor (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Mehrzahl von Versteifungsstreben (7) jeweils in radialer Richtung an einem Kopplungsabschnitt (72) des Außenrings (6) abstützen.

9. Rotor (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) mittels eines Strangpressverfahrens geformt ist.

10. Rotor (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) eine polygonförmig umlaufende äußere Kontur (45) mit einer Mehrzahl von Stützstellen (46) aufweist.