EP4740292A1 - Rotor mit schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische maschine, elektrische maschine, kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines rotors - Google Patents
Rotor mit schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische maschine, elektrische maschine, kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines rotorsInfo
- Publication number
- EP4740292A1 EP4740292A1 EP24742852.7A EP24742852A EP4740292A1 EP 4740292 A1 EP4740292 A1 EP 4740292A1 EP 24742852 A EP24742852 A EP 24742852A EP 4740292 A1 EP4740292 A1 EP 4740292A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- rotor
- shaft
- winding
- slip ring
- end section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
- H02K13/02—Connections between slip-rings and windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor (10) für eine fremderregte elektrische Maschine (12), aufweisend eine Rotorwelle (14) mit einem auf der Rotorwelle (14) angeordneten Blechpaket (18), wobei das Blechpaket (18) wenigstens einen ausgeprägten Pol (20) mit einer auf dem ausgeprägten Pol (20) aufgewickelten Rotorwicklung (24) und eine in einer axialen Richtung des Rotors (10) ausgerichteten Endseite (22) aufweist, wobei die über die Endseite (22) hinausgeführte Rotorwicklung (24) einen Wicklungskopf (26) ausbildet, eine auf einem Wellenendabschnitt (28) der Rotorwelle (14) angeordnete Schleifringanordnung (30), die einen Ringträger (32), einen Schleifring (34) und einen mit dem Schleifring (34) verbundenen Verbindungsdraht (36) aufweist, wobei der Verbindungsdraht (36) ausgehend von dem Schleifring (34) durch den Ringträger (32) geführt ist, der Ringträger (32) sich zwischen einem distalen Ende (60) des Wellenendabschnitts (28) und einem Bereich unterhalb des Wicklungskopfes (26) erstreckt, und ein Verbindungsendabschnitt (38) des Verbindungsdrahts (36), bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors (10), bis in den Bereich unterhalb des Wicklungskopfes (26) geführt ist, und ein Leiterende (42) der Rotorwicklung (24) mit dem Verbindungsendabschnitt (38) elektrisch leitend verbunden ist.
Description
Beschreibung
Rotor mit Schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische Maschine, elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Rotors
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine, wobei der Rotor eine Rotorwelle aufweist, auf der eine Schleifringanordnung angeordnet ist, und ein Verbindungsdraht der Schleifringanordnung elektrisch leitend mit einer auf dem Rotor bzw. auf einem Blechpaket des Rotors aufgewickelten Rotorwicklung elektrisch leitend verbunden ist. Gegenstand der Erfindung ist zudem eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung liegt in einem Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Ferner ist ein Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Rotors.
Rotoren für eine fremderregte elektrische Maschine sind allgemein bekannt. Die Rotoren weisen in der Regel eine Rotorwelle mit einem auf der Rotorwelle angeordneten Blechpaket auf. Auf einem Pol des Blechpakets ist eine Rotorwicklung aufgewickelt. Endseitig ist auf die Rotorwelle eine Schleifringanordnung aufgesteckt, deren Schleifring über einen Verbindungsdraht mit der Rotorwicklung verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Verbindungsdraht in der Regel in radialer Richtung der Rotorwelle aus der Schleifringanordnung ausgelenkt ist, um mit der Rotorwicklung verbunden zu werden. Bedingt dadurch, dass für eine Scheißelektrode zum Verbinden des Verbindungsdrahts mit der Rotorwicklung ein Abstand zum Wicklungskopf erforderlich ist, ist der Bauraum des Rotors in axialer Richtung erhöht.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine bereitzustellen und/oder herzustellen, der einen reduzierten axialen Bauraum aufweisen kann und einfach herstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei kann jedes beschriebene und/oder gezeigte Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine, aufweisend eine Rotorwelle mit einem auf der Rotorwelle angeordneten Blechpaket, wobei das Blechpaket wenigstens einen ausgeprägten Pol mit einer auf dem Pol aufgewickelten Rotorwicklung und eine in einer axialen Richtung des Rotors ausgerichteten Endseite aufweist, wobei die über die Endseite hinausgeführte Rotorwicklung einen Wicklungskopf ausbildet, eine auf einem Wellenendabschnitt der Rotorwelle angeordnete Schleifringanordnung, die einen Ringträger, einen Schleifring und einen mit dem Schleifring verbundenen Verbindungsdraht aufweist, wobei der Verbindungsdraht ausgehend von dem Schleifring durch den Ringträger geführt ist, der Ringträger sich zwischen einem distalen Ende des Wellenendabschnitts und einem Bereich unterhalb des Wicklungskopfes erstreckt, und ein Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdrahts, bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors, bis in den Bereich unterhalb des Wicklungskopfes geführt ist, und ein Leiterende der Rotorwicklung mit dem Verbindungsendabschnitt elektrisch leitend verbunden ist.
Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine bereitgestellt wird. Der Rotor weist eine Rotorwelle auf. Auf der Rotorwelle, insbesondere auf einer äußeren Mantelfläche der Rotorwelle, ist ein Blechpaket drehfest angeordnet. Das Blechpaket weist wenigstens einen ausgeprägten Pol auf. Für gewöhnlich ist der ausgeprägte Pol in einer radialen Richtung des Rotors ausgerichtet. Denkbar ist, dass der ausgeprägte Pol einen Polschaft und einen an den Polschaft angrenzenden Polschuh aufweist. In der Regel weist der Rotor eine Mehrzahl von Polen auf, die in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung des Blechpakets zueinander angeordnet und/oder ausgebildet sind. Das Blechpaket weist zudem eine in einer axialen Richtung des Rotors ausgerichtete Endseite auf. Auf dem ausgeprägten Pol ist eine Rotorwicklung aufgewickelt. Die Rotorwicklung wird in der Regel durch einen elektrisch leitfähigen Draht ausgebildet, der vorzugsweise eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist. Die über die Endseite hinausgeführte Rotorwicklung bildet einen Wicklungskopf aus.
Auf einem Wellenendabschnitt der Rotorwelle ist eine Schleifringanordnung angeordnet. Die Schleifringanordnung umfasst einen Ringträger, wenigstens einen Schleifring und einen mit dem Schleifring elektrisch leitend verbundenen Verbindungsdraht. Der Verbindungsdraht verläuft ausgehend von dem Schleifring durch den Ringträger. Der Ringträger erstreckt sich zwischen einem distalen Ende
des Wellenendabschnitts und einem Bereich unterhalb des Wicklungskopfes. Bedingt dadurch, dass der Verbindungsdraht in dem Ringträger angeordnet und eingebettet ist, kann die Schleifringanordnung in einfacher Weise einfach auf den Wellenendabschnitt von außen aufgeschoben werden. Somit muss der Wellenendabschnitt nicht als Hohlwelle ausgebildet werden und auch ein aufwendiges Führen des Verbindungsdrahts durch einen Hohlraum entfällt. Folglich kann die Schleifringanordnung in einfacher Weise auf den Wellenendabschnitt angeordnet werden.
Ein freier Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdrahts ist, bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors, bis in den Bereich unterhalb des Wicklungskopfes geführt. Ein Leiterende der Rotorwicklung ist mit dem Verbindungsendabschnitt elektrisch leitfähig verbunden. Bedingt dadurch, dass der Verbindungsendabschnitt, bezogen auf die Längsrichtung des Rotors, bis unter den Wicklungskopf geführt ist, kann die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Leiterende und dem Verbindungsendabschnitt nahe des Blechpakets ausgebildet sein. Der axiale Bauraum des Rotors kann somit reduziert werden. Zudem kann eine Verbindungsvorrichtung, insbesondere eine Schweißelektrode, vorzugsweise in Längsrichtung Richtung des Rotors geführt und/oder verlagert werden, um den Verbindungsendabschnitt mit dem Leiterende der Rotorwicklung elektrisch leitend zu verbinden.
Das Leiterende wird ausgehend von dem Wicklungskopf in Richtung Rotorwelle bzw. Längsachse des Rotors geführt. Anders ausgedrückt verläuft das Leiterende der Rotorwicklung ausgehend vom Wicklungskopf in einer überwiegend radialen Richtung. Überwiegend radial bedeutet, dass der Leiter nicht zwangsläufig gerade und radial verlaufen muss, sondern gebogen sein kann. Die Hauptrichtung des Leiterendes ist jedoch ausgehend vom Wicklungskopf in Richtung Rotorwelle gerichtet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die elektrisch leitende bzw. leitfähige Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung ist. Über eine stoffschlüssige Verbindung kann eine bauraumreduzierte, dauerhafte und sehr gut leitfähige elektrische Verbindung zwischen der Verbindungsendabschnitt und dem Leiterende hergestellt werden.
In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass die stoffschlüssige Verbindung eine Schweißverbindung, eine elektrisch
leitfähige Klebeverbindung oder ein Lotverbindung ist. Die Schweißverbindung wird vorzugsweise über eine Schweißvorrichtung mit einer Schweißelektrode ausgeführt, wobei die Schweißelektrode vorzugsweise parallel zur Längsrichtung des Rotors geführt wird, um diese auf den Verbindungsendabschnitt und/oder das Leiterende zumindest abschnittsweise aufzusetzen, und um den Verbindungsendabschnitt und das Leiterende miteinander stoffschlüssig zu verbinden. Bei einer Klebeverbindung kann vorgesehen sein, dass eine Klebe- und/oder Anpresseinrichtung parallel zu einer axialen Richtung des Rotors verlagert wird, um die Klebe und/oder Anpressvorrichtung auf den Verbindungsendabschnitt und/oder das Leiterende zumindest abschnittsweise aufzusetzen, und um den Verbindungsendabschnitt und das Leiterende miteinander stoffschlüssig zu verbinden. Vorstellbar ist auch, dass eine Lötvorrichtung parallel zur axialen Richtung des Rotors verlagert wird, um die Lötvorrichtung auf den Verbindungsendabschnitt und/oder das Leiterende zumindest abschnittsweise aufzusetzen, und um den Verbindungsendabschnitt und das Leiterende miteinander stoffschlüssig zu verbinden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verbindungsendabschnitt bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors in einem Winkel a zwischen 0° < a < 80°, vorzugsweise zwischen 15° < a < 75°, und besonders bevorzugt zwischen 30° < a < 60° ausgelenkt ist, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind. Anders ausgedrückt ist vorgesehen, dass der Verbindungsendabschnitt nicht in einem Winkel senkrecht zur Längsachse des Rotors ausgerichtet ist, um mit dem Leiterende der Rotorwicklung verbunden zu werden. Vielmehr ist vorgesehen, dass der Verbindungsendabschnitt, bezogen auf die Längsrichtung des Rotors in einem Winkel zwischen 0° und 80° insbesondere zwischen 15° < a < 75° und ganz besonders bevorzugt zwischen 30° < a < 60° ausgelenkt ist, um mit dem Leiterende verbunden zu werden. Denkbar ist somit, dass das Leiterende der Rotorwicklung auf den Verbindungsendabschnitt mittelbar oder/unmittelbar aufgelegt wird und dann eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Leiterende und dem Verbindungsendabschnitt erfolgt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass zwischen der Rotorwelle und einer inneren Mantelfläche des Ringträgers und/oder zwischen dem Wellenendabschnitt und der inneren Mantelfläche des Ringträgers ein Dichtelement angeordnet ist. Über das Dichtelement kann in einfacher Weise verhindert werden, dass beispielsweise ein Kühlmedium, insbesondere ein Fluid, zur Kühlung der
Rotorwicklung über einen Ringspalt zwischen Ringträger und Rotorwelle bzw. zwischen Ringträger und Wellenendabschnitt in Richtung Schleifring gelangt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass auf der Endseite des Blechpakets eine Umlenkkappe zur Führung der Rotorwicklung im Bereich der Endseite angeordnet ist. Die Umlenkkappe ist zumindest in Verlängerung des Pols auf der Endseite des Blechpakets angeordnet und/oder ausgebildet. Durch die Umlenkkappe kann ein Biegeradius des Drahts im Bereich des Wicklungskopfes vorgegeben werden, um die Wicklung beschädigungsfrei auf den ausgeprägten Pol im Bereich des Wicklungskopfes aufzuwickeln. Zudem kann der Draht im Bereich der Umlenkung zur Ausbildung des Wicklungskopfes platzsparend, vorzugsweise durch eine orthozyklische Wicklung, geführt werden. Auf diese Weise kann die Rotorwicklung im Bereich des Wicklungskopfes materialschonend und platzsparend umgelenkt werden.
Denkbar ist, dass die Umlenkkappe getrennt von dem Ringträger ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass zunächst die Rotorwelle mit dem darauf angeordneten Blechpaket bereitgestellt wird. Die Umlenkkappe wird auf die Endseite des Blechpaketes angeordnet und im Anschluss wird die Rotorwicklung aufgewickelt. Nachdem die Rotorwicklung aufgewickelt wurde, wird die Schleifringanordnung auf den Wellenendabschnitt aufgesteckt und in dessen Endlage, also bis zur Endseite, verlagert. Im Anschluss werden das Leiterende der Rotorwicklung und der Verbindungsendabschnitt elektrisch leitfähig miteinander verbunden.
Weiterhin ist denkbar, dass vor der Anordnung der Umlenkkappe auf der Endseite zunächst die Schleifringanordnung auf den Wellenendabschnitt aufgesteckt wird und im Anschluss die Umlenkkappe auf die Endseite befestigt wird. Dabei sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Umlenkkappe die Schleifringanordnung und/oder den Ringträger zumindest abschnittsweise überlappt, so dass die Schleifringanordnung und/oder der Ringträger durch die aufgesteckte Umlenkkappe in axialer Richtung des Rotors formschlüssig auf dem Wellenendabschnitt fixiert ist. Im Anschluss wird die Rotorwicklung aufgewickelt und das Leiterende der Rotorwicklung mit dem Verbindungsabschnitt elektrisch leitend verbunden. Dies hat den Vorteil, dass das Leiterende der Rotorwicklung vorzugsweise direkt auf den Verbindungsendabschnitt aufgelegt und mit diesem verbunden werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Umlenkkappe und der Ringträger einstückig miteinander ausgebildet sind. Somit können die Teile und folglich auch die Arbeitsschritte reduziert werden, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirken kann. Weiterhin kann durch diese Ausgestaltung die Rotorwicklung auf den ausgeprägten Pol des Blechpakets aufgewickelt werden, wobei im Anschluss das Leiterende der Rotorwicklung direkt zum Verbindungsendabschnitt geführt wird, um mit diesem elektrisch leitend verbunden zu werden.
Der Ringträger ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Ringträger aus einem Kunststoff ausgebildet und/oder weist zumindest abschnittsweise einen Kunststoff auf. Der Kunststoff ist vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff oder ein duroplastischer Kunststoff. Denkbar ist, dass der Kunststoff einen Füllstoff aufweist. Der Füllstoff kann vorzugsweise glas-basiert, insbesondere ein Silikatglas sein, oder kohlenstoff-basiert sein, vorzugsweise als Kohlenstofffasern ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wellenendabschnitt einen Lagersitz aufweist, wobei im Bereich des Lagersitzes auf einer in radialer Richtung des Rotors ausgerichteten Außenseite des Wellenendabschnitts eine in Längsrichtung des Rotors verlaufende Nut ausgebildet ist, und ein den Verbindungsdraht aufweisender Abschnitt des Ringträgers in dieser Nut verläuft. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass zwischen dem Schleifring und dem Wicklungskopf ein Lagersitz auf dem Wellenendabschnitt ausgebildet ist. Im Bereich des Lagersitzes ist auf einer Außenseite des Wellenendabschnitts eine in Längsrichtung des Rotors verlaufende Nut oder Rille ausgebildet. Somit ist der Lagersitz, betreffend den Wellenendabschnitt, nicht komplett kreisringförmig ausgebildet, sondern weist zumindest eine Unterbrechung in Form einer in Längsrichtung des Rotors verlaufenden Nut auf. In diese Nut bzw. Rille greift ein Abschnitt des Ringträgers ein, in den der Verbindungsdraht eingebettet ist. Folglich wird der Lagersitz sowohl durch den Wellenabschnitt als auch durch den in der Nut des Wellenabschnitts ausgebildeten Ringträger ausgebildet. Der Verbindungsdraht verläuft somit nicht durch die Hohlwelle, sondern in einer außenliegenden Nut des Wellenendabschnitts.
In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass ein Außendurchmesser des Ringträgers im Bereich des Lagersitzes gleich oder kleiner einem Außendurchmesser des Lagersitzes des Wellenendabschnitts
ist. Folglich kann somit in einfacher Weise der Lagersitz auf dem Wellenendabschnitt ausgebildet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf einer äußeren Mantelfläche des Ringträgers ein Abdichtungsabschnitt zur Abdichtung mit einem Wellendichtring ausgebildet ist. Der Abdichtabschnitt ist vorzugsweise zwischen dem Lagersitz und dem Wicklungskopf ausgebildet. Der Abdichtabschnitt ist besonders bevorzugt ringförmig und in Umfangsrichtung des Rotors unterbrechungsfrei, also durchgehend, ausgebildet und/oder ausgeformt. Der Abdichtungsabschnitt kann einstückig mit dem Ringträger ausgebildet sein. Somit kann der Abdichtabschnitt besonders preiswert hergestellt werden. Alternativ ist denkbar, dass der Abdichtabschnitt metallisch ausgebildet ist. Denkbar ist, dass der Abdichtungsabschnitt als eine Hülse ausgebildet ist und unverlierbar und/oder drehfest auf dem Ringträger angeordnet ist.
Der Lagersitz und der Abdichtungsabschnitt weisen vorzugsweise unterschiedliche Innen- und/oder Außendurchmesser auf und sind in Längsrichtung des Rotors zueinander beabstandet angeordnet oder ausgebildet. Vorzugsweise ist ein Außendurchmesser des Abdichtabschnitts größer als ein Außendurchmesser des Lagersitzes.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Außendurchmesser des Lagersitzes größer als ein Außendurchmesser des Schleifrings ist. Auf diese Weise kann vorzugsweise eine Lagereinrichtung in einfacher Weise über das distale Ende des Wellenendabschnitts über den Schleifring bis zum Lagersitz aufgeschoben und vorzugsweise in Endposition formschlüssig fixiert sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Ringträger, bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors, bündig oder zurückspringend zu einem distalen Ende des Wellenendabschnitts ausgebildet ist. Mit anderen Worten ragt der Ringträger nicht über das distale Ende des Wellenendabschnitts, wodurch der Bauraum des Rotors in axialer Richtung reduziert werden kann.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor.
Die elektrische Maschine ist vorzugsweise Bestandteil eines Traktionsantriebs, insbesondere eines integrierten Traktionsantriebs, bestehend aus der elektrischen Maschine, einem Übersetzungsgetriebe, das auch als Reducer bezeichnet werden kann, und einem Inverter.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, wobei die elektrische Maschine Bestandteil eines Traktionsantriebs des Kraftfahrzeugs ist.
Gemäß dem dritten Aspekt ist vorgesehen, dass ein Kraftfahrzeug bereitgestellt wird, das die elektrische Maschine aufweist, wobei die elektrische Maschine den erfindungsgemäßen fremderregten Rotor umfasst. Die elektrische Maschine ist Bestandteil eines Traktionsantriebs, wobei der Traktionsantrieb dazu eingerichtet und/oder ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug anzutreiben, also in Bewegung zu versetzen. Der Traktionsantrieb umfasst neben der elektrischen Maschine vorzugsweise ein Übersetzungsgetriebe und/oder einen Inverter. Der Traktionsantrieb kann vorzugsweise als integrierter Traktionsantrieb ausgebildet sein. Mit anderen Worten können die elektrische Maschine, der Inverter und das Übersetzungsgetriebe zu einer Einheit ausgebildet und/oder in einem Gehäuse angeordnet sein.
In einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors, insbesondere des erfindungsgemäßen Rotors nach Anspruch 1 , umfassend die Schritte:
- Bereitstellen einer Rotorwelle mit einem auf der Rotorwelle angeordneten Blechpaket, das wenigstens einen ausgeprägten Pol aufweist, und eine in einer axialen Richtung des Rotors ausgerichtete Endseite aufweist;
- Aufwickeln einer Rotorwicklung auf den ausgeprägten Pol, wobei die über die Endseite hinausgeführte Rotorwicklung einen Wicklungskopf ausbildet;
- Anordnen einer Schleifringanordnung auf einen Wellenendabschnitt der Rotorwelle, wobei die Schleifringanordnung, einen Ringträger, einen Schleifring und einen mit dem Schleifring verbundenen Verbindungsdraht aufweist, und ein Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdraht, bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors, bis in einen unterhalb des Wicklungskopfes, also zwischen Rotorwelle und Wicklungskopf, geführt, angeordnet wird und/oder positioniert wird;
- Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Leiterende der Rotorwicklung und dem Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdrahts.
Mit anderen Worten ist gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors angegeben wird.
In einem ersten Schritt wird eine Rotorwelle mit einem auf der Rotorwelle angeordneten Blechpaket bereitgestellt, wobei das Blechpaket wenigstens einen ausgeprägten Pol aufweist. In einer axialen Richtung des Rotors weist das Blechpaket eine Endseite auf.
In einem zweiten Schritt wird eine Schleifringanordnung auf einem Wellenendabschnitt der Rotorwelle angeordnet, wobei die Schleifringanordnung, einen Ringträger, einen Schleifring und einen mit dem Schleifring verbundenen Verbindungsdraht aufweist. Ein Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdraht ist, bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors, bis unterhalb eines Wicklungskopfes einer Rotorwicklung, also zwischen Rotorwelle und Wicklungskopf der Rotorwicklung, geführt.
In einem dritten Schritt wird die Rotorwicklung auf den ausgeprägten Pol aufgewickelt, wobei die über die Endseite hinausgeführte Rotorwicklung den Wicklungskopf des Rotors ausbildet.
In einem vierten Schritt wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem Leiterende der Rotorwicklung und dem Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdrahts hergestellt.
Bedingt dadurch, dass der Verbindungsendabschnitt zur Verbindung mit dem Leiterende der Rotorwicklung bis in einen Bereich unterhalb des Wicklungskopfes geführt ist, kann der axiale Bauraum des Rotors reduziert werden. Zudem kann eine Verbindungsvorrichtung, vorzugsweise in axialer Richtung des Rotors geführt werden, um den Verbindungsendabschnitt mit dem Leiterende der Rotorwicklung zu verbinden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die den Verbindungsdraht aufweisende Schleifringanordnung, wobei sich der Verbindungsdraht vom Schleifring bis zum Verbindungsendabschnitt in dem Ringträger erstreckt, auf den Wellenendabschnitt in axialer Richtung des Rotors aufgeschoben wird. Mit anderen Worten, greift vorzugsweise ein Abschnitt des Ringträgers, der den Verbindungsdraht aufweist, zumindest abschnittsweise oder teilweise in eine Nut auf der Außenseite des Wellenendabschnitts ein. Somit kann
der Ringträger in einfacher Weise durch eine translatorische Bewegung auf den Wellenendabschnitt aufgeschoben werden, wodurch Herstellungskosten reduziert werden können. Ein aufwendiges Führen des Verbindungsdrahts durch einen Wellenhohlraum kann somit vermieden werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Schweißelektrode einer Schweißvorrichtung in einer Richtung parallel zur Längsachse des Rotors geführt wird, um die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Leiterende und dem Verbindungsendabschnitt auszuführen. Dies hat den Vorteil, dass zur Verlagerung der Schweißelektrode lediglich ein Mindestabstand zur Rotorwelle und nicht zur Endseite des Blechpakets bzw. zum Wicklungskopf in axialer Richtung des Rotors eingehalten werden muss. Folglich kann auf diese Weise eine Möglichkeit geschaffen werden, bei der die elektrisch leitfähige Verbindung möglichst nahe des Blechpakets ausgeführt wird, wodurch der Bauraum des Rotors in dessen axialer Richtung reduziert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rotorwicklung nach der Anordnung der Schleifringanordnung auf dem Wellenendabschnitt auf den ausgeprägten Pol aufgewickelt wird. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die das Blechpaket aufweisende Rotorwelle bereitgestellt wird. Auf den Wellenendabschnitt der Rotorwelle wird die Schleifringanordnung angeordnet. Denkbar ist jedoch auch, dass die Schleifringanordnung getrennt von der Umlenkkappe ausgebildet ist. Vorzugsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, wird zunächst die Schleifringanordnung auf den Wellenendabschnitt aufgesteckt und im Nachgang wird die Umlenkkappe auf der Endseite des Blechpakets angeordnet. Vorzugsweise überlappt die Umlenkkappe die Schleifringanordnung zumindest abschnittsweise und/oder bereichsweise. Somit kann die Umlenkkappe die Schleifringanordnung bzw. den Ringträger in axialer Richtung des Rotors auf dem Wellenendabschnitt fixieren. Weiterhin ist denkbar, dass die Schleifringanordnung einstückig mit der Umlenkkappe ausgebildet ist. Im Nachgang, nachdem die Schleifringanordnung auf dem Wellenendabschnitt aufgesteckt ist, wird die Rotorwicklung auf den ausgeprägten Pol aufgewickelt und ein Leiterende der Rotorwicklung wird bis zum Verbindungsendabschnitt geführt. Bei diesem Verfahren kann unmittelbar nach dem Aufwickeln der Rotorwicklung auf den Pol die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Leiterende und dem Verbindungsendabschnitt in einfacher Weise hergestellt werden.
Alternativ dazu liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Rotorwicklung vor der Anordnung der Schleifringanordnung auf dem Wellenendabschnitt auf den ausgeprägten Pol aufgewickelt wird. Somit ist vorgesehen, dass zunächst das die Rotorwelle mit dem darauf angeordneten Blechpaket bereitgestellt wird. Im Nachgang wird vorzugsweise eine von dem Wellenendabschnitt getrennt ausgebildete Umlenkkappe auf die Endseite des Blechpakets angeordnet und die Rotorwicklung wird auf den ausgeprägten Pol des Blechpakets aufgewickelt. Nach der Ausbildung der Rotorwicklung wird die Schleifringanordnung auf den Wellenendabschnitt bis in dessen Endposition aufgesteckt und das Leiterende der Rotorwicklung wird mit dem Verbindungsendabschnitt des Verbindungsdrahts elektrisch leitend verbunden.
Es sei bemerkt, dass sämtliche Merkmale, welche vorstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, gleichermaßen für jeden anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelten. Im Speziellen können sämtliche Merkmale des Rotors gleichermaßen für die elektrische Maschine, das Kraftahrzeug, und das Verfahren gelten. Dies gilt auch umgekehrt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen, oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In diesen zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Rotor in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine isometrische Darstellung des Rotors;
Fig. 4 ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine;
Fig. 5 ein Verfahren zur Herstellung des Rotors.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Rotor 10 für eine fremderregte elektrische Maschine 12 in einer ersten Ausgestaltung gezeigt. Der Rotor 10 weist eine Rotorwelle 14 auf. Auf der Rotorwelle 14, insbesondere auf einer äußeren Mantelfläche 16 der Rotorwelle 14, ist ein Blechpaket 18 drehfest angeordnet. Das Blechpaket 18 weist wenigstens einen ausgeprägten Pol 20 auf. Der ausgeprägte Pol 20 ist in einer radialen Richtung des Rotors 10 ausgerichtet. Das Blechpaket 18 weist zudem eine in einer axialen Richtung des Rotors 10 ausgerichtete Endseite 22 auf. Auf dem ausgeprägten Pol 20 ist eine Rotorwicklung 24 aufgewickelt. Die über die Endseite 22 hinausgeführte Rotorwicklung 24 bildet einen Wicklungskopf 26 aus.
Die Rotorwelle 14 weist an einem axialen Ende der Rotorwelle 14 einen Wellenendabschnitt 28 auf. Auf dem Wellenendabschnitt 28 ist eine Schleifringanordnung 30 angeordnet. Die Schleifringanordnung 30 umfasst einen Ringträger 32, wenigstens einen Schleifring 34 und einen mit dem Schleifring 34 elektrisch leitend verbundenen Verbindungsdraht 36. Ein freier Verbindungsendabschnitt 38 des Verbindungsdrahts 36 ist ausgehend von dem endseitig ausgebildeten Schleifring 34 in Richtung Blechpaket 18 bis in einen Bereich zwischen Rotorwelle 14 und Wicklungskopf 26 geführt. Ein Leiterende 42 der Rotorwicklung 24 ist in Richtung Rotorwelle 14 geführt und überlappt zumindest abschnittsweise und/oder bereichsweise mit dem Verbindungsendabschnitt 38. Der Verbindungsendabschnitt 38 ist vorzugsweise gegabelt ausgebildet, so dass das Leiterende 42 in den Verbindungsendabschnitt 38 einlegbar ist. Das Leiterende 42 ist elektrisch leitend mit dem Verbindungsendabschnitt 38 verbunden.
Bedingt dadurch, dass der Verbindungsendabschnitt 38 bis unterhalb des Wicklungskopfes 26 der Rotorwicklung 24 geführt, angeordnet und/oder positioniert ist, also zwischen Wicklungskopf 26 und Rotorwelle 14, kann die Verbindungsstelle zwischen dem Verbindungsendabschnitt 38 und dem Leiterende 42 nahe der Endseite 22 des Blechpakets 18 ausgebildet werden. Somit kann der axiale Bauraum des Rotors 10 reduziert werden. Zudem kann eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden des Verbindungsendabschnitt 38 mit dem
Leiterende 42 der Rotorwicklung 24 in axialer Richtung des Rotors 10 geführt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die elektrisch leitfähige Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung ist. Über eine stoffschlüssige Verbindung kann eine bauraumreduzierte, dauerhafte und sehr gut leitfähige elektrische Verbindung zwischen dem Verbindungsendabschnitt und dem Leiterende hergestellt werden.
Die elektrisch leitfähige Verbindung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine stoffschlüssige Verbindung, wobei die stoffschlüssige Verbindung eine Schweißverbindung ist. Die Schweißverbindung wird vorzugsweise über eine Schweißvorrichtung mit einer Schweißelektrode ausgeführt, wobei die Schweißelektrode vorzugsweise parallel zur Längsrichtung des Rotors 10 geführt wird, um diese auf den Verbindungsendabschnitt 38 und/oder das Leiterende 42 zumindest abschnittsweise aufzusetzen, um den Verbindungsendabschnitt 38 und das Leiterende 42 miteinander stoffschlüssig zu verbinden.
Weiterhin ist ersichtlich, dass der Verbindungsdraht 36 zunächst in Richtung Blechpaket 18 geführt ist, und der Verbindungsendabschnitt 38 unterhalb des Wicklungskopfes 26 umgelenkt ist, und der Endseite 22 des Blechpakets abgewandt ist. Vorliegend ist vorgesehen, dass der Verbindungsendabschnitt 38 bezogen auf eine Längsrichtung und/oder Längsachse 46 des Rotors 10 in einem Winkel a von 45° ausgelenkt und/oder ausgerichtet ist. Somit kann das Leiterende 42 mittelbar oder unmittelbar auf den Verbindungsendabschnitt aufgelegt werden, um im Nachgang elektrisch leitfähig verbunden zu werden.
Ein distales Ende des Verbindungsendabschnitts 38 kann V-förmig oder U-förmig ausgebildet sein. Somit kann das Leiterende 42 vorzugsweise in das V-förmig oder U-förmig ausgebildete distale Ende des Verbindungsendabschnitts 38 eingelegt und in diesem stoffschlüssig mit dem Verbindungsendabschnitt 38 verbunden werden.
Auf der Endseite 22 des Blechpakets 18 ist eine Umlenkkappe 50 zur Führung der Rotorwicklung 24 im Bereich der Endseite 22 angeordnet. Die Umlenkkappe 50 ist in Verlängerung des ausgeprägten Pols 20 auf der Endseite 22 des Blechpakets 18 ausgebildet. Durch die Umlenkkappe 50 kann ein Biegeradius eines Drahts der Rotorwicklung 24 im Bereich des Wicklungskopfes 26 vorgegeben werden, um
vorzubeugen, dass eine Beschichtung des Drahts, durch die Umlenkung des Drahts im Bereich des Wicklungskopfes 26, reißt. Zudem kann der Draht im Bereich der Umlenkung zur Ausbildung des Wicklungskopfes 26 platzsparend, vorzugsweise durch eine orthozyklische Wicklung, geführt werden. Auf diese Weise kann die Rotorwicklung 24 im Bereich des Wicklungskopfes 26 materialschonend und platzsparend umgelenkt werden.
Denkbar ist, dass die Umlenkkappe 50 und der Ringträger 32 einstückig ausgebildet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Umlenkkappe 50 und der Ringträger 32 getrennt voneinander ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass zunächst der Ringträger 32 auf den Wellenendabschnitt 28 aufgesteckt wird und dann die Umlenkkappe 50 auf der Endseite 22 angeordnet wird. Die Umlenkkappe 50 überlappt zumindest abschnittsweise den Ringträger, so dass dieser zwischen der Umlenkkappe 50 und dem Blechpaket 18 in axialer Richtung des Rotors 10 fixierbar ist. Nach der Anordnung der Umlenkkappe 50 auf der Endseite 22 wird die Rotorwicklung 24 auf den ausgeprägten Pol 20 aufgewickelt und das Leiterende 42 der Rotorwicklung 24 wird zum Verbindungsendabschnitt 38 geführt.
In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Rotor 10 in einer zweiten Ausgestaltung gezeigt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird in der Figurenbeschreibung zur zweiten Ausgestaltung ausschließlich auf weitere Merkmale und/oder Unterschiede zu den in Fig. 1 gezeigten Rotor 10 eingegangen.
Zwischen der äußeren Mantelfläche 16 der Rotorwelle 14 und dem Ringträger 32 ist ein Dichtelement 48 angeordnet. Über das Dichtelement 48 kann in einfacher Weise verhindert werden, dass beispielsweise ein Kühlmedium, insbesondere ein Fluid, zur Kühlung der Rotorwicklung 24 über einen Ringspalt zwischen Ringträger 32 und Rotorwelle 14 bzw. zwischen Ringträger 32 und Wellenendabschnitt 28 in Richtung Schleifring 34 gelangt.
Der Rotor 10 ist über eine Lagereinrichtung 44 in einem Gehäuse 52 der fremderregten elektrischen Maschine 12 um eine Drehachse bzw. Längsachse 46 des Rotors 10 drehbar gelagert. Zwischen der Lagereinrichtung 44 und dem Verbindungsendabschnitt 38 ist ein erster Wellendichtring 54 angeordnet. Der erste Wellendichtring 54 dichtet einerseits gegen das Gehäuse 52 und andererseits gegen den Ringträger 32 mittelbar oder unmittelbar ab. Über den ersten Wellendichtring 54 kann verhindert werden, dass ein Kühlmedium zur Kühlung der Rotorwicklung 24 und/oder des Blechpakets 18 über die Lagereinrichtung 44 zu dem Schleifring 34 gelangt. Weiterhin ist ersichtlich, dass zwischen dem Schleifring
34 und der Lagereinrichtung 44 ein zweiter Wellendichtring 56 angeordnet ist. Der zweite Wellendichtring 56 dichtet einerseits gegen das Gehäuse 52 und andererseits gegen den Ringträger 32 mittelbar oder unmittelbar ab. Über den zweiten Wellendichtring 56 kann verhindert werden, dass ein Abrieb, der auf dem Schleifring 34 aufsitzenden Bürste 58 in Richtung Lagereinrichtung 44 gelangt. Besonders bevorzugt kann der zweite Wellendichtring 56 als Staubdichtung betrachtet und/oder ausgebildet sein. Somit können Verunreinigungen der Lagereinrichtung reduziert werden, wodurch letztendlich Reibungsverluste minimiert und die Leistungsfähigkeit der fremderregten elektrischen Maschine 12 langfristig beibehalten werden kann.
Der Ringträger 32 ist, bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors 10, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zurückspringend zu einem distalen Ende 60 des Wellenendabschnitts 28 ausgebildet. Mit anderen Worten ragt der Ringträger 32 nicht über das distale Ende 60 des Wellenendabschnitts 28, wodurch der Bauraum des Rotors 10 in axialer Richtung reduziert werden kann.
Fig. 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Rotors 10, wie er aus Fig. 1 und Fig 2 bekannt ist.
Ein distales Ende des Verbindungsendabschnitts 38 ist U-förmig ausgebildet. Das Leiterende 42 verläuft ausgehend vom Wicklungskopf 26 der Rotorwicklung 24 in Richtung Wellenendabschnitt 28 und ist dann in einer Richtung quer zur Längsachse 46 in das distale Ende des Verbindungsabschnitts 38 eingelegt, um mit diesem stoffschlüssig verbunden zu werden.
Auf einer äußeren Mantelfläche 62 des Ringträgers 32 ist ein Lagersitz 64 zur Aufnahme der Lagereinrichtung 44 und/oder ein Abdichtungsabschnitt 66 zur Abdichtung mit dem Wellendichtring 54, 56 ausgebildet. Der Lagersitz 64 und/oder der Abdichtungsabschnitt 66 kann vorzugsweise metallisch ausgebildet sein. Denkbar ist, dass der Lagersitz 64 und/oder der Abdichtungsabschnitt 66 als eine Hülse ausgebildet ist und auf der äußere Mantelfläche 62 des Ringträgers 32 unverlierbar und/oder drehfest angeordnet ist.
In Fig. 4 ist ein Kraftfahrzeug 68 mit der erfindungsgemäßen fremderregten elektrischen Maschine 12 gezeigt. Die elektrische Maschine 12 umfasst den erfindungsgemäßen Rotor 10. Weiterhin ist die elektrische Maschine 12 Bestandteil eines Traktionsantriebs des Kraftfahrzeugs 68. Mit anderen Worten ist die
elektrische Maschine 12 dazu eingerichtet und/oder ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug 468 anzutreiben, also in Bewegung zu versetzen.
In Fig. 5 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors 10 einer fremderregten elektrischen Maschine 12 gezeigt.
In einem ersten Schritt 100 wird eine Rotorwelle 14 mit einem auf der Rotorwelle 14 angeordneten Blechpaket 18 bereitgestellt, wobei das Blechpaket 18 wenigstens einen ausgeprägten Pol 20 aufweist. In einer axialen Richtung des Rotors 10 weist das Blechpaket 18 eine Endseite 22 auf.
In einem zweiten Schritt 110 wird eine Schleifringanordnung 30 auf einem Wellenendabschnitt 28 der Rotorwelle 14 angeordnet, wobei die Schleifringanordnung 30, einen Ringträger 32, einen Schleifring 34 und einen mit dem Schleifring 34 verbundenen Verbindungsdraht 36 aufweist. Ein Verbindungsendabschnitt 38 des Verbindungsdrahts 36 ist ausgehend von dem Schleifring 34 in Richtung Blechpaket 18 bis in einen Bereich zwischen Rotorwelle 14 und eines Wicklungskopf 26 einer Rotorwicklung 24 geführt, ausgebildet und/oder positioniert.
In einem dritten Schritt 120 wird die Rotorwicklung 24 auf den ausgeprägten Pol aufgewickelt, wobei die über die Endseite 22 hinausgeführte Rotorwicklung 24 den Wicklungskopf 26 des Rotors 10 ausbildet.
In einem vierten Schritt 130 wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem Leiterende 42 der Rotorwicklung 24 und dem Verbindungsendabschnitt 38 des Verbindungsdrahts 38 hergestellt.
Bedingt dadurch, dass der Verbindungsendabschnitt 38 zur Verbindung mit dem Leiterende 42 der Rotorwicklung 24 bis in einen Bereich unterhalb des Wicklungskopfes 26 geführt ist, kann der axiale Bauraum des Rotors 10 reduziert werden. Zudem kann eine Verbindungsvorrichtung, vorzugsweise in axialer Richtung des Rotors 10 geführt werden, um den Verbindungsendabschnitt 38 mit dem Leiterende 42 der Rotorwicklung 24 zu verbinden.
Claims
1 . Rotor (10) für eine fremderregte elektrische Maschine (12), aufweisend eine Rotorwelle (14) mit einem auf der Rotorwelle (14) angeordneten Blechpaket (18), wobei das Blechpaket (18) wenigstens einen ausgeprägten Pol (20) mit einer auf dem ausgeprägten Pol (20) aufgewickelten Rotorwicklung (24) und eine in einer axialen Richtung des Rotors (10) ausgerichteten Endseite (22) aufweist, wobei die über die Endseite (22) hinausgeführte Rotorwicklung (24) einen Wicklungskopf (26) ausbildet, eine auf einem Wellenendabschnitt (28) der Rotorwelle (14) angeordnete Schleifringanordnung (30), die einen Ringträger (32), einen Schleifring (34) und einen mit dem Schleifring (34) verbundenen Verbindungsdraht (36) aufweist, wobei der Verbindungsdraht (36) ausgehend von dem Schleifring (34) durch den Ringträger (32) geführt ist, der Ringträger (32) sich zwischen einem distalen Ende (60) des Wellenendabschnitts (28) und einem Bereich unterhalb des Wicklungskopfes (26) erstreckt, und ein Verbindungsendabschnitt (38) des Verbindungsdrahts (36), bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors (10), bis in den Bereich unterhalb des Wicklungskopfes (26) geführt ist, und ein Leiterende (42) der Rotorwicklung (24) mit dem Verbindungsendabschnitt (38) elektrisch leitend verbunden ist.
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung ist.
3. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsendabschnitt (38) bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors in einem Winkel a zwischen 30 < a < 85°, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind.
4. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rotorwelle (14) und einer inneren Mantelfläche des Ringträgers (32) und/oder zwischen dem Wellenendabschnitt (28) und der inneren Mantelfläche des Ringträgers (32) ein Dichtelement (48) angeordnet ist.
5. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Endseite (22) des Blechpakets (18) eine Umlenkkappe (50) zur Führung der Rotorwicklung (24) im Bereich der Endseite (22) angeordnet ist.
6. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dass der Wellenendabschnitt (28) einen Lagersitz (64) aufweist, im Bereich des Lagersitzes (64) auf einer in radialer Richtung des Rotors (10) ausgerichteten Außenseite des Wellenendabschnitts (28) eine in Längsrichtung des Rotors (10) verlaufende Nut ausgebildet ist, und ein den Verbindungsabschnitt (36) aufweisender Abschnitt des Ringträgers (32) in dieser Nut verläuft.
7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Ringträgers (32) im Bereich des Lagersitzes (64 ) gleich oder kleiner einem Außendurchmesser des Lagersitzes (64) des Wellenendabschnitts (28) ist.
8. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer äußeren Mantelfläche (66) des Ringträgers (32) ein Abdichtungsabschnitt (66) zur Abdichtung mit einem ersten Wellendichtring (54) und/oder einem zweiten Wellendichtring (56) ausgebildet ist.
9. Rotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Lagersitzes (64) und/oder des Abdichtungsabschnitts (66) größer als ein Außendurchmesser des Schleifrings (34) ist.
10. Elektrische Maschine (12) mit einem Rotor (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
11 . Kraftfahrzeug (68) mit einer elektrischen Maschine (12) nach Anspruch 10, wobei die elektrische Maschine (12) Bestandteil eines Traktionsantriebs des Kraftfahrzeugs (68) ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (10) umfassend die Schritte:
- Bereitstellen einer Rotorwelle (14) mit einem auf der Rotorwelle (14) angeordneten Blechpaket (18), das wenigstens einen ausgeprägten Pol (20) aufweist, und eine in einer axialen Richtung des Rotors (10) ausgerichtete Endseite (22) aufweist;
- Aufwickeln einer Rotorwicklung (24) auf den ausgeprägten Pol (20), wobei die über die Endseite (22) hinausgeführte Rotorwicklung (24) einen Wicklungskopf (26) ausbildet;
- Anordnen einer Schleifringanordnung (30) auf einen Wellenendabschnitt (28) der Rotorwelle (14), wobei die Schleifringanordnung (30), einen Ringträger (32), einen Schleifring (34) und einen mit dem Schleifring (34) verbundenen Verbindungsdraht (36) aufweist, und ein Verbindungsendabschnitt (38) des Verbindungsdrahts (36),
bezogen auf eine Längsrichtung des Rotors, bis in einen Bereich unterhalb des Wicklungskopfes (26), also zwischen Rotorwelle (14) und Wicklungskopf (26), geführt, ausgebildet oder positioniert wird;
- Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einem Leiterende (42) der Rotorwicklung (24) und dem Verbindungsendabschnitt (38) des Verbindungsdrahts (36).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die den Verbindungsdraht (36) aufweisende Schleifringanordnung (30), wobei sich der Verbindungsdraht (36) vom Schleifring (34) bis zum Verbindungsendabschnitt (38) in dem Ringträger (32) erstreckt, auf den Wellenendabschnitt (28) in axialer Richtung des Rotors (10) aufgeschoben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode einer Schweißvorrichtung in einer Richtung parallel zur Längsachse (46) des Rotors (10) geführt wird, um die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Leiterende (42) und dem Verbindungsendabschnitt (38) auszuführen.
15. Verfahren einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwicklung (24) nach der Anordnung der Schleifringanordnung (30) auf dem Wellenendabschnitt (28) auf den ausgeprägten Pol (20) aufgewickelt wird oder vor der Anordnung der Schleifringanordnung (30) auf dem Wellenendabschnitt (28) auf den ausgeprägten Pol (20) aufgewickelt wird.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023206470.7A DE102023206470A1 (de) | 2023-07-07 | 2023-07-07 | Rotor mit Schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische Maschine, elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Rotors |
| PCT/EP2024/069191 WO2025012207A1 (de) | 2023-07-07 | 2024-07-08 | Rotor mit schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische maschine, elektrische maschine, kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines rotors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP4740292A1 true EP4740292A1 (de) | 2026-05-13 |
Family
ID=91950329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP24742852.7A Pending EP4740292A1 (de) | 2023-07-07 | 2024-07-08 | Rotor mit schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische maschine, elektrische maschine, kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines rotors |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4740292A1 (de) |
| CN (1) | CN121420454A (de) |
| DE (1) | DE102023206470A1 (de) |
| WO (1) | WO2025012207A1 (de) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2790614A1 (fr) | 1999-03-03 | 2000-09-08 | Francois Carre | Generateur de courant electrique a vitesse de rotation variable et tension et (ou) frequence constantes |
| KR101755491B1 (ko) | 2015-12-02 | 2017-07-10 | 현대자동차 주식회사 | 계자권선형 구동모터의 회전자 |
| DE102016217516A1 (de) | 2016-09-14 | 2018-03-15 | Seg Automotive Germany Gmbh | Elektrischer Rotor und Verfahren zur Bereitstellung eines elektrischen Kontakts zwischen einer Rotorwicklung und einer Kontaktfahne |
| DE102018202624A1 (de) * | 2018-02-21 | 2019-08-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Rotor sowie Verfahren zum Herstellen eines Rotors |
| DE102019108943B4 (de) * | 2019-04-05 | 2023-11-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Rotorwelle eines Elektromotors |
| DE102021130559A1 (de) * | 2021-11-23 | 2023-05-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Rotorwelle mit separatem Schleifringmodul für einen Rotor einer elektrischen Maschine |
| EP4203275A1 (de) | 2021-12-23 | 2023-06-28 | Valeo eAutomotive Germany GmbH | Elektrischer verbinder für einen fremderregten rotor |
| EP4203276A1 (de) | 2021-12-23 | 2023-06-28 | Valeo eAutomotive Germany GmbH | Elektrischer verbinder für einen fremderregten rotor |
-
2023
- 2023-07-07 DE DE102023206470.7A patent/DE102023206470A1/de active Pending
-
2024
- 2024-07-08 EP EP24742852.7A patent/EP4740292A1/de active Pending
- 2024-07-08 CN CN202480043972.0A patent/CN121420454A/zh active Pending
- 2024-07-08 WO PCT/EP2024/069191 patent/WO2025012207A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102023206470A1 (de) | 2025-01-09 |
| WO2025012207A1 (de) | 2025-01-16 |
| CN121420454A (zh) | 2026-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3326267B1 (de) | Leistungsanschluss für ein elektrisches gerät, insbesondere für eine elektrische maschine zum antreiben eines kraftfahrzeuges | |
| EP1482604B1 (de) | Schleifringelement und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE102017216692A1 (de) | Verfahren zur elektrischen Kontaktierung einer Wicklung einer elektrischen Maschine mit einer Leiterplatte | |
| EP2922145A2 (de) | Verbindungsanordnung und entsprechendes Verfahren | |
| DE102013207206A1 (de) | Rohrelement mit Composite-Rohr und Metallverbinder | |
| DE102016118026B4 (de) | Rotor, insbesondere Rotor für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Rotors | |
| DE102018130471A1 (de) | Rotor mit einem Leiter für einen Elektromotor | |
| EP3007179A1 (de) | Kabel hoher steifigkeit und verfahren zu seiner herstellung | |
| EP3884570B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer endlos-wellenwicklung, endlos-wellenwicklung, stator und elektrische maschine | |
| EP4555607A1 (de) | Rotor mit schleifringvorrichtung, verfahren zur herstellung eines rotors mit einer schleifrichtvorrichtung und elektrische maschine mit einem rotor | |
| WO2023104372A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines elektromotors | |
| EP2988374B1 (de) | Dichtelement für eine elektrische leitung mit litzenleiter | |
| WO2025012207A1 (de) | Rotor mit schleifringanordnung für eine fremderregte elektrische maschine, elektrische maschine, kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines rotors | |
| DE102018125834A1 (de) | Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Stators | |
| DE102007056206A1 (de) | Rotor für einen Elektromotor | |
| WO2025011963A1 (de) | Fremderregte elektrische maschine mit schleifringmodul, verfahren zur herstellung einer fremderregten elektrischen maschine und kraftfahrzeug | |
| WO2016096245A1 (de) | Mediendichte abdichtung eines durchtrittbereichs zwischen einem nassbereich und einem trockenbereich | |
| DE102023201008A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs | |
| EP4252339A2 (de) | Stator-bauteil einer elektrodynamischen maschine | |
| DE102022210106B3 (de) | Traktionsantrieb mit Schleifringanordnung, Kraftfahrzeug | |
| WO2024105139A1 (de) | Rotor, elektrische maschine und kraftfahrzeug | |
| DE102024208552A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Statorwicklung eines Stators, Elektromaschine und Kraftfahrzeug | |
| WO2025012214A1 (de) | Schleifringmodul, rotor für eine fremderregte elektrische maschine und verfahren zur herstellung eines rotors | |
| DE102024125939A1 (de) | Stator für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine | |
| DE102008011504A1 (de) | Kommutator, Elektrowerkzeug mit einem Elektromotor mit einem solchen Kommutator und Verfahren zur Herstellung eines Kommutators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: UNKNOWN |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE |
|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
| 17P | Request for examination filed |
Effective date: 20260209 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |