WO2008145487A1 - Rotor bestehend aus rotorkörper mit integrierter impulsgebergeometrie und zugehöriges herstellungsverfahren - Google Patents

Rotor bestehend aus rotorkörper mit integrierter impulsgebergeometrie und zugehöriges herstellungsverfahren Download PDF

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WO2008145487A1
WO2008145487A1 PCT/EP2008/055545 EP2008055545W WO2008145487A1 WO 2008145487 A1 WO2008145487 A1 WO 2008145487A1 EP 2008055545 W EP2008055545 W EP 2008055545W WO 2008145487 A1 WO2008145487 A1 WO 2008145487A1
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rotor
rotor body
pulse generator
pulser
machine
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PCT/EP2008/055545
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Inventor
Anja Hofmeister
Miro Bekavac
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H02K11/225—Detecting coils
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    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/30—Structural association of asynchronous induction motors with auxiliary electric devices influencing the characteristics of the motor or controlling the motor, e.g. with impedances or switches

Definitions

  • Rotor consisting of rotor body with integrated pulse generator geometry and associated manufacturing process
  • the invention relates to a rotor of an electric machine with a rotor body having the features mentioned in the preamble of claim 1 and to an electric machine having the features mentioned in the preamble of claim 8.
  • the invention relates to a method for producing a rotor of an electric machine with a rotor carrier with the features mentioned in the preamble of claim 10.
  • both a rotor of an electrical machine with a rotor body of the type mentioned in the introduction and a method for its production of the type mentioned in the introduction are known.
  • Such a rotor is for example part of a three-phase asynchronous machine and serves to convert electrical work into mechanical work.
  • Three-phase asynchronous machines are increasingly being used in automotive engineering.
  • the starter generator or various forms of prime movers for electric or hybrid vehicles to the possible applications.
  • the speed of the rotor is less than the speed of the driving electromagnetic rotating field, so that the rotor rotates asynchronous to the given rotating field.
  • the asynchronous machine can be operated as an electric motor or as a generator.
  • the stator consists of the housing, the stator lamination packet and the stator winding inserted therein.
  • Voltage induction or the rotor current required magnetic flux change is generated by the stator by a rotating rotating field.
  • an asynchronous machine is a short-circuited three-phase transformer whose secondary side (rotor, rotor body and rotor winding) is rotatably mounted. Due to the voltage applied to the stator winding mains voltage is inside the Machine generates a magnetic rotating field, which induces a current in the short-circuited inner rotor winding. The current itself builds up a magnetic rotating field in the rotor. Both magnetic fields interact in such a way that ultimately a torque is generated.
  • a position detection of the rotor is required for a precise angle control.
  • the machine shaft is provided with a pulse generator, which interacts with a rotation angle sensor.
  • the rotor body of the rotor of DE 10 2004 004 744 A1 is associated with a pulse generator structure for detecting the rotational position and / or the rotational speed of the rotor.
  • the pulser structure is in the form of a pulser wheel disposed on a shaft of the rotor. Such a pulse wheel serves to generate signals in connection with a sensor unit.
  • the Impulsgeberrad and the sensor unit are part of a Drehlage- and / or speed sensor system.
  • the signals obtained via such a system are a measure of the rotational position and / or the rotational speed of the rotor.
  • the signals find use, for example, as input signals of a
  • Motor control unit via which in turn the electric machine can be controlled by means of generated output signals.
  • the rotor according to the invention of an electric machine with a rotor body and a rotor body associated pulser structure with the features mentioned in claim 1 offers the advantage that the rotor body together with pulse generator structure forms a production-optimized unit. It is essential that on the rotor body, the pulser structure is formed in the manufacture of the rotor body with. This rotor body with its function-determining pulser structure is equivalent to a functional unit that can be manufactured at a reduced cost and thus cheaper. This eliminates, for example, a hitherto necessary joining process in which the pulser structure is to be inserted into the rotor body and fastened.
  • the present rotor body recorded a comparison with the previous solutions improved characteristics, which is due to the molded during the manufacturing process pulser structure. Furthermore, the pulse generator structure integrated into the rotor body during the production process requires a more effective shielding from possibly occurring electromagnetic interference fields, which in turn leads to a more precise activation of the electrical machine. Last but not least, the rotor body is characterized by a compact and material-saving design.
  • the pulser structure on the rotor body can be created by machining.
  • other processing methods are possible to the rotor body to the Form impulse generator structure.
  • Always pulse generator structure and the remaining part or a remaining part of the rotor body form an integral unit.
  • the rotor body is a chipless manufactured rotor body, in which the pulser structure is formed in the manufacture of the rotor body with. It is also possible that the rotor body is a rotor body produced essentially without cutting, into which the
  • Pulse generator structure in the manufacture of the rotor body is formed with.
  • the term "rotor body produced essentially non-cutting" implies that a cutting partial or final machining can be provided.
  • the rotor body is designed as a unit of rotor arm inner part and rotor arm outer part.
  • rotor bodies are used in large-sized electrical machines, in particular for hybrid drives, which are constructed from at least two individual parts. Only one of the individual parts serves to be united with the pulse generator structure, in particular the pulse generator wheel. Due to such a part modification, an already existing component can be enriched by an additional functional unit.
  • the rotor body including the pulse generator structure can also be designed as a single component, that is to say in one piece.
  • the rotor body has an annular wall and a disk-shaped plate adjoining the wall, so that on the one hand a very rigid, robust and stable structural unit is provided and on the other hand a considerable saving of material is made possible.
  • the pulse generator structure is designed as a pulse generator wheel, whereby a rotationally symmetrical shape and consequently a constant pulse quality is given. Furthermore, due to the design of the pulse generator structure, a pulse generator wheel integrated in the rotor carrier results simple and inexpensive structural unit of the rotor or an assignable sensor system.
  • the pulse generator wheel is formed on its front side with spaced-apart metal lugs in the sense of an annular meander profile, so that a circumferential change between flags and subsequent gaps ensures a continuous signal approximation.
  • the number of flags and gaps can be easily adapted to the particular application.
  • the pulse wheel is part of a rotary position sensor system and / or a speed sensor system. Both systems serve the signal approximation and the signal acquisition and represent essential components in the engine control or engine control.
  • the electric machine is provided with a rotor body having the rotor, whereby a compact and inexpensive unit is given.
  • the electric machine as a vehicle drive machine, in particular vehicle electric lifting machine or vehicle hybrid drive machine, as this covers particularly suitable applications.
  • FIG. 1 shows a two-part rotor body in a perspective view
  • Figure 2 shows the two-part rotor body of Figure 1 in a sectional view
  • 3 shows a one-piece rotor body in a first perspective
  • FIG. 4 shows the one-piece rotor carrier according to FIG. 3 in a second perspective view.
  • FIG. 1 shows a two-part rotor body 1 is shown as part of a rotor, which takes over the task of a rotor carrier.
  • the rotor carrier also has a metallic rotor carrier outer part 3.
  • the cup-shaped rotor carrier inner part 2 is provided with an annular wall 4 and with a subsequent to the wall 4 disc-shaped plate 5.
  • the plate 5 has in its center a circular cutout 6, in which a rotary shaft of the rotor can be inserted. Concentric with the circular cutout 6, a number of bores 7 are introduced into the plate 5, which, depending on the design, are used to fasten the rotor by means of fastening means or to reduce the rotational mass.
  • the adjacent to the plate 5 annular wall 4 has the front side a pulser structure 8, which is designed as an integrated, one-piece Impulsgeberrad.
  • the pulse generator structure 8 is provided here with spaced-apart metal lugs 9 in the sense of an annular meander profile. According to the present embodiment, therefore, the rotor carrier inner part 2, the pulser structure 8, which resembles the shape of a drill bit.
  • the rotor carrier inner part 2 is embedded in the rotor carrier outer part 3.
  • the rotor carrier outer part 3 also has an annular wall 10.
  • the wall 10 of the rotor arm outer part 3 has with respect to the wall 4 of the rotor arm inner part 2 together with pulse generator on a greater height, so that the rotor arm inner part 2 is supported in the sense of a socket.
  • the order the impulse generator wheel can be provided in a further embodiment on the rotor carrier outer part 3, so that either the rotor carrier inner part 2 or the rotor carrier outer part 3 has the impulse generator.
  • the pulse wheel is united with its function-determining contour with one of the individual parts of the multi-part rotor carrier 1.
  • the two-part rotor body 1 described above is shown in a sectional view, in which the rotor body 1 is cut radially.
  • the embedded construction of the rotor carrier inner part 2 is made clear in the rotor carrier outer part 3.
  • Material properties and material thicknesses can be adapted to the required conditions, depending on the area of application and purpose.
  • the impeller wheel having rotor body inner part 2 is designed as an electrically conductive component and, in order to function as a pulse generator, wholly or partly made of ferromagnetic or permanent magnetic material.
  • FIGS. 3 and 4 each show a one-piece rotor body 1 in different perspective views.
  • the rotor body 1 also assumes the function of a rotor carrier in this design.
  • the present rotor carrier also has all the essential components necessary to meet the operational requirements.
  • the plate 11 is provided with a plurality of openings 7 for weight reduction, so that an annular structure with a series of articulation points 13 to the wall 10 is given.
  • the annular pulse generator On the inside of the wall 10 extends integrally the annular pulse generator, which is arranged offset from the end edge of the wall 10 in the axial direction. It is thus intended to integrate the pulse generator with its function-determining contour in the rotor body 1.
  • the pulse generator wheel according to FIGS. 1 to 4 is part of a rotational position sensor system and / or a rotational speed sensor system and, as such, serves to directly detect the rotational position of the rotor relative to the rotor Stator or for immediate detection of the speed of the rotor.
  • the rotating pulse wheel made of an electrically conductive and magnetically active material is provided with the axially projecting, equidistantly positioned flags 9.
  • the lugs 9 form the electrically conductive segments and the gaps 14 between the lugs 9, the non-conductive segments.
  • the lugs 9 and the gaps 14 of the pulse wheel have in each case the same size sheets.
  • the pulser structure 8 is formed in a non-cutting production of the rotor body 1 with.
  • a casting method or a sintering method can be used as the non-cutting production method.
  • Sintering is an original manufacturing process for molded parts. It allows the production of finished parts and semi-finished products, bypassing the liquid phase.
  • powder masses are first formed so that at least a minimum cohesion of the powder particles is given. This composite of powder particles is then compacted by heat treatment below the melting temperature and cured.
  • after-treatment to achieve the function-determining accuracy of the pulse generator wheel can follow the production process of the blank.
  • a rotor body having electric machine for example, as a vehicle drive machine.
  • the focus here is in particular electric drive vehicles or
  • Hybrid drive vehicles which are typically equipped with three-phase induction motors or permanent-magnet synchronous machines.
  • Hybrid drive is the combination of different drive principles for a drive task per application. This allows, ever as required or availability, the choice of the desired or required drive principle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer elektrischen Maschine,mit einem Rotorkörper (1) und einer dem Rotorkörper (1) zugeordneten Impulsgeberstruktur (8) zur Erfassung der Drehlage und/oder der Drehzahl des Rotors. Es ist vorgesehen, dass an dem Rotorkörper (1) die Impulsgeberstruktur (8) bei der Herstellung des Rotorkörpers (1) mit ausgebildet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Rotor der vorstehenden Art und ein Herstellungsverfahren für einen Rotor.

Description

Beschreibung
Titel
Rotor bestehend aus Rotorkörper mit integrierter Impulsgebergeometrie und zugehöriges Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft einerseits einen Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Rotorkörper mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen sowie eine elektrische Maschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 8 genannten Merkmalen. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine mit einem Rotorträger mit den im Oberbegriff des Anspruchs 10 genannten Merkmalen.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2004 004 744 A1 ist sowohl ein Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Rotorkörper der eingangs genannten Art als auch ein Verfahren zu seiner Herstellung der eingangs genannten Art bekannt. Ein derartiger Rotor ist beispielsweise Bestandteil einer Drehstrom- Asynchronmaschine und dient der Umsetzung elektrischer Arbeit in mechanische Arbeit. Zum Einsatz kommen Drehstrom-Asynchronmaschinen in zunehmendem Maße in der Fahrzeugtechnik. Hierbei zählen der Starter- Generator oder auch verschiedene Formen von Antriebsmaschinen für Elektro- oder Hybridfahrzeuge zu den möglichen Anwendungen. Bei der Asynchronmaschine - auch Induktionsmaschine oder Asynchronmotor genannt - ist die Drehzahl des Rotors geringer als die Drehzahl des antreibenden elektromagnetischen Drehfeldes, so dass der Rotor asynchron zu dem gegeben Drehfeld rotiert. Die Asynchronmaschine kann als Elektromotor oder als Generator betrieben werden. Der Stator besteht aus dem Gehäuse, dem Statorblech paket und der darin eingelegten Statorwicklung. Die für die
Spannungsinduktion bzw. den Läuferstrom erforderliche Magnetflußänderung wird vom Stator durch ein umlaufendes Drehfeld erzeugt. Elektrisch gesehen ist eine Asynchronmaschine ein kurzgeschlossener Drehstrom-Transformator, dessen Sekundärseite (Rotor, Rotorkörper und Rotorwicklung) drehbar gelagert ist. Durch die an die Statorwicklung angelegte Netzspannung wird im Inneren der Maschine ein magnetisches Drehfeld erzeugt, welches in der kurzgeschlossenen inneren Rotorwicklung einen Strom induziert. Der Strom baut selbst wiederum ein magnetisches Drehfeld im Rotor auf. Beide Magnetfelder wechselwirken so, dass letztlich ein Drehmoment erzeugt wird.
Bei einer bekannten permanenterregten Synchronmaschine, die mittels einer Leistungselektronik angesteuert wird, ist für eine winkelgenaue Ansteuerung eine Lageerfassung des Rotors erforderlich. Zur Lageerfassung ist die Maschinenwelle mit einem Impulsgeberrad versehen, das mit einem Drehwinkelsensor zusammenwirkt.
Dem Rotorkörper des Rotors der DE 10 2004 004 744 A1 ist zur Erfassung der Drehlage und/oder der Drehzahl des Rotors eine Impulsgeberstruktur zugeordnet. Die Impulsgeberstruktur weist die Form eines Impulsgeberrades auf, das auf einer Welle des Rotors angeordnet ist. Ein derartiges Impulsgeberrad dient dazu, Signale in Verbindung mit einer Sensoreinheit zu erzeugen. Das Impulsgeberrad und die Sensoreinheit sind dabei Teil eines Drehlage- und/oder Drehzahlsensorsystems. Die über ein solches System gewonnenen Signale sind ein Maß für die Drehlage und/oder die Drehzahl des Rotors. In der Folge finden die Signale beispielsweise Verwendung als Eingangssignale eines
Motorsteuergerätes, über welches wiederum die elektrische Maschine anhand generierter Ausgangssignale gesteuert werden kann.
Da sowohl der Rotorkörper als auch die Impulsgeberstruktur jeweils eine wesentliche Komponente der elektrischen Maschine darstellen, sind deren Aufbau und Struktur sowie verwendete Materialien und die Art der Herstellung maßgeblich für die Funktionalität des Rotors und die Wirtschaftlichkeit der elektrischen Maschine. In der DE 10 2004 004 744 A1 werden mehrere Arten einer Kombination bestehend aus dem Rotorkörper in Form der Riemenscheibe und einem so genannten Segmentring vorgeschlagen. Darunter werden auch an der Riemenscheibe aufgeklebte, aufgedruckte, aufgedampfte, form- oder kraftschlüssig positionierte oder auch eingefräste Segmentringe beschrieben. Allen gemeinsam ist jedoch eine aufwändige Fertigung, die angesichts eines hohen Kostendrucks unerwünscht ist. Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Rotorkörper und einer dem Rotorkörper zugeordneten Impulsgeberstruktur mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass der Rotorkörper samt Impulsgeberstruktur eine fertigungsoptimierte Baueinheit bildet. Dabei ist wesentlich, dass an dem Rotorkörper die Impulsgeberstruktur bei der Herstellung des Rotorkörpers mit ausgebildet wird. Dieser Rotorkörper mit seiner funktionsbestimmenden Impulsgeberstruktur ist gleichzusetzen mit einer Funktionseinheit, die mit einem verringerten Aufwand und somit günstiger gefertigt werden kann. Hierbei entfällt beispielsweise ein bislang notwendiger Fügeprozess, bei dem die Impulsgeberstruktur in den Rotorkörper einzusetzen und zu befestigen ist. Auch in puncto Winkellagegenauigkeit verzeichnet der vorliegende Rotorkörper eine gegenüber den bisherigen Lösungen verbesserte Charakteristik, welche auf die während des Herstellungsvorgangs eingeformte Impulsgeberstruktur zurückzuführen ist. Ferner bedingt die in den Rotorkörper während des Fertigungsprozesses integrierte Impulsgeberstruktur eine effektivere Schirmung vor ggf. auftretenden elektromagnetischen Störfeldern, was wiederum zu einer präziseren Ansteuerung der elektrischen Maschine führt. Nicht zuletzt zeichnet sich der Rotorkörper durch eine kompakte und materialeinsparende Bauweise aus.
Gleiches gilt in analoger Weise für das Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10, bei dem die Impulsgeberstruktur bei der Herstellung des Rotorkörpers mit ausgebildet wird. Hierbei kommen insbesondere der um einige Schritte reduzierte Herstellungsprozess und eine damit einhergehende Materialeinsparung zum Tragen. So entfällt je nach Herstellungsverfahren beispielsweise der Fügeprozess inklusive aller dafür vorgesehenen Prozessschritte, bei dem die beiden Einzelteile zu einer Baueinheit vereint werden.
Bei der Herstellung des Rotorkörpers kann die Impulsgeberstruktur am Rotorkörper durch spanende Bearbeitung erstellt werden. Es sind jedoch auch andere Bearbeitungsverfahren möglich, um an dem Rotorkörper die Impulsgeberstruktur auszubilden. Stets bilden Impulsgeberstruktur und der übrige Teil oder ein übriger Teil des Rotorkörpers eine einstückige Einheit.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Rotorkörper ein spanlos hergestellter Rotorkörper, in den die Impulsgeberstruktur bei der Herstellung des Rotorkörpers mit eingeformt ist. Es ist auch möglich, dass der Rotorkörper ein im Wesentlichen spanlos hergestellter Rotorkörper ist, in den die
Impulsgeberstruktur bei der Herstellung des Rotorkörpers mit eingeformt ist. Der Begriff „im Wesentlichen spanlos hergestellter Rotorkörper" deutet an, dass eine spanende Teil- oder Endbearbeitung vorgesehen sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotorkörper als Einheit aus Rotorträger-Innenteil und Rotorträger-Außenteil ausgeführt ist. Hierdurch wird einem baulichen Umstand Rechnung getragen, wonach bei großformatigen elektrischen Maschinen, insbesondere für Hybridantriebe, Rotorkörper zum Einsatz kommen, die aus wenigstens zwei Einzelteilen aufgebaut sind. Dabei dient lediglich eines der Einzelteile dazu, mit der Impulsgeberstruktur, insbesondere Impulsgeberrad, vereint zu sein. Auf Grund einer derartigen Teilemodifikation kann ein bereits vorhandenes Bauteil um eine zusätzliche Funktionseinheit bereichert werden. Alternativ kann der Rotorkörper samt Impulsgeberstruktur auch als ein einziges Bauteil, also einstückig, ausgebildet sein.
Mit Vorteil weist der Rotorkörper eine ringförmige Wandung und eine sich an die Wandung anschließende scheibenförmige Platte auf, so dass zum einen eine ausgesprochen steife, widerstandsfähige und standfeste Baueinheit gegeben und zum anderen eine beachtliche Materialeinsparung ermöglicht ist.
Vorteilhafterweise ist die Impulsgeberstruktur als Impulsgeberrad ausgeführt, wodurch eine rotationssymmetrische Gestalt und folglich eine gleichbleibende Impulsqualität gegeben ist. Ferner ergibt sich bedingt durch die Ausführung der Impulsgeberstruktur als in dem Rotorträger integriertes Impulsgeberrad eine einfache und kostengünstige Baueinheit des Rotors beziehungsweise eines zuordenbaren Sensorsystems.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Impulsgeberrad an seiner Stirnseite mit zueinander beabstandeten Metallfahnen im Sinne eines ringförmigen Mäanderprofils ausgebildet, so dass ein umlaufender Wechsel zwischen Fahnen und nachfolgenden Lücken für eine stetige Signalgeneherung sorgt. Die Anzahl der Fahnen und Lücken läßt sich auf den jeweiligen Anwendungsfall auf einfache Weise anpassen.
Mit Vorteil ist das Impulsgeberrad Teil eines Drehlagesensorsystems und/oder eines Drehzahlsensorsystems. Beide Systeme dienen der Signalgeneherung und der Signalerfassung und stellen wesentliche Komponenten bei der Motorsteuerung bzw. Motorregelung dar.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Maschine mit einem den Rotorkörper aufweisenden Rotor versehen, wodurch eine kompakte und günstige Baueinheit gegeben ist.
Vorteilhaft ist zudem die Ausführung der elektrischen Maschine als Fahrzeug- Antriebsmaschine, insbesondere Fahrzeug-Elektroanthebsmaschine oder Fahrzeug-Hybridantriebsmaschine, da dadurch besonders geeignete Anwendungen abgedeckt werden.
Vorteilhaft ist ferner eine Herstellung des Rotorkörpers mittels eines Gießprozesses oder eines Sinterprozesses, da hierbei die Fertigung auf ausgereifte und beherrschbare Verfahren gestützt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt; diese umfaßt vielmehr alle Abwandlungen, Änderungen und Äquivalente, die im Rahmen der Ansprüche möglich sind. Es zeigen:
Figur 1 einen zweiteiligen Rotorkörper in einer perspektivischen Darstellung; Figur 2 den zweiteiligen Rotorkörper nach Figur 1 in einer Schnittdarstellung; Figur 3 einen einteiligen Rotorkörper in einer ersten perspektivischen
Darstellung; und Figur 4 den einteiligen Rotorträger nach Figur 3 in einer zweiten perspektivischen Darstellung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 ist ein zweiteiliger Rotorkörper 1 als Teil eines Rotors gezeigt, der die Aufgabe eines Rotorträgers übernimmt. Der Rotorträger weist neben einem metallischen Rotorträger-Innenteil 2 auch ein metallisches Rotorträger-Außenteil 3 auf. Das napfförmige Rotorträger-Innenteil 2 ist mit einer ringförmigen Wandung 4 und mit einer sich an die Wandung 4 anschließenden scheibenförmigen Platte 5 versehen. Die Platte 5 weist in ihrem Zentrum einen kreisrunden Ausschnitt 6 auf, in den eine Rotationswelle des Rotors einführbar ist. Konzentrisch zu dem kreisrunden Ausschnitt 6 ist eine Reihe von Bohrungen 7 in die Platte 5 eingebracht, die je nach Ausführung zur Befestigung des Rotors anhand von Befestigungsmitteln oder zur Reduzierung der Rotationsmasse dienen. Die an der Platte 5 angrenzende ringförmige Wandung 4 weist stirnseitig eine Impulsgeberstruktur 8 auf, die als integriertes, einstückiges Impulsgeberrad ausgeführt ist. Die Impulsgeberstruktur 8 ist hierbei mit zueinander beabstandeten Metallfahnen 9 im Sinne eines ringförmigen Mäanderprofils versehen. Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist demnach das Rotorträger-Innenteil 2 die Impulsgeberstruktur 8 auf, welche der Form einer Bohrkrone ähnelt.
Das Rotorträger-Innenteil 2 ist in das Rotorträger-Außenteil 3 eingebettet. Auch das Rotorträger-Außenteil 3 weist eine ringförmige Wandung 10 auf. Die Wandung 10 des Rotorträger-Außenteils 3 weist gegenüber der Wandung 4 des Rotorträger-Innenteils 2 samt Impulsgeberrad eine größere Höhe auf, so dass das Rotorträger-Innenteil 2 im Sinne einer Fassung gehaltert ist. Die Anordnung des Impulsgeberrades kann in einer weiteren Ausführung an dem Rotorträger- Außenteil 3 vorgesehen werden, so dass entweder das Rotorträger-Innenteil 2 oder das Rotorträger-Außenteil 3 das Impulsgeberrad aufweist. Mit anderen Worten: das Impulsgeberrad ist mit seiner funktionsbestimmenden Kontur mit einem der Einzelteile des mehrteiligen Rotorträgers 1 vereint.
Gemäß Figur 2 ist der zuvor beschriebene zweiteilige Rotorkörper 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt, bei welcher der Rotorkörper 1 radial geschnitten ist. Hierbei ist die eingebettete Bauweise des Rotorträger-Innenteils 2 in das Rotorträger-Außenteil 3 deutlich gemacht. Werkstoffeigenschaften und Materialstärken können je nach Einsatzgebiet und Einsatzzweck an die geforderten Bedingungen angepasst werden. Das das Impulsgeberrad aufweisende Rotorkörper-Innenteil 2 ist als elektrisch leitendes Bauteil ausgeführt und, um als Impulsgeber zu funktionieren, ganz oder teilweise aus ferro- oder dauermagnetischen Werkstoff gefertigt.
In den Figuren 3 und 4 ist jeweils ein einteiliger Rotorkörper 1 in unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen gezeigt. Der Rotorkörper 1 übernimmt auch bei dieser Bauform die Funktion eines Rotorträgers. Bezugnehmend auf das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 weist der vorliegende Rotorträger ebenfalls alle wesentlichen Bestandteile auf, die zur Erfüllung der Betriebsanforderungen notwendig sind. Hierbei besteht der grundlegende Aufbau aus einer ringförmigen Wandung 10 und einer sich an die Wandung 10 anschließenden scheibenförmigen Platte 11. Die Platte 11 ist mit einer Vielzahl von Durchbrüchen 7 zur Gewichtsreduzierung versehen, so dass eine ringförmige Struktur mit einer Reihe von Anlenkungspunkten 13 zu der Wandung 10 gegeben ist. An der Innenseite der Wandung 10 erstreckt sich einstückig das ringförmige Impulsgeberrad, welches gegenüber der Stirnkante der Wandung 10 in axialer Richtung zurückversetzt angeordnet ist. Es ist somit vorgesehen, das Impulsgeberrad mit seiner funktionsbestimmenden Kontur in den Rotorkörper 1 zu integrieren.
Das Impulsgeberrad nach den Figuren 1 bis 4 ist Teil eines Drehlagesensorsystems und/oder eines Drehzahlsensorsystems und dient als solches zur unmittelbaren Erfassung der Drehlage des Rotors gegenüber dem Stator beziehungsweise zur unmittelbaren Erfassung der Drehzahl des Rotors. Das umlaufende Impulsgeberrad aus einem elektrisch leitenden und magnetisch wirksamen Material ist mit den in Axialrichtung vorstehenden, in gleichen Abständen zueinander positionierten Fahnen 9 versehen. Die Fahnen 9 bilden dabei die elektrisch leitenden Segmente und die Lücken 14 zwischen den Fahnen 9 die nicht leitenden Segmente. Die Fahnen 9 und die Lücken 14 des Impulsgeberrades weisen dabei jeweils gleich große Bogenmaße auf. Bei einer Anordnung von drei zueinander in Umfangsrichtung versetzten Sensorelementen läßt sich beispielsweise bei einem Drehlagesensorsystem die genaue Drehlage des Rotors bestimmen. Hierdurch ist eine präzisere Ansteuerung der elektrischen Maschine, insbesondere beim Starten derselben aus einer beliebigen Ruhelage heraus in eine vorgegebene Drehrichtung, möglich.
Bei der Herstellung des Rotorkörpers 1 und der zugeordneten Impulsgeberstruktur 8 nach Figur 3 ist wesentlich, dass die Impulsgeberstruktur 8 bei einer spanlosen Herstellung des Rotorkörpers 1 mit eingeformt wird. Als spanloses Herstellungsverfahren kann beispielsweise ein Gießverfahren oder ein Sinterverfahren zur Anwendungen kommen. Sintern ist ein urformendes Fertigungsverfahren für Formteile. Es gestattet die Herstellung von Fertigteilen und Halbzeugen unter Umgehung der flüssigen Phase. Dabei werden Pulvermassen zunächst so geformt, dass wenigstens ein minimaler Zusammenhalt der Pulverpartikel gegeben ist. Dieser Verbund aus Pulverpartikel wird im Anschluss durch Wärmebehandlung unterhalb der Schmelztemperatur verdichtet und ausgehärtet. An den Herstellungsprozess des Rohteils kann sich gegebenenfalls eine Nachbehandlung zur Erzielung der funktionsbestimmenden Genauigkeit des Impulsgeberrades anschließen.
Verwendung findet eine einen derartigen Rotorkörper aufweisende elektrische Maschine beispielsweise als Fahrzeug-Antriebsmaschine. Im Fokus stehen dabei insbesondere Elektroantriebsfahrzeuge oder auch
Hybridantriebsfahrzeuge, welche typischerweise mit Drehstrom- Asynchronmaschinen oder permanenterregten Synchronmaschinen ausgestattet sind. Als Hybridantrieb bezeichnet man die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien für eine Antriebsaufgabe je Anwendung. Dies ermöglicht, je nach Bedarf oder Verfügbarkeit, die Auswahl des gewünschten oder benötigten Antriebsprinzips.

Claims

Ansprüche
1. Rotor einer elektrischen Maschine, mit einem Rotorkörper (1 ) und einer dem Rotorkörper (1 ) zugeordneten Impulsgeberstruktur (8) zur Erfassung der Drehlage und/oder der Drehzahl des Rotors, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rotorkörper (1 ) die Impulsgeberstruktur (8) bei der Herstellung des Rotorkörpers (1 ) mit ausgebildet wird.
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (1 ) ein spanlos hergestellter oder im Wesentlichen spanlos hergestellter
Rotorkörper (1 ) ist, in den die Impulsgeberstruktur (8) bei der Herstellung des Rotorkörpers mit eingeformt ist.
3. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (1 ) als Einheit aus einem Rotorträger- Innenteil (2) und einem Rotorträger-Außenteil (3) ausgeführt ist.
4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (1 ) eine ringförmige Wandung (4;10) und eine sich an die Wandung (4;10) anschließende scheibenförmige Platte (5;11 ) aufweist.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsgeberstruktur (8) als Impulsgeberrad ausgeführt ist.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsgeberrad an seiner Stirnseite mit zueinander beabstandeten Metallfahnen (9) im Sinne eines ringförmigen Mäanderprofils ausgebildet ist.
7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsgeberrad Teil eines Drehlagesensorsystems und/oder eines Drehzahlsensorsystems ist.
8. Elektrische Maschine, gekennzeichnet durch einen Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ihre Ausführung als Fahrzeug-Antriebsmaschine, insbesondere Fahrzeug-
Elektroanthebsmaschine oder Fahrzeug-Hybridantriebsmaschine.
10. Herstellungsverfahren eines Rotors einer elektrischen Maschine mit einem Rotorkörper (1 ) und einer dem Rotorkörper (1 ) zugeordneten Impulsgeberstruktur (8) zur Erfassung der Drehlage und/oder der Drehzahl des Rotors, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsgeberstruktur (8) bei der Herstellung des Rotorkörpers (1 ) an ihm ausgebildet wird.
11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsgeberstruktur (8) bei einer spanlosen oder im Wesentlichen spanlosen Herstellung des Rotorkörpers (1 ) mit eingeformt wird.
12. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (1 ) mittels eines Gießprozesses oder eines Sinterprozesses hergestellt wird.
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