WO2014016100A2 - Rotor arrangement for an electrical machine and bearing of said rotor arrangement - Google Patents

Rotor arrangement for an electrical machine and bearing of said rotor arrangement Download PDF

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WO2014016100A2
WO2014016100A2 PCT/EP2013/064166 EP2013064166W WO2014016100A2 WO 2014016100 A2 WO2014016100 A2 WO 2014016100A2 EP 2013064166 W EP2013064166 W EP 2013064166W WO 2014016100 A2 WO2014016100 A2 WO 2014016100A2
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sensor wheel
sensor
wheel
annular element
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Marius-Ovidiu Popescu
Michael Haider
Michael Nigro
Kurt Reutlinger
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/20Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar machine

Definitions

  • the present invention relates to electrical machines, in particular hybrid-excited homopolar machines. Furthermore, the present invention relates to a structure of rotor assemblies of hybrid-excited Homopolarmaschinen.
  • an electric motor engages the steering to increase the driver's steering effort.
  • an electric machine is connected via a rigid gear to the handlebar, wherein the electric machine is controlled so that a steering movement of the driver is supported.
  • torque fluctuations occur which can be felt when the steering wheel is actuated.
  • an electric motor for steering power assistance is usually provided as the electric motor for a steering power assistance.
  • Hends hybrid-excited homopolar machines used as an electric motor for use in a steering power assistance are especially provided.
  • rotor position sensors in the form of encoder wheels on the rotor shaft are usually provided in the interior of the electrical machine, which are aligned in a defined manner to the rotor position and have a magnetic, optical or other coding.
  • magnetic encoder wheels are used, which have a specific structure or a specific magnetization pattern.
  • a method for mounting a sensor wheel of a position sensor on a rotor arrangement wherein the rotor arrangement has a rotor body arranged on a rotor shaft, which comprises at least one rotor part for providing a field magnetic field, comprising the following steps:
  • One idea of the above method for mounting a sensor wheel of a position sensor on a rotor assembly is to arrange a sensor rider wheel with respect to a rotor shaft of the rotor assembly so that it has a defined position with respect to the rotor topology.
  • a position sensor constructed using the sensor rider wheel can reliably detect the rotor position and provide an absolute value for the rotor position.
  • An idea is moreover to mount the sensor rider wheel not directly on the rotor shaft but directly on a rotor body mounted on the rotor shaft, so that the relative angular position of the sensor rake wheel with respect to the rotor shaft can be determined in a simpler manner.
  • the encoder wheel can be pushed onto a tapered end portion of the rotor body.
  • the encoder wheel can be applied to a front end of the rotor body for arranging.
  • the sender wheel may be fixed by means of an annular element which is placed on the rotor shaft, so that the sender wheel is arranged between the rotor body and the annular element, wherein the annular element
  • the donor gear may be concentrically attached to an annular member, the annular member being soft magnetic and mounted on the rotor shaft so as to abut directly on the rotor member and by a magnetic field provided by a permanent magnet disposed in the rotor member , is held.
  • the encoder wheel can be fixed by gluing or welding to the rotor body.
  • a rotor assembly for an electric machine comprising:
  • a rotor body which is placed on the rotor shaft; and a sender wheel of a position sensor, which rests directly on the rotor body and is fastened by a fastening device on the rotor body in a position oriented relative to the rotor body.
  • the fastening device may comprise an annular element which is placed on the rotor shaft, so that the encoder wheel between the rotor body and the annular element is arranged, wherein the annular element
  • the donor wheel can be mounted concentrically on an annular element, wherein the annular element is soft magnetic and is placed on the rotor shaft, so that it bears directly against the rotor part and held by a magnetic field provided by the at least one permanent magnet becomes.
  • Figures 1 a-1 c process steps for constructing a rotor for a
  • FIGS. 2a-2c show method steps according to a further embodiment for constructing a rotor for an electric motor; until the step of attaching the sensor wheel;
  • FIGS. 3a-3c show method steps according to a further embodiment for constructing a rotor for an electrical machine until prior to the step of attaching the sensor rim;
  • FIGS. 5a-5d show a method for constructing an electrical machine with the above rotor arrangement.
  • FIGS. 1 a to 1 c show the first method steps for constructing a rotor for a hybrid-excited homopolar machine.
  • the rotor assembly to be constructed has two rotor parts, which are mounted at a distance from each other on a shaft to receive a stator fixedly arranged exciter coil.
  • a rotor core 2 is applied to a rotor shaft 1.
  • the rotor core 2 is formed of a soft magnetic material and has a first portion 21 and a second portion 22 which are formed to receive respective rotor parts.
  • the outer diameter is adapted to an inner diameter of the aufndden rotor part.
  • an enlarged-diameter center portion 23 which is designed to receive an exciting magnetic field impressed by an exciting coil (not shown).
  • the rotor core 2 is pressed onto the shaft 1, so that the rotor core 2 is held with a press fit on the shaft 1.
  • one or more press notches 6 can be provided on the shaft 1.
  • a first rotor part 3 which is formed from a soft magnetic material in which permanent magnets are embedded for forming rotor poles, is pushed onto the first rotor core section 21 of the rotor core 2.
  • the first rotor part 3 has an inner diameter which corresponds to an outer diameter of the first section 21 of the rotor core 2, so that a suitable fit of the first rotor part 3 on the first rotor core section 21 is achieved.
  • the first rotor portion 3 can be reliably held by using unused press notches on the rotor core portion 21 or by a press fit. It is thereby avoided that the first rotor part 3 is held on a portion of the shaft 1, over which the rotor core 2 or the center section 23 of the rotor core 2 has previously been slid, whereby any press notches have been damaged or made unusable.
  • FIGS. 2a to 2c show an alternative method of constructing a rotor assembly up to the step of attaching a sensor rotor.
  • a rotor core 12 is pushed onto a rotor shaft 1 1 from a first side.
  • the rotor core 12 has, unlike the rotor core 2 described above, only one edge portion 123 corresponding to the above-described center portion 23 and a rotor portion 121, while no rotor core portion is provided on a side of the edge portion 123 opposite to the rotor core portion 121.
  • a first rotor part 13 is pushed from a second side of the rotor shaft 1 1, as shown in Figure 2b, which has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the rotor shaft 1 1.
  • the first rotor part 13 is pressed onto the rotor shaft 1 1 so that it is held in a press fit and / or by press notches 6 on the rotor shaft 1 1.
  • a first bearing 14 is pushed from the same side to the rotor shaft 1 1.
  • the application of the rotor core 12 to the rotor shaft 1 1 via a first end of the rotor shaft 1 1, which is different from the second end over which the first rotor part 13 and the first bearing 14 are applied, has the advantage that the rotor part 13 can be pressed onto the rotor shaft 1 1 "unused" press notches or "unused” sections of press notches, so that a more reliable mounting of the first rotor part 13 is achieved.
  • FIGS. 3a to 3c show an alternative method for constructing a rotor arrangement.
  • FIG. 3 a shows that a rotor core 42 is pushed onto a rotor shaft 41 from a first side.
  • the rotor core 42 has, in contrast to the rotor core 2 described above, only one of the above-described center section 23 corresponding section.
  • a first rotor part 43 is pushed from a second side of the rotor shaft 1 1, as shown in Figure 3b, which has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the rotor shaft 1 1.
  • the first rotor part 43 is pressed onto the rotor shaft 41, so that this in an interference fit and / or by
  • Press notches 6 is held on the rotor shaft 41.
  • a first bearing 44 is pushed onto the rotor shaft 41 from the same side.
  • the application of the rotor core 42 to the rotor shaft 41 via a first end of the rotor shaft 41, which is different from the second end, over which the first rotor part 43 and the first bearing 44 is applied, has the advantage that the rotor part 43 on the Rotor shaft 41 can be pressed over "unused" press notches or "unused" sections of press notches, so that a more reliable support of the first rotor part 43 is achieved.
  • a sensor rake wheel 20 is now applied on the side opposite the first rotor part 3, 13 relative to the center section 23.
  • the sensor wheel 20 is usually designed as an annular element which serves for the optical or magnetic detection of a movement of the rotor shaft 1, 1 1.
  • the sensor wheel 20 can be designed as a structured soft-magnetic ring, a ring formed with different-pole magnetic regions, a ring with optically recognizable markings or structuring on one of its surfaces or the like.
  • the sensor rake 20 is applied on a stepped end portion of the rotor core portion 22, 121 or disposed adjacent to an end face of the rotor core portion 22, 121.
  • FIGS. 4a to 4i show different types of mounting of the sensor wheel 20.
  • the sensor wheel 20 is applied to the end portion 24 of the rotor core 2, which has a smaller diameter than the rotor core portion 22, 121 in question, and adheres to it.
  • the sensor wheel 20 can be aligned with respect to the rotor shaft 1 so as to achieve a defined angular position between the rotor parts 3, 13 and the sensor wheel 20.
  • the sensor wheel 20 is mounted on the sensor rim 20 on the end section of the rotor core 2 instead of by gluing using a clip connection with a recess on the end section and a corresponding latching element.
  • the clip connection is not circumferential, so that likewise a predefined angular position of the sensor rim 20 on the end section 24 can be achieved.
  • the sensor wheel 20 can also be clipped onto directly on the rotor shaft 1, 1 1, so as a
  • the sensor rim 20 can be caulked on the end section 24, as shown in FIG that between a caulking point 25 and the step between the end portion 24 and the rotor core portion 22, 121 of the rotor core 2 is clamped and thus reliably held in the intended angular position.
  • FIG. 4 d the attachment of the sensor rim 20 on the end face of the rotor section is shown by means of a screw connection through a hollow screw 26, which surrounds the rotor shaft 1, 1 1 in the mounted state and engages in an internal thread in the rotor body 2. This likewise makes it possible to fix the sensor rim 20 in the same way as it does with regard to angular position.
  • a fixation can be provided with a screw connection even with an attachment of the sensor wheel 20 on a tapered end portion 24 of the rotor core 2.
  • the sensor rim 20 can also be welded to the end section 24 at a weld S, preferably at the front-side interface between the sensor rim 20 and the end section 24.
  • FIG. 4g Another embodiment is shown in FIG. 4g.
  • the sensor wheel 20 using an additional magnetic retaining ring 28 whose poling z. B. is aligned in the axial direction, fixed to the rotor core 2.
  • the rotor core 2 is formed soft magnetic at least in the region of the end face F, so that the sensor rake 20 can be held by clamping by acting between the magnetic retaining ring 28 and the end face of the rotor core portion 22, 121 magnetic force.
  • the sensor wheel 20 may also be held by clamping on the end portion 24 by means of the magnetic retaining ring 28.
  • the holding of the sensor wheel 20 by means of the magnetic retaining ring 28 allows a very simple readjustment of the relative angular position of the sensor cam 20 with respect to the rotor parts of the rotor.
  • FIG. 4i shows a further embodiment in which the sensor rake wheel 20 is mounted on a round metal plate 29 which has a minimum diameter which is twice the distance between one and the other. gate parts provided corresponding permanent magnet.
  • the sensor rim 20 can then be attached after application of the second rotor part to an outer end face of the second rotor part 22 by the metal plate, which carries the sensor cam 20 is magnetically held by the permanent magnets of the second rotor part 22.
  • FIGS. 5a to 5d further describe the method for the further construction of the hybrid-excited homopolar engine with the previously partially manufactured rotor arrangement.
  • the first bearing 4 are inserted into a pot-shaped housing 50 of the electrical machine into a corresponding first bearing holder 51 and then a stator arrangement 52 is inserted into the housing 50.
  • the stator assembly 52 has stator coils 53 and a central excitation coil 54 which is oriented transversely to the axial direction of the electric machine.
  • the exciter coil 54 comes to lie radially over the center section 23 of the rotor core 2, so that an additional excitation magnetic field can be impressed into the rotor arrangement via the excitation coil 54 during operation.
  • step 5b now the second rotor part 5 is pushed onto the rotor core portion 22 of the rotor core 2 and the open end side of the pot-shaped housing 50 is closed with a corresponding housing cover 55.
  • the housing cover 55 has on its outer side a concavity, in which a second bearing 10, as shown in Figure 5d, is used to complete the assembly of the electric machine.
  • the application of the sensor rim 20 and the metal plate to the front side can be an intermediate step be provided of the second rotor part 22 before the housing cover 55 is placed.

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for mounting a sensor wheel (20) of a position sensor on a rotor arrangement, wherein the rotor arrangement has a rotor body (2, 12, 42), which is arranged on a rotor shaft (1, 11, 41) and comprises at least one rotor part (23, 123, 42) for providing an exciter magnetic field, including the following steps: arrangement of the sensor wheel (20) on the rotor body (2, 12, 42); aligning the sensor wheel (20) in relation to a position of the rotor body (2, 12, 42); and fastening the sensor wheel (20) to the rotor body (2, 12, 42) such that the sensor wheel (20) and the rotor body (2, 12, 42) bear directly against each other.

Description

Beschreibung  description
Rotoranordnung für eine elektrische Maschine Rotor arrangement for an electric machine
und Lagerung der Rotoranordnung and storage of the rotor assembly
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere hybriderregte Homopolarmaschinen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufbauweise von Rotoranordnungen von hybriderregten Homopolarmaschinen. The present invention relates to electrical machines, in particular hybrid-excited homopolar machines. Furthermore, the present invention relates to a structure of rotor assemblies of hybrid-excited Homopolarmaschinen.
Stand der Technik State of the art
Bei elektrisch unterstützten Lenkungen von Kraftfahrzeugen greift ein Elektromotor in die Lenkung ein, um die Lenkkraft des Fahrers zu verstärken. Dazu ist eine elektrische Maschine über ein starres Getriebe mit der Lenkstange verbunden, wobei die elektrische Maschine so angesteuert wird, dass eine Lenkbewegung des Fahrers unterstützt wird. Je nach verwendeter Art des Elektromotors treten Drehmomentschwankungen auf, die bei einer Betätigung des Lenkrads spürbar sein können. In electrically assisted vehicle steering systems, an electric motor engages the steering to increase the driver's steering effort. For this purpose, an electric machine is connected via a rigid gear to the handlebar, wherein the electric machine is controlled so that a steering movement of the driver is supported. Depending on the type of electric motor used, torque fluctuations occur which can be felt when the steering wheel is actuated.
Weiterhin kann es je nach Art des verwendeten Elektromotors im Fehlerfall zu einem Gegenmoment kommen, das der Bewegung des Lenkrads entgegenwirkt und das Lenken erschwert. Eine wesentliche Anforderung an einen Elektromotor zur Lenkkraftunterstützung besteht darin, dass Fehler in dem Elektromotor nicht zu einer Gefährdung des Fahrers führen. Da bei einer Verwendung von bürsten- kommutierten Elektromotoren in einem Fehlerfall hohe Rastmomente entstehen können, wird als Elektromotor für eine Lenkkraftunterstützung in der Regel ein elektronisch kommutierter Elektromotor vorgesehen. Insbesondere werden zuse- hends hybriderregte Homopolarmaschinen als Elektromotor zum Einsatz in einer Lenkkraftunterstützung angewendet. Furthermore, depending on the type of electric motor used, in the event of a fault, a counter-torque may occur which counteracts the movement of the steering wheel and makes steering more difficult. An essential requirement of an electric motor for steering power assistance is that errors in the electric motor do not endanger the driver. Since, when using brush-commutated electric motors, high cogging torques can occur in the event of a fault, an electronically commutated electric motor is usually provided as the electric motor for a steering power assistance. In particular, Hends hybrid-excited homopolar machines used as an electric motor for use in a steering power assistance.
Für eine elektronische Kommutierung einer elektrischen Maschine ist eine genaue Kenntnis der Rotorlage erforderlich. Dazu werden üblicherweise Rotorlagegeber in Form von Geberrädern an der Rotorwelle im Inneren der elektrischen Maschine vorgesehen, die in definierter Weise zu der Rotorlage ausgerichtet sind und eine magnetische, optische oder sonstige Kodierung aufweisen. Insbesondere werden magnetische Geberräder verwendet, die eine bestimmte Struktur bzw. ein bestimmtes Magnetisierungsmuster aufweisen. For an electronic commutation of an electric machine, a precise knowledge of the rotor position is required. For this purpose, rotor position sensors in the form of encoder wheels on the rotor shaft are usually provided in the interior of the electrical machine, which are aligned in a defined manner to the rotor position and have a magnetic, optical or other coding. In particular, magnetic encoder wheels are used, which have a specific structure or a specific magnetization pattern.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Aufbau einer Rotoranordnung für eine elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 sowie die Rotoranordnung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen. According to the invention, a method for constructing a rotor assembly for an electric machine according to claim 1 and the rotor assembly according to the independent claims are provided.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Montage eines Geberrads eines Lagesensors an einer Rotoranordnung vorgesehen, wobei die Rotoranordnung einen auf einer Rotorwelle angeordneten Rotorkörper aufweist, der mindestens ein Rotorteil zum Bereitstellen eines Erregermagnetfelds umfasst, mit folgenden Schritten: According to a first aspect, a method is provided for mounting a sensor wheel of a position sensor on a rotor arrangement, wherein the rotor arrangement has a rotor body arranged on a rotor shaft, which comprises at least one rotor part for providing a field magnetic field, comprising the following steps:
- Anordnen des Geberrads an dem Rotorkörper; und  - Arranging the encoder wheel on the rotor body; and
- Ausrichten des Geberrads bezüglich einer Stellung mindestens eines Rotorteils; und  - Aligning the encoder wheel with respect to a position of at least one rotor part; and
- Befestigen des Geberrads an dem Rotorkörper, so dass das Geberrad und der Rotorkörper unmittelbar aneinander anliegen.  - Attaching the encoder wheel on the rotor body, so that the encoder wheel and the rotor body abut directly against each other.
Eine Idee des obigen Verfahrens zur Montage eines Geberrads eines Lagesensors an einer Rotoranordnung besteht darin, ein Sensorgeberrad so bezüglich einer Rotorwelle der Rotoranordnung anzuordnen, dass dieses eine definierte Stellung bezüglich der Rotortopologie aufweist. Dadurch kann ein mithilfe des Sensorgeberrads aufgebauter Lagesensor die Rotorlage zuverlässig detektieren und einen Absolutwert für die Rotorlage bereitstellen. Eine Idee besteht darüber hinaus darin, das Sensorgeberrad nicht an der Rotorwelle sondern unmittelbar an einem auf der Rotorwelle angebrachten Rotorkörper zu montieren, so dass die relative Winkellage des Sensorgeberrads bezüglich der Rotorwelle in einfacherer Weise festgelegt werden kann. One idea of the above method for mounting a sensor wheel of a position sensor on a rotor assembly is to arrange a sensor rider wheel with respect to a rotor shaft of the rotor assembly so that it has a defined position with respect to the rotor topology. As a result, a position sensor constructed using the sensor rider wheel can reliably detect the rotor position and provide an absolute value for the rotor position. An idea is moreover to mount the sensor rider wheel not directly on the rotor shaft but directly on a rotor body mounted on the rotor shaft, so that the relative angular position of the sensor rake wheel with respect to the rotor shaft can be determined in a simpler manner.
Weiterhin kann zum Anordnen das Geberrad auf einen verjüngten Endabschnitt des Rotorkörpers aufgeschoben werden. Furthermore, for arranging the encoder wheel can be pushed onto a tapered end portion of the rotor body.
Alternativ kann zum Anordnen das Geberrad an ein stirnseitiges Ende des Rotorkörpers angelegt werden. Alternatively, the encoder wheel can be applied to a front end of the rotor body for arranging.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Geberrad mithilfe eines ringförmigen Elements, das auf die Rotorwelle aufgesetzt wird, befestigt werden, so dass das Geberrad zwischen dem Rotorkörper und dem ringförmigen Element angeordnet ist, wobei das ringförmige Element According to one embodiment, the sender wheel may be fixed by means of an annular element which is placed on the rotor shaft, so that the sender wheel is arranged between the rotor body and the annular element, wherein the annular element
- weichmagnetisch ausgebildet ist, um durch ein von einem oder mehreren in dem Rotorteil angeordneten Permanentmagneten bereitgestelltes Magnetfeld eine Haltekraft gegen das Geberrad in Richtung des Rotorteils auszuüben, oder  is formed soft magnetic, in order to exert a holding force against the encoder wheel in the direction of the rotor part by a magnetic field provided by one or more arranged in the rotor part permanent magnet, or
- magnetisch ausgebildet ist, um eine Haltekraft gegen das Geberrad in Richtung des Rotorteils auszuüben, das weichmagnetisch ausgebildet ist.  - Is magnetically designed to exert a holding force against the encoder wheel in the direction of the rotor part, which is formed soft magnetic.
Alternativ kann das Geberrad konzentrisch an einem ringförmigen Element angebracht sein, wobei das ringförmige Element weichmagnetisch ausgebildet ist und auf die Rotorwelle aufgesetzt wird, so dass es unmittelbar an dem Rotorteil anliegt und daran durch ein Magnetfeld, das durch einen in dem Rotorteil angeordneten Permanentmagneten bereitgestellt wird, gehalten wird. Alternatively, the donor gear may be concentrically attached to an annular member, the annular member being soft magnetic and mounted on the rotor shaft so as to abut directly on the rotor member and by a magnetic field provided by a permanent magnet disposed in the rotor member , is held.
Weiterhin kann das Geberrad durch Kleben oder Verschweißen an dem Rotorkörper befestigt werden. Furthermore, the encoder wheel can be fixed by gluing or welding to the rotor body.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Rotoranordnung für eine elektrische Maschine vorgesehen, umfassend: In another aspect, there is provided a rotor assembly for an electric machine, comprising:
- eine Rotorwelle;  a rotor shaft;
- einen Rotorkörper, der auf die Rotorwelle aufgesetzt ist; und - ein Geberrad eines Lagesensors, das unmittelbar an dem Rotorkörper anliegt und durch eine Befestigungseinrichtung an dem Rotorkörper in einer bezüglich dem Rotorkörper ausgerichteten Stellung befestigt ist. - A rotor body which is placed on the rotor shaft; and a sender wheel of a position sensor, which rests directly on the rotor body and is fastened by a fastening device on the rotor body in a position oriented relative to the rotor body.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung ein ringförmiges Element umfassen, das auf die Rotorwelle aufgesetzt ist, so dass das Geberrad zwischen dem Rotorkörper und dem ringförmigen Element angeordnet ist, wobei das ringförmige Element According to one embodiment, the fastening device may comprise an annular element which is placed on the rotor shaft, so that the encoder wheel between the rotor body and the annular element is arranged, wherein the annular element
- weichmagnetisch ausgebildet ist, um durch ein von einem oder mehreren in dem Rotorteil angeordneten Permanentmagneten bereitgestelltes Magnetfeld eine Haltekraft gegen das Geberrad in Richtung des Rotorteils auszuüben, oder  is formed soft magnetic, in order to exert a holding force against the encoder wheel in the direction of the rotor part by a magnetic field provided by one or more arranged in the rotor part permanent magnet, or
- magnetisch ausgebildet ist, um eine Haltekraft gegen das Geberrad in Richtung des Rotorteils auszuüben, das weichmagnetisch ausgebildet ist.  - Is magnetically designed to exert a holding force against the encoder wheel in the direction of the rotor part, which is formed soft magnetic.
Alternativ kann auf dem Rotorkörper ein Rotorteil mit mindestens einem Permanentmagneten aufgesetzt sein. Alternatively it can be placed with at least one permanent magnet on the rotor body, a rotor part.
Weiterhin kann das Geberrad konzentrisch an einem ringförmigen Element angebracht sein, wobei das ringförmige Element weichmagnetisch ausgebildet ist und auf die Rotorwelle aufgesetzt wird, so dass es unmittelbar an dem Rotorteil anliegt und daran durch ein Magnetfeld, das durch den mindestens einen Permanentmagneten bereitgestellt wird, gehalten wird. Furthermore, the donor wheel can be mounted concentrically on an annular element, wherein the annular element is soft magnetic and is placed on the rotor shaft, so that it bears directly against the rotor part and held by a magnetic field provided by the at least one permanent magnet becomes.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figuren 1 a-1 c Verfahrensschritte zum Aufbau eines Rotors für eine Figures 1 a-1 c process steps for constructing a rotor for a
elektrische Maschine bis vor dem Schritt des Anbringens eines Sensorgeberrads;  electric machine until before the step of attaching a sensor Berberrads;
Figuren 2a-2c Verfahrensschritte gemäß einer weiteren Ausführungsform zum Aufbau eines Rotors für eine elektrische Ma- schine bis vor dem Schritt des Anbringens des Sensorgeberrads; FIGS. 2a-2c show method steps according to a further embodiment for constructing a rotor for an electric motor; until the step of attaching the sensor wheel;
Figuren 3a-3c Verfahrensschritte gemäß einer weiteren Ausführungsform zum Aufbau eines Rotors für eine elektrische Maschine bis vor dem Schritt des Anbringens des Sensorgeberrads; FIGS. 3a-3c show method steps according to a further embodiment for constructing a rotor for an electrical machine until prior to the step of attaching the sensor rim;
Figuren 4a-4i Darstellungen der Anbringung des Sensorgeberrads in verschiedenen Befestigungsvarianten; und Figures 4a-4i representations of the attachment of the sensor Berber in different attachment variants; and
Figuren 5a-5d ein Verfahren zum Aufbau einer elektrischen Maschine mit der obigen Rotoranordnung. FIGS. 5a-5d show a method for constructing an electrical machine with the above rotor arrangement.
Beschreibung von Ausführungsformen Description of embodiments
In den Figuren 1 a bis 1 c sind die ersten Verfahrensschritte zum Aufbau eines Rotors für eine hybriderregte Homopolarmaschine dargestellt. Die aufzubauende Rotoranordnung weist zwei Rotorteile auf, die voneinander beabstandet an einer Welle angebracht sind, um eine statorfest angeordnete Erregerspule aufzunehmen. FIGS. 1 a to 1 c show the first method steps for constructing a rotor for a hybrid-excited homopolar machine. The rotor assembly to be constructed has two rotor parts, which are mounted at a distance from each other on a shaft to receive a stator fixedly arranged exciter coil.
In dem in Figur 1 a dargestellten Verfahrensschritt wird auf eine Rotorwelle 1 ein Rotorkern 2 aufgebracht. Der Rotorkern 2 ist aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet und weist einen ersten Abschnitt 21 und einen zweiten Abschnitt 22 auf, die zur Aufnahme von jeweiligen Rotorteilen ausgebildet sind. Dazu ist deren Außendurchmesser einem Innendurchmesser des aufzusetzenden Rotorteils angepasst. Zwischen dem ersten und dem zweiten Rotorkernabschnitt 21 , 22 des Rotorkerns 2 ist ein Mittenabschnitt 23 mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen, der zum Aufnehmen eines von einer Erregerspule (nicht gezeigt) eingeprägten Erregermagnetfelds bestimmt ist. In the method step shown in FIG. 1 a, a rotor core 2 is applied to a rotor shaft 1. The rotor core 2 is formed of a soft magnetic material and has a first portion 21 and a second portion 22 which are formed to receive respective rotor parts. For this purpose, the outer diameter is adapted to an inner diameter of the aufzusetzenden rotor part. Between the first and second rotor core portions 21, 22 of the rotor core 2, there is provided an enlarged-diameter center portion 23 which is designed to receive an exciting magnetic field impressed by an exciting coil (not shown).
Der Rotorkern 2 wird auf die Welle 1 aufgepresst, so dass der Rotorkern 2 mit einer Presspassung auf der Welle 1 gehalten wird. Zur Fixierung können auf der Welle 1 eine oder mehrere Presskerben 6 vorgesehen sein. In einem nachfolgenden, in Figur 1 b gezeigten Schritt dargestellt wird ein erstes Rotorteil 3, das aus einem weichmagnetischen Material gebildet ist, in dem Permanentmagnete zum Ausbilden von Rotorpolen eingebettet sind, auf den ersten Rotorkernabschnitt 21 des Rotorkerns 2 aufgeschoben. Dazu weist das erste Rotorteil 3 einen Innendurchmesser auf, der einem Außendurchmesser des ersten Abschnitts 21 des Rotorkerns 2 entspricht, so dass eine geeignete Passung des ersten Rotorteils 3 auf dem ersten Rotorkernabschnitt 21 erreicht wird. The rotor core 2 is pressed onto the shaft 1, so that the rotor core 2 is held with a press fit on the shaft 1. For fixing one or more press notches 6 can be provided on the shaft 1. In a subsequent step shown in FIG. 1 b, a first rotor part 3, which is formed from a soft magnetic material in which permanent magnets are embedded for forming rotor poles, is pushed onto the first rotor core section 21 of the rotor core 2. For this purpose, the first rotor part 3 has an inner diameter which corresponds to an outer diameter of the first section 21 of the rotor core 2, so that a suitable fit of the first rotor part 3 on the first rotor core section 21 is achieved.
Durch Vorsehen des gegenüber der Welle 1 vergrößerten Durchmessers des ersten Rotorkernabschnitts 21 des Rotorkerns 2 kann das erste Rotorteil 3 unter Nutzung von unverbrauchten Presskerben an dem Rotorkernabschnitt 21 oder durch eine Presspassung zuverlässig gehalten werden. Es wird dadurch vermieden, dass das erste Rotorteil 3 auf einem Abschnitt der Welle 1 gehalten wird, über den zuvor der Rotorkern 2 bzw. der Mittenabschnitt 23 des Rotorkerns 2 aufgeschoben worden ist, wodurch etwaige Presskerben beschädigt bzw. unbrauchbar gemacht wurden. By providing the diameter of the first rotor core portion 21 of the rotor core 2 larger than that of the shaft 1, the first rotor portion 3 can be reliably held by using unused press notches on the rotor core portion 21 or by a press fit. It is thereby avoided that the first rotor part 3 is held on a portion of the shaft 1, over which the rotor core 2 or the center section 23 of the rotor core 2 has previously been slid, whereby any press notches have been damaged or made unusable.
Wie in Figur 1 c gezeigt, kann nach dem Aufschieben des ersten Rotorteils 3 auf den ersten Abschnitt 21 des Rotorkerns 2 ein erstes Lager 4 auf die Rotorwelle 1 aufgepresst werden. As shown in Figure 1 c, after pushing the first rotor part 3 on the first portion 21 of the rotor core 2, a first bearing 4 are pressed onto the rotor shaft 1.
In den Figuren 2a bis 2c ist ein alternatives Verfahren zum Aufbau einer Rotoranordnung bis vor dem Schritt des Anbringens eines Sensorgeberrads dargestellt. In Figur 2a ist dargestellt, dass ein Rotorkern 12 auf eine Rotorwelle 1 1 von einer ersten Seite aufgeschoben wird. Der Rotorkern 12 weist im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Rotorkern 2 nur einen dem zuvor beschriebenen Mittenabschnitt 23 entsprechenden Randabschnitt 123 und einen Rotorteilabschnitt 121 auf, während auf einer dem Rotorkernabschnitt 121 gegenüberliegenden Seite des Randabschnitts 123 kein Rotorkernabschnitt vorgesehen ist. FIGS. 2a to 2c show an alternative method of constructing a rotor assembly up to the step of attaching a sensor rotor. In Figure 2a is shown that a rotor core 12 is pushed onto a rotor shaft 1 1 from a first side. The rotor core 12 has, unlike the rotor core 2 described above, only one edge portion 123 corresponding to the above-described center portion 23 and a rotor portion 121, while no rotor core portion is provided on a side of the edge portion 123 opposite to the rotor core portion 121.
Nach dem Aufschieben des Rotorkerns 12 auf die Rotorwelle 1 1 wird von einer zweiten Seite der Rotorwelle 1 1 , wie in Figur 2b gezeigt, ein erstes Rotorteil 13 aufgeschoben, das einen Innendurchmesser aufweist, der etwa dem Außendurchmesser der Rotorwelle 1 1 entspricht. Das erste Rotorteil 13 wird auf die Rotorwelle 1 1 aufgepresst, so dass dieses in einer Presspassung und/oder durch Presskerben 6 auf der Rotorwelle 1 1 gehalten wird. Nach dem Aufschieben des ersten Rotorteils 13 auf die Rotorwelle 1 1 wird ein erstes Lager 14 von gleicher Seite auf die Rotorwelle 1 1 aufgeschoben. After pushing the rotor core 12 onto the rotor shaft 1 1, a first rotor part 13 is pushed from a second side of the rotor shaft 1 1, as shown in Figure 2b, which has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the rotor shaft 1 1. The first rotor part 13 is pressed onto the rotor shaft 1 1 so that it is held in a press fit and / or by press notches 6 on the rotor shaft 1 1. After postponing the first rotor part 13 on the rotor shaft 1 1, a first bearing 14 is pushed from the same side to the rotor shaft 1 1.
Das Aufbringen des Rotorkerns 12 auf die Rotorwelle 1 1 über ein erstes Ende der Rotorwelle 1 1 , das von dem zweiten Ende, über das das erste Rotorteil 13 und das erste Lager 14 aufgebracht werden, verschieden ist, hat den Vorteil, dass das Rotorteil 13 auf die Rotorwelle 1 1 über "unverbrauchte" Presskerben bzw.„unverbrauchte" Abschnitte von Presskerben aufgepresst werden kann, so dass eine zuverlässigere Halterung des ersten Rotorteils 13 erreicht wird. The application of the rotor core 12 to the rotor shaft 1 1 via a first end of the rotor shaft 1 1, which is different from the second end over which the first rotor part 13 and the first bearing 14 are applied, has the advantage that the rotor part 13 can be pressed onto the rotor shaft 1 1 "unused" press notches or "unused" sections of press notches, so that a more reliable mounting of the first rotor part 13 is achieved.
In den Figuren 3a bis 3c ist ein alternatives Verfahren zum Aufbau einer Rotoranordnung dargestellt. In Figur 3a ist dargestellt, dass ein Rotorkern 42 auf eine Rotorwelle 41 von einer ersten Seite aufgeschoben wird. Der Rotorkern 42 weist im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Rotorkern 2 nur einen dem zuvor beschriebenen Mitten abschnitt 23 entsprechenden Abschnitt auf. Der RotorkernFIGS. 3a to 3c show an alternative method for constructing a rotor arrangement. FIG. 3 a shows that a rotor core 42 is pushed onto a rotor shaft 41 from a first side. The rotor core 42 has, in contrast to the rotor core 2 described above, only one of the above-described center section 23 corresponding section. The rotor core
42 weist eine Mittenöffnung 46 zur Aufnahme auf die Welle 41 auf, wobei die Mittenöffnung eine oder mehrere Ausweitungen 45 aufweist, durch die beim Aufpressen des Rotorkerns 42 mindestens eine oder mehrere Presskerben 47 der Rotorwelle 41 unbeschädigt bleiben. 42 has a central opening 46 for receiving on the shaft 41, wherein the central opening has one or more extensions 45, remain at least one or more press notches 47 of the rotor shaft 41 undamaged when pressing the rotor core 42.
Nach dem Aufschieben des Rotorkerns 42 auf die Rotorwelle 41 wird von einer zweiten Seite der Rotorwelle 1 1 , wie in Figur 3b gezeigt, ein erstes Rotorteil 43 aufgeschoben, das einen Innendurchmesser aufweist, der etwa dem Außendurchmesser der Rotorwelle 1 1 entspricht. Das erste Rotorteil 43 wird auf die Ro- torwelle 41 aufgepresst, so dass dieses in einer Presspassung und/oder durchAfter pushing the rotor core 42 onto the rotor shaft 41, a first rotor part 43 is pushed from a second side of the rotor shaft 1 1, as shown in Figure 3b, which has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the rotor shaft 1 1. The first rotor part 43 is pressed onto the rotor shaft 41, so that this in an interference fit and / or by
Presskerben 6 auf der Rotorwelle 41 gehalten wird. Nach dem Aufschieben des ersten Rotorteils 43 auf die Rotorwelle 41 wird ein erstes Lager 44 von gleicher Seite auf die Rotorwelle 41 aufgeschoben. Das Aufbringen des Rotorkerns 42 auf die Rotorwelle 41 über ein erstes Ende der Rotorwelle 41 , das von dem zweiten Ende, über das das erste Rotorteil 43 und das erste Lager 44 aufgebracht werden, verschieden ist, hat den Vorteil, dass das Rotorteil 43 auf die Rotorwelle 41 über "unverbrauchte" Presskerben bzw.„unverbrauchte" Abschnitte von Presskerben aufgepresst werden kann, so dass eine zuverlässigere Halterung des ersten Rotorteils 43 erreicht wird. Nach den in den Figuren 1 c und 2c ausgeführten Verfahrensschritten zur Montage der Rotoranordnung wird nun ein Sensorgeberrad 20 auf der bezüglich des Mittenabschnitts 23 dem ersten Rotorteil 3,13 gegenüberliegenden Seite aufgebracht. Das Sensorgeberrad 20 ist in der Regel als ein ringförmiges Element ausgebildet, das zur optischen oder magnetischen Erkennung einer Bewegung der Rotorwelle 1 , 1 1 dient. So kann das Sensorgeberrad 20 beispielsweise als ein strukturierter weichmagnetischer Ring, ein mit verschiedenpoligen Magnetbereichen ausgebildeter Ring, ein Ring mit optisch erkennbaren Kennzeichnungen oder Strukturierungen an einer seiner Oberflächen oder dergleichen ausgebildet sein. Das Sensorgeberrad 20 wird auf einem abgestuften Endabschnitt des Rotorkernabschnitts 22, 121 aufgebracht oder an einer Stirnseite des Rotorkernabschnitts 22,121 anliegend angeordnet. Press notches 6 is held on the rotor shaft 41. After pushing the first rotor part 43 onto the rotor shaft 41, a first bearing 44 is pushed onto the rotor shaft 41 from the same side. The application of the rotor core 42 to the rotor shaft 41 via a first end of the rotor shaft 41, which is different from the second end, over which the first rotor part 43 and the first bearing 44 is applied, has the advantage that the rotor part 43 on the Rotor shaft 41 can be pressed over "unused" press notches or "unused" sections of press notches, so that a more reliable support of the first rotor part 43 is achieved. After the process steps for assembling the rotor arrangement shown in FIGS. 1c and 2c, a sensor rake wheel 20 is now applied on the side opposite the first rotor part 3, 13 relative to the center section 23. The sensor wheel 20 is usually designed as an annular element which serves for the optical or magnetic detection of a movement of the rotor shaft 1, 1 1. For example, the sensor wheel 20 can be designed as a structured soft-magnetic ring, a ring formed with different-pole magnetic regions, a ring with optically recognizable markings or structuring on one of its surfaces or the like. The sensor rake 20 is applied on a stepped end portion of the rotor core portion 22, 121 or disposed adjacent to an end face of the rotor core portion 22, 121.
In den Figuren 4a bis 4i sind verschiedenen Anbringungsarten des Sensorgeberrads 20 dargestellt. In der Ausführungsform der Figur 4a wird das Sensorgeberrad 20 auf den Endabschnitt 24 des Rotorkerns 2 aufgebracht, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der betreffende Rotorkernabschnitt 22, 121 , und auf diesem verklebt. Vor dem Verkleben oder während der Aushärtephase des Klebers kann das Sensorgeberrad 20 bezüglich der Rotorwelle 1 ausgerichtet werden, um so eine definierte Winkellage zwischen den Rotorteilen 3, 13 und dem Sensorgeberrad 20 zu erreichen. FIGS. 4a to 4i show different types of mounting of the sensor wheel 20. In the embodiment of FIG. 4a, the sensor wheel 20 is applied to the end portion 24 of the rotor core 2, which has a smaller diameter than the rotor core portion 22, 121 in question, and adheres to it. Before bonding or during the curing phase of the adhesive, the sensor wheel 20 can be aligned with respect to the rotor shaft 1 so as to achieve a defined angular position between the rotor parts 3, 13 and the sensor wheel 20.
In Figur 4b wird das Sensorgeberrad 20 anstelle durch Kleben mithilfe einer Clipsverbindung mit einer Ausnehmung auf dem Endabschnitt und einem entsprechenden Rastelement an dem Sensorgeberrad 20 auf dem Endabschnitt des Rotorkerns 2 angebracht. Die Clipsverbindung ist nicht umlaufend, so dass ebenfalls eine vordefinierte Winkellage des Sensorgeberrads 20 auf dem Endabschnitt 24 erreicht werden kann. Selbstverständlich kann das Sensorgeberrad 20 auch auf direkt auf der Rotorwelle 1 , 1 1 angeclipst werden, um so eine In FIG. 4b, the sensor wheel 20 is mounted on the sensor rim 20 on the end section of the rotor core 2 instead of by gluing using a clip connection with a recess on the end section and a corresponding latching element. The clip connection is not circumferential, so that likewise a predefined angular position of the sensor rim 20 on the end section 24 can be achieved. Of course, the sensor wheel 20 can also be clipped onto directly on the rotor shaft 1, 1 1, so as a
Beabstandung zwischen dem Sensorgeberrad 20 und dem Rotorkern 2 zu erreichen. Spacing between the sensor wheel 20 and the rotor core 2 to achieve.
Ist der Endabschnitt 24 in axialer Richtung länger als das Sensorgeberrad 20 bzw. steht der betreffende Rotorkernabschnitt 22, 121 über das Sensorgeber- rad 20 hervor, so kann das Sensorgeberrad 20, wie in der Figur 4c gezeigt, auf dem Endabschnitt 24 verstemmt werden, so dass es zwischen einer Verstemm- stelle 25 und der Stufe zwischen dem Endabschnitt 24 und dem Rotorkernabschnitt 22, 121 des Rotorkerns 2 verklemmt wird und somit zuverlässig in der beabsichtigten Winkellage gehalten wird. If the end section 24 is longer in the axial direction than the sensor rim 20 or if the relevant rotor core section 22, 121 projects beyond the sensor rim 20, the sensor rim 20 can be caulked on the end section 24, as shown in FIG that between a caulking point 25 and the step between the end portion 24 and the rotor core portion 22, 121 of the rotor core 2 is clamped and thus reliably held in the intended angular position.
In Figur 4d ist die Anbringung des Sensorgeberrads 20 an der Stirnseite des Rotorteilabschnitts mithilfe einer Schraubverbindung durch eine Hohlschraube 26, die im montierten Zustand die Rotorwelle 1 , 1 1 umgibt und in ein Innengewinde in dem Rotorkörper 2 eingreift, gezeigt. Dies ermöglicht ebenfalls eine winkella- gentreue Fixierung des Sensorgeberrads 20. In FIG. 4 d, the attachment of the sensor rim 20 on the end face of the rotor section is shown by means of a screw connection through a hollow screw 26, which surrounds the rotor shaft 1, 1 1 in the mounted state and engages in an internal thread in the rotor body 2. This likewise makes it possible to fix the sensor rim 20 in the same way as it does with regard to angular position.
Alternativ, wie es in Figur 4e dargestellt ist, kann eine Fixierung mit einer Schraubverbindung auch bei einer Anbringung des Sensorgeberrads 20 auf einem verjüngten Endabschnitt 24 des Rotorkerns 2 vorgesehen sein. Alternatively, as shown in Figure 4e, a fixation can be provided with a screw connection even with an attachment of the sensor wheel 20 on a tapered end portion 24 of the rotor core 2.
Wie in Figur 4f gezeigt, kann das Sensorgeberrad 20 anstelle des Klebens auch mit dem Endabschnitt 24 an einer Schweißstelle S verschweißt werden, vorzugsweise an der stirnseitigen Grenzfläche zwischen dem Sensorgeberrad 20 und dem Endabschnitt 24. As shown in FIG. 4f, instead of bonding, the sensor rim 20 can also be welded to the end section 24 at a weld S, preferably at the front-side interface between the sensor rim 20 and the end section 24.
Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 4g dargestellt. Dort wird das Sensorgeberrad 20 mithilfe eines zusätzlichen magnetischen Halterings 28, dessen Polung z. B. in axialer Richtung ausgerichtet ist, an dem Rotorkern 2 fixiert. Dazu ist der Rotorkern 2 zumindest im Bereich der Stirnfläche F weichmagnetisch ausgebildet, so dass das Sensorgeberrad 20 durch die zwischen dem magnetischen Haltering 28 und der Stirnseite des Rotorkernabschnitts 22, 121 wirkende Magnetkraft durch Klemmen gehalten werden kann. Another embodiment is shown in FIG. 4g. There, the sensor wheel 20 using an additional magnetic retaining ring 28 whose poling z. B. is aligned in the axial direction, fixed to the rotor core 2. For this purpose, the rotor core 2 is formed soft magnetic at least in the region of the end face F, so that the sensor rake 20 can be held by clamping by acting between the magnetic retaining ring 28 and the end face of the rotor core portion 22, 121 magnetic force.
Selbstverständlich kann, wie in Figur 4h gezeigt, das Sensorgeberrad 20 auch mithilfe des magnetischen Halterings 28 durch Klemmen auf dem Endabschnitt 24 gehalten sein. Das Halten des Sensorgeberrads 20 mithilfe des magnetischen Halterings 28 ermöglicht eine sehr einfache Nachjustierung der relativen Winkellage des Sensorgeberrads 20 bezüglich der Rotorteile des Rotors. Of course, as shown in Figure 4h, the sensor wheel 20 may also be held by clamping on the end portion 24 by means of the magnetic retaining ring 28. The holding of the sensor wheel 20 by means of the magnetic retaining ring 28 allows a very simple readjustment of the relative angular position of the sensor cam 20 with respect to the rotor parts of the rotor.
In Figur 4i ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der das Sensorgeberrad 20 auf einer runden Metallplatte 29 aufgebracht ist, die im Wesentlichen einen Mindestdurchmesser aufweist, der dem doppelten Abstand eines in den Ro- torteilen vorgesehenen Permanentmagneten entspricht. Das Sensorgeberrad 20 kann dann nach dem Aufbringen des zweiten Rotorteils an einer äußeren Stirnseite des zweiten Rotorteils 22 befestigt werden, indem die Metallplatte, die das Sensorgeberrad 20 trägt, durch die Permanentmagnete des zweiten Rotorteils 22 magnetisch gehalten wird. FIG. 4i shows a further embodiment in which the sensor rake wheel 20 is mounted on a round metal plate 29 which has a minimum diameter which is twice the distance between one and the other. gate parts provided corresponding permanent magnet. The sensor rim 20 can then be attached after application of the second rotor part to an outer end face of the second rotor part 22 by the metal plate, which carries the sensor cam 20 is magnetically held by the permanent magnets of the second rotor part 22.
In den Figuren 5a bis 5d ist das Verfahren zum weiteren Aufbau der hybriderregten Homopolarmaschine mit der bisher teilweise gefertigten Rotoranordnung weiter beschrieben. Wie in Figur 5a dargestellt, werden das erste Lager 4 in ein topf- förmiges Gehäuse 50 der elektrischen Maschine in eine entsprechende erste La- gerhalterung 51 und anschließend eine Statoranordnung 52 in das Gehäuse 50 eingesetzt. Die Statoranordnung 52 weist Statorspulen 53 sowie eine mittige Erregerspule 54 auf, die quer zur axialen Richtung der elektrischen Maschine ausgerichtet ist. Beim Einsetzen der Statoranordnung 52 kommt die Erregerspule 54 radial über dem Mittenabschnitt 23 des Rotorkerns 2 zu liegen, so dass im Betrieb über die Erregerspule 54 ein zusätzliches Erregermagnetfeld in die Rotoranordnung eingeprägt werden kann. FIGS. 5a to 5d further describe the method for the further construction of the hybrid-excited homopolar engine with the previously partially manufactured rotor arrangement. As shown in FIG. 5 a, the first bearing 4 are inserted into a pot-shaped housing 50 of the electrical machine into a corresponding first bearing holder 51 and then a stator arrangement 52 is inserted into the housing 50. The stator assembly 52 has stator coils 53 and a central excitation coil 54 which is oriented transversely to the axial direction of the electric machine. When the stator arrangement 52 is inserted, the exciter coil 54 comes to lie radially over the center section 23 of the rotor core 2, so that an additional excitation magnetic field can be impressed into the rotor arrangement via the excitation coil 54 during operation.
Wie in Schritt 5b dargestellt, wird nun das zweite Rotorteil 5 auf den Rotorkernabschnitt 22 des Rotorkerns 2 aufgeschoben und die offene Stirnseite des topf- förmigen Gehäuses 50 wird mit einem entsprechenden Gehäusedeckel 55 verschlossen. As shown in step 5b, now the second rotor part 5 is pushed onto the rotor core portion 22 of the rotor core 2 and the open end side of the pot-shaped housing 50 is closed with a corresponding housing cover 55.
Der Gehäusedeckel 55 weist an seiner Außenseite eine Einwölbung auf, in die ein zweites Lager 10 , wie in Figur 5d gezeigt ist, eingesetzt wird, um die Montage der elektrischen Maschine zu vollenden. The housing cover 55 has on its outer side a concavity, in which a second bearing 10, as shown in Figure 5d, is used to complete the assembly of the electric machine.
Während der Montageschritt der Figur 5c bei zuvor montiertem Sensorgeberrad 20 unmittelbar nach dem Aufbringen des zweiten Rotorteils erfolgt, kann bei der Variante, bei der das Sensorgeberrad 20 auf einer Metallplatte angebracht ist, als Zwischenschritt noch das Aufbringen des Sensorgeberrads 20 und der Metallplatte auf die Stirnseite des zweiten Rotorteils 22 vorgesehen sein, bevor der Gehäusedeckel 55 aufgesetzt wird. During the assembly step of FIG. 5c with previously mounted sensor rim 20 immediately after the second rotor part has been applied, in the variant in which the sensor rim 20 is mounted on a metal plate, the application of the sensor rim 20 and the metal plate to the front side can be an intermediate step be provided of the second rotor part 22 before the housing cover 55 is placed.

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Verfahren zur Montage eines Geberrads (20) eines Lagesensors an einer Rotoranordnung, wobei die Rotoranordnung einen auf einer Rotorwelle (1 , 1 1 , 41 ) angeordneten Rotorkörper (2, 12, 42) aufweist, der mindestens ein Rotorteil (23, 123, 42) zum Bereitstellen eines Erregermagnetfelds umfasst, mit folgenden Schritten: 1 . Method for mounting a sensor wheel (20) of a position sensor on a rotor arrangement, the rotor arrangement having a rotor body (2, 12, 42) arranged on a rotor shaft (1, 11, 41) and having at least one rotor part (23, 123, 42 ) for providing an exciter magnetic field, with the following steps:
- Anordnen des Geberrads (20) an dem Rotorkörper (2, 12, 42); - Arranging the sensor wheel (20) on the rotor body (2, 12, 42);
- Ausrichten des Geberrads (20) bezüglich einer Stellung des Rotorkörpers (2, 12, 42); und - Aligning the sensor wheel (20) with respect to a position of the rotor body (2, 12, 42); and
- Befestigen des Geberrads (20) an dem Rotorkörper (2, 12, 42), so dass das Geberrad (20) und der Rotorkörper (2, 12, 42) unmittelbar aneinander anliegen. - Attaching the sensor wheel (20) to the rotor body (2, 12, 42) so that the sensor wheel (20) and the rotor body (2, 12, 42) lie directly against each other.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zum Anordnen das Geberrad (20) auf einem verjüngtem Endabschnitt des Rotorkörpers (2, 12, 42) aufgeschoben wird. 2. The method according to claim 1, wherein for arranging the sensor wheel (20) is pushed onto a tapered end section of the rotor body (2, 12, 42).
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zum Anordnen das Geberrad (20) an ein stirnseitiges Ende des Rotorkörpers (2, 12, 42) angelegt wird. 3. The method according to claim 1, wherein for arranging the sensor wheel (20) is placed on a front end of the rotor body (2, 12, 42).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Geberrad (20) mithilfe eines ringförmigen Elements, das auf die Rotorwelle (1 , 1 1 , 41 ) aufgesetzt wird, befestigt wird, so dass das Geberrad (20) zwischen dem Rotorkörper (2, 12, 42) und dem ringförmigen Element (28) angeordnet ist, wobei das ringförmige Element (28) 4. The method according to claim 2 or 3, wherein the sensor wheel (20) is fastened using an annular element which is placed on the rotor shaft (1, 11, 41), so that the sensor wheel (20) is between the rotor body (2 , 12, 42) and the annular element (28), the annular element (28)
- weichmagnetisch ausgebildet ist, um durch ein von einem oder mehreren in dem Rotorteil (22, 121 ) angeordneten Permanentmagneten bereitgestelltes Magnetfeld eine Haltekraft gegen das Geberrad (20) in Richtung des Rotorteils (22, 121 ) auszuüben, oder - is designed to be soft magnetic in order to exert a holding force against the sensor wheel (20) in the direction of the rotor part (22, 121) by a magnetic field provided by one or more permanent magnets arranged in the rotor part (22, 121), or
- magnetisch ausgebildet ist, um eine Haltekraft gegen das Geberrad (20) in Richtung des Rotorteils (22, 121 ) auszuüben, das weichmagentisch ausgebildet ist. - Is designed magnetically to exert a holding force against the sensor wheel (20) in the direction of the rotor part (22, 121), which is designed to be soft magnetic.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Geberrad (20) konzentrisch an einem ringförmigen Element (28) angebracht ist, wobei das ringförmige Element (28) weichmagnetisch ausgebildet ist und auf die Rotorwelle (1 , 1 1 ) aufgesetzt wird, so dass es unmittelbar an dem Rotorteil (22, 121 ) anliegt und daran durch ein Magnetfeld, das durch einen in dem Rotorteil (22, 121 ) angeordneten Permanentmagneten bereitgestellt wird, gehalten wird. Method according to claim 2 or 3, wherein the encoder wheel (20) is attached concentrically to an annular element (28), the annular element (28) being designed to be soft magnetic and being placed on the rotor shaft (1, 1 1) so that it rests directly on the rotor part (22, 121) and is held thereon by a magnetic field which is provided by a permanent magnet arranged in the rotor part (22, 121).
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Geberrad (20) durch Kleben oder Verschweißen an dem Rotorkörper (2, 12, 42) befestigt wird. Method according to claim 2 or 3, wherein the sensor wheel (20) is attached to the rotor body (2, 12, 42) by gluing or welding.
Rotoranordnung für eine elektrische Maschine, umfassend: Rotor arrangement for an electrical machine, comprising:
- eine Rotorwelle (1 , 1 1 , 41 ); - a rotor shaft (1, 11, 41);
- einen Rotorkörper (2, 12, 42), der auf die Rotorwelle (1 , 1 1 , 41 ) aufgesetzt ist; und - a rotor body (2, 12, 42) which is placed on the rotor shaft (1, 11, 41); and
- ein Geberrad (20) eines Lagesensors, das unmittelbar an dem Rotorkörper (2, 12, 42) anliegt und durch eine Befestigungseinrichtung an dem Rotorkörper (2, 12, 42) in einer bezüglich dem Rotorkörper ausgerichteten Stellung befestigt ist - a sensor wheel (20) of a position sensor, which rests directly on the rotor body (2, 12, 42) and is fastened to the rotor body (2, 12, 42) by a fastening device in a position aligned with the rotor body
Rotoranordnung nach Anspruch 7, wobei die Befestigungseinrichtung ein ringförmiges Element (28) umfasst, das auf die Rotorwelle (1 , 1 1 , 41 ) aufgesetzt ist, so dass das Geberrad (20) zwischen dem Rotorkörper (2, 12, 42) und dem ringförmigen Element (28) angeordnet ist, wobei das ringförmige Element (28) Rotor arrangement according to claim 7, wherein the fastening device comprises an annular element (28) which is placed on the rotor shaft (1, 1 1, 41), so that the sensor wheel (20) between the rotor body (2, 12, 42) and the annular element (28) is arranged, the annular element (28)
- weichmagnetisch ausgebildet ist, um durch ein von einem oder mehreren in dem Rotorteil (22, 121 ) angeordneten Permanentmagneten bereitgestelltes Magnetfeld eine Haltekraft gegen das Geberrad (20) in Richtung des Rotorteils (22, 121 ) auszuüben, oder - is designed to be soft magnetic in order to exert a holding force against the sensor wheel (20) in the direction of the rotor part (22, 121) by a magnetic field provided by one or more permanent magnets arranged in the rotor part (22, 121), or
- magnetisch ausgebildet ist, um eine Haltekraft gegen das Geberrad (20) in Richtung des Rotorteils (22, 121 ) auszuüben, das weichmagentisch ausgebildet ist. - Is designed magnetically to exert a holding force against the sensor wheel (20) in the direction of the rotor part (22, 121), which is designed to be soft magnetic.
Rotoranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei auf dem Rotorkörper (2, 12, 42) ein Rotorteil (22, 121 ) mit mindestens einem Permanentmagneten aufgesetzt ist. Rotor arrangement according to one of claims 7 to 8, wherein a rotor part (22, 121) with at least one permanent magnet is placed on the rotor body (2, 12, 42).
10. Rotoranordnung nach Anspruch 9, wobei das Geberrad (20) konzentrisch an einem ringförmigen Element (28) angebracht ist, wobei das ringförmige Element (28) weichmagnetisch ausgebildet ist und auf die Rotorwelle (1 , 1 1 , 41 ) aufgesetzt wird, so dass es unmittelbar an dem Rotorteil (22, 121 ) anliegt und daran durch ein Magnetfeld, das durch den mindestens einen Permanentmagneten bereitgestellt wird, gehalten wird. 10. Rotor arrangement according to claim 9, wherein the sensor wheel (20) is attached concentrically to an annular element (28), wherein the annular element (28) is designed to be soft magnetic and is placed on the rotor shaft (1, 1 1, 41), so that it rests directly on the rotor part (22, 121) and is held thereon by a magnetic field provided by the at least one permanent magnet.
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