WO2014040893A2 - Rotor für eine permanenterregte elektrische maschine sowie dessen verwendung - Google Patents

Rotor für eine permanenterregte elektrische maschine sowie dessen verwendung Download PDF

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WO2014040893A2
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Peter Stauder
Bernd Piller
Tom Kaufmann
Thomas KNOPIK
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
Continental Automotive Gmbh
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    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems

Definitions

  • the present invention relates to a rotor for a per ⁇ manenterregte electric machine according to the preamble of An ⁇ claim 1 and its use.
  • Electrical machines such as electric motors and generators, which meet these various particular in motor vehicles ⁇ tasks.
  • a rotor shaft and a rotor body connecting Ver ⁇ connection sleeve according to DE 102010 061 778 Al, which consists of a diamagnetic or para ⁇ magnetic material.
  • magnet electric machine Since the magnetic remanence, for example, of ferritic permanent magnets with 0.4 to 0.45 Tesla is relatively low, find for use in permanent-magnet Electrical machines often use materials that include, among other rare earth metals. With the frequently used neodymium-iron-boron (NdFeB) magnets, with a proportion of about 30% of neodymium and about 1.7 to 7% of dysprosium, a remanence of about 1.2 to 1 is currently achieved. 3 Tesla. Another group of materials for permanent magnets are the samarium-cobalt magnets, which are currently achieving a remanence of about 1 Tesla. The size of a permanent-magnet electric machine depends on the achievable magnetic flux density in the gap between rotor and stator. Due to the lower remanence would have a designed based on ferrite magnet machine for a comparable performance as a machine with
  • NdFeB magnets have an approximately three times greater overall length. With permanent magnet high remanence machine thus can be developed which can be dimensioned more powerful for the same performance platzspa ⁇ render or in the same space as a machine overall ringerer permanent magnet remanence, such as ferrite.
  • the magnetic field is embossed by the geometry of the pole segments, circular radii with radii decreasing towards the edge of the pole segments being provided in a manner known per se. in the Area between the pole segments, in a radially outer region of the permanent magnets with respect to the rotor axis, no meaningful field shaping is possible in these embodiments ⁇ out , since no material for influencing in this area is present.
  • the further occurring harmonics are divisible by 6 integers (6, 12, 18, 24, ...), whereby the correspondents always result from the integer +/- 1 (5 and 7, 11 and 13, ...) , Depending on the embodiment of the motor topology (eg 8 poles on the rotor and 12 pole shoes on the stator), these harmonics are suppressed to different degrees.
  • the object of the invention is to provide a permanent-magnet electric machine, in particular for use in motor vehicles, whose efficiency and / or cogging torque reduces and / or its torque uniformity is further improved.
  • the rotor according to the invention for a permanent-magnet electrical machine in particular a brushless dc machine, which is concentrically arranged about a rotor axis and having an axis extending along the rotor axis through hole for receiving a shaft, comprising along the rotor axis extending permanent magnets and pole segments, wherein the duration ⁇ magnets, and the pole segments are arranged alternately in the circumferential direction about the rotor axis and a cross-sectional area of at least one, in particular each, pole segment is formed asymmetrically in at least one first pole segment area with at least one formation arranged in a radially outer region of the pole segment relative to the rotor axis, wherein the formation substantially stretched in a circumferential direction.
  • pole segment at least one, in particular each, pole segment at least a second pole ⁇ segment region, wherein in one respect to the rotor axis radially outer region at least one, a cross sectional area asymmetrically forming molding in substantially the opposite circumferential direction for molding in the first Polsegment Symposium
  • pole segment preferably comprises at least a third pole segment region, wherein the third pole segment region is formed substantially symmetrically and without a molding.
  • the proportion of the first pole segment region (s) is about 25%
  • the fraction of the second pole segment region is about 25%
  • the fraction of the third pole segment region is about 50%.
  • At least one, in particular each, pole segment preferably consists of a substantially magnetically conductive, in particular ferromagnetic and / or ferrimagnetic material.
  • ferrites are used as materials for the permanent magnets.
  • a maximum distance of the formation to the rotor axis is preferably less than or equal to an outer radius of the rotor.
  • At least one torque transmission wheel to is provided at least one end surface of the rotor having an axis extending in the direction of the rotor axis opening for receiving and mechanical connection to a shaft, wherein the opening of the Drehmo ⁇ ment transmission disc in particular a lower
  • Guidance form at least one shape in the region of, in particular, each pole segment formed on the torque transmission ⁇ disc, wherein the formation extends substantially in a circumferential direction.
  • the torque transmission disc consists of a substantially magnetically non-conductive and / or slightly conductive, in particular a diamagnetic and / or paramagnetic material.
  • the shaft preferably has at least one shaped element for receiving undercuts encompassed by the pole segments and / or pole segment regions, and / or at least one knurling is provided on the circumference of the shaft.
  • magnetically conductive connecting webs are provided which only connect pole segments and / or magnetically identically polarized pole segment regions of different pole segments.
  • the invention also relates to an electric machine with a rotor according to the preferred embodiments described above and to the use of the rotor and / or the permanent-magnet electric machine in a motor vehicle, in particular in a motor vehicle brake system and / or
  • an electric machine can be designed with the invention, which compared with permanently excited
  • Machines with rare-earth metals only require a slightly increased space requirement and space-saving than alternative engine concepts such as asynchronous and reluctance machines is.
  • permanent magnets, which include rare earth metals results in improved efficiency, increased torque uniformity and a lower locking ⁇ moment.
  • Fig. 2 is a simplified representation of the permanent-magnet
  • Fig. 3 is a simplified representation of the invention
  • Fig. 5 shows a known course of the flux density in
  • FIG. 6 shows an exemplary profile of the flux density as a function of the rotor angle of the electric machine according to the invention
  • Fig. 7 shows a further example of a curve of the flux density in dependence on the rotor angle in accordance with another exporting ⁇ approximate shape of the electric machine
  • FIG. 8 a simulated profile of magnetic field lines of the machine
  • Fig. 9 shows a further embodiment of the electric motor according to the invention
  • Fig. 10 shows an embodiment of the rotor according to the invention with constructive developments in terms of reducing stray flux
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of the rotor according to the invention with structural refinements with regard to the reduction of stray fluxes.
  • FIG. 1 shows a perspective view, limited to the essential components, stator 11 and rotor 2, of the electrical machine 1 according to the invention, using the example of FIG
  • Electric motor 1 wherein the stator 11 is shown for illustrative purposes as a section. In Fig. 2, the electric motor 1 is also shown in a simplified, perspective view, but without a section.
  • the excitation coils 12 are arranged around the circulation of the rotor 2 on pole pieces 13 of the stator 11 and are for causing a rotational movement of the rotor by generating a magnetic Rotary field electrically controlled in a conventional manner.
  • Rotor 2 comprises the permanent magnets 3 and the pole segments 4, which extend along the rotor axis and, the rotor axis 1 ⁇ concentrically surrounding, are arranged circumferentially alternately about the rotor axis.
  • the permanent magnets are, as already described in the prior art, alternating in the circumferential direction, oppositely polarized. In order to achieve a concentration of the magnetic flux of the magnetic flux is guided over the pole segments 4 to the air gap, wherein the permanent magnets 3 each with the same magnetic polarization to a
  • the rotor 2 is rotatably connected to the rotor axis 1 ⁇ rotatably connected to a shaft of the electric motor, not shown.
  • openings 8 ⁇ in the direction of the rotor axis 1 ⁇ are provided in the torque transmission discs.
  • the rotor 2 furthermore has a passage opening 8 running in the direction of the rotor axis 1 ⁇ .
  • the torque transmission discs 7 consist of a in
  • Substantially magnetically non-conductive or low-conductive material such as copper or aluminum. Specifically, when a shaft is inserted from a material which is magnetically conductive in ⁇ We sentlichen, the openings 8 ⁇ of the torque-transmission discs 7 with a lower
  • leakage fluxes of the permanent magnet 3 and pole segments 4 to the shaft depending on their distances from each other can be reduced.
  • at least one of a diamagnetic and / or paramagnetic material existing connection sleeve between shaft and rotor 2 could be introduced, on the one hand make the Drehmomentüber ⁇ transmission to the shaft and / or to the rotor 2 or and on the other hand suppressed leakage fluxes.
  • the pole segments 4 consist of laminated cores in a manner known per se, but it is also possible to provide regions of the pole segments 4 made of solid material.
  • the pole segments 4 have Polsegment Schemee 5, which in a respect to the rotor axis 1 ⁇ radially outer region, the
  • Cross-sectional area 14 asymmetrically forming formations 6 have.
  • Cross-sectional area 14 is shown for clarity in Fig. 4.
  • first pole segment region 5 which according to the example is provided twice in each pole segment 4 along the rotor axis 1 ⁇
  • the protrusions are essentially in a first circumferential direction 1 ⁇ ⁇ .
  • second pole segment region which is also provided twice along the rotor axis 1 ⁇ , the formations essentially in a second, opposite circumferential direction 1 ⁇ ⁇ to the first.
  • the maximum distance which 6 have the formations of the gate axis Ro ⁇ ⁇ 1, is less than or equal to the outer radius each pole segment area can be assembled from separate sheets or made wholly or partly of solid material.
  • Fig. 4 the cross-sectional area 14 of a Polsegment Schemes 5 is shown with formation 6, wherein it can be selected in which of the circumferential directions form 6 should point.
  • the Polsegment Schemee 5, 5 ⁇ , 5 ⁇ ⁇ have with respect to the Ro ⁇ torachse 1 ⁇ radially outer region known circle radii with the edge of the Polsegment Schemee 5, 5 ⁇ , 5 ⁇ with respect to the rotor axis 1 ⁇ decreasing radii.
  • Each pole segment 4 also has a third, three times along the rotor axis 1 ⁇ provided Polsegment Symposium 5 ⁇ to ⁇ , which is formed substantially symmetrically without a formation. 6
  • an exemplary course of the magnetic flux density 6 B is a preferred embodiment of the electrical machine 1 according to the invention as a function of ro represented gate bracket W, at which deformations the pole segments 4 in approximately equal amounts in Polsegment Suitee 5 and 5 ⁇ with from ⁇ in the first circumferential direction and the opposite circumferential direction 1 ⁇ ⁇ are divided.
  • the regions with formations 6 in the first 15 and this opposite 16 circumferential direction 1 ⁇ ⁇ were additionally shown separately.
  • the resulting magnetic flux density 17 is by superposition of both Polsegment Suitee 5, 5 ⁇ again existed symmetrically and exhibits peaks in the angular regions in which FIG. 5 decreased as compared to the cosine reference curve 18 magnetic flux density 19th
  • the number and arrangement of the pole segment areas 5, 5 ⁇ , 5 ⁇ ⁇ in each pole segment 4 can be designed depending on the requirements of efficiency and torque uniformity, with Un ⁇ differences between the individual pole segments can be realized.
  • pole segment regions 5, 5 ⁇ , 5 ⁇ ⁇ of a pole segment 4 further summarized, for example, such that in each case a contiguous first Polsegment Scheme 5 with formation 6 in the circumferential direction 1 then a third Polsegment Scheme 5 ⁇ ⁇ without shaping, and subsequently a second Polseg ⁇ management area 5 with ⁇ 6 forming circumferential direction in the opposite environmental 1 could be the formations 6 of the Polseg- management areas 5, 5 arranged ⁇ optionally also in the Torque-transmitting plate ⁇ ment. 7
  • Fig. 9 shows in Fig. 9 a) and 9 b) show various perspective views of a further embodiment of the inventive rotor 2.
  • Rotor 2 is elongated compared to the embodiment described above, thereby to ⁇ additionally as spokes rotor axial to the flow concentration of the embodiments Flow concentration is generated.
  • the electric machine 1 can be designed axially with reduced total length around these two-sided lengths. Due to the reduced winding length thus lower electrical losses are generated.
  • the protruding pole segment regions 21 could be flat on the circumference, that is, without circle radii with the edge of the pole segments decreasing radii are provided.
  • FIGS. 10 and 11 show, in different depictions and perspectives, further preferred embodiments of rotor 2, with only the components which are necessary for explaining the preferred further-forming features being depicted.
  • the vertex S of the direction indicated by broken line Polsegmentkappe 6 ⁇ of pole segment 4 or Pol ⁇ segment range 5.5 ⁇ , 5 ⁇ ⁇ or the illustrated connecting line of center point M of rotor 2 to the vertex S with respect to the axis of symmetry of the other part of Polsegment 4 or Polsegment Surrey 5.5 ⁇ , 5 ⁇ ⁇ , which is shown by dotted line, by an angle at ⁇ For example, 3 °, moved.
  • FIG. 11 a) shows in perspective view only the pole pieces 4 and / or pole segment regions 5 .5 ⁇ , 5 ⁇ ⁇ of a part of rotor 2.
  • the permanent magnets 3 are as already described for the other from ⁇ exemplary embodiments, arranged in the circumferential direction between the pole segments. 4
  • the rotor 2 can be designed such that the permanent magnets 3 extend partially or completely wedge-shaped towards the rotor axis 1 ⁇ , which means that the planes of the permanent magnets 2 arranged in the circumferential direction of the rotor 2 approach each other towards the rotor axis. Due to the wedge shape, in particular the required space required by the connecting webs 26,27 space requirement.
  • a Ver ⁇ improvement of the torque transmission to the rotor shaft 22 in 10 can be achieved, for example, by a suitably arranged and also embraced by the plastic extrusion knurling on parts of the circumference of the rotor shaft, wherein a puncture for axial securing or torque transmission disc 7 to improve the torque ⁇ torque transmission on shaft 22nd , in particular in connection with form elements 23, be provided.
  • a puncture for axial securing or torque transmission disc 7 to improve the torque ⁇ torque transmission on shaft 22nd in particular in connection with form elements 23, be provided.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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Abstract

Rotor (2) für eine permanenterregte elektrische Maschine (1), insbesondere eine bürstenlose Gleichstrommaschine, welcher konzentrisch um eine Rotorachse (1`) angeordnet ist und eine entlang der Rotorachse (1`) verlaufende Durchlassöffnung (8) zur Aufnahme einer Welle (22) aufweist, umfassend sich entlang der Rotorachse (1`) erstreckende Dauermagneten (3) und Polsegmente (4), wobei die Dauermagneten (3) und die Polsegmente (4) in Umfangsrichtung alternierend um die Rotorachse (1`) angeordnet sind, welcher sich zudem dadurch auszeichnet, dass eine Querschnittsfläche (14) zumindest eines, insbesondere jedes, Polsegments (4) in zumindest einem ersten Polsegmentbereich (5) asymmetrisch mit mindestens einer in einem bezüglich der Rotorachse (1`) radial äußeren Bereich des Polsegments (4) angeordneten Ausformung (6) ausgebildet ist, wobei sich die Ausformung (6) im wesentlichen in eine Umfangsrichtung (1``) erstreckt. Des Weiteren beschreibt die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Rotors.

Description

Beschreibung
Rotor für eine permanenterregte elektrische Maschine sowie dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine per¬ manenterregte elektrische Maschine gemäß Oberbegriff von An¬ spruch 1 und dessen Verwendung. Elektrische Maschinen sind beispielsweise Elektromotoren und elektrische Generatoren, wobei diese insbesondere in Kraft¬ fahrzeugen verschiedenste Aufgaben erfüllen.
In der DE 10 2010 061 778 AI wird ein Speichenrotor einer elektrischen Maschine beschrieben, bei welchem die Dauermagnete speichenartig in einem Rotorgrundkörper angeordnet sind, wobei die Rotorachse den fiktiven Schnittpunkt darstellt und die Dauermagneten in Umfangsrichtung abwechselnd entgegengesetzt polarisiert sind. Der magnetische Fluss wird über zwischen den Dauermagneten angeordnete Polsegmente zum Luftspalt geführt, um eine Konzentration des magnetischen Flusses zu erzielen. In Umfangsrichtung des Rotors wechseln sich magnetischer Südpol und magnetischer Nordpol somit ab. Zur Verringerung von Streuflüssen und Steigerung des Wirkungsgrades der Maschine wird gemäß der DE 102010 061 778 AI eine die Rotorwelle und einen Rotorgrundkörper verbindende Ver¬ bindungshülse beschrieben, welche aus einem dia- oder para¬ magnetischen Werkstoff besteht.
Da die magnetische Remanenz beispielsweise von ferritischen Dauermagneten mit 0,4 bis 0,45 Tesla vergleichsweise gering ausgeprägt ist, finden für die Anwendung in permanenterregten elektrischen Maschinen häufig Werkstoffe Verwendung, welche unter anderem Metalle der Seltenen Erden umfassen. Mit den häufig genutzten Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) Magneten, mit einem Anteil an Neodym von etwa 30% und einem Anteil an Dysprosium von etwa 1,7 bis 7%, erreicht man aktuell eine Remanenz von etwa 1,2 bis 1,3 Tesla. Eine weitere Gruppe von Werkstoffen für Dauermagnete sind die Samarium-Cobalt-Magnete, mit denen derzeit eine Remanenz von circa 1 Tesla erzielt wird. Die Baugröße einer permanenterregten elektrischen Maschine hängt von der erzielbaren magnetischen Flussdichte im Spalt zwischen Rotor und Stator ab. Aufgrund der geringeren Remanenz müsste eine auf Basis von Ferritmagneten ausgelegte Maschine für eine vergleichbare Leistungsfähigkeit wie eine Maschine mit
NdFeB-Magneten eine etwa dreimal größere Gesamtlänge aufweisen. Mit Dauermagneten hoher Remanenz lassen sich somit Maschinen entwickeln, welche bei gleicher Leistungsfähigkeit platzspa¬ render oder bei gleichem Platzbedarf leistungsstärker dimensioniert werden können als Maschinen mit Dauermagneten ge- ringerer Remanenz, wie beispielsweise aus Ferrit.
Neben einem geringen Gewicht bzw. geringem Bauvolumen ist es außerdem angestrebt ungewollte magnetische Kurzschlüsse, so¬ genannte Streuflüsse des magnetischen Flusses, zu vermeiden, da diese den Wirkungsgrad einer Maschine reduzieren. Streuflüsse zwischen den Polstücken, beispielsweise im Bereich des Luftspalts oder zur Welle, können durch Vermeiden magnetisch leitfähiger Werkstoffe zwischen den Polstücken vermindert werden, wie es in der DE 10 2010 061 778 AI beschrieben ist.
Das magnetische Feld wird über die Geometrie der Polsegmente geprägt, wobei in an sich bekannter Weise Kreisradien mit zum Rand der Polsegmente geringer werdenden Radien vorgesehen sind. Im Bereich zwischen den Polsegmenten, in einem bezüglich Rotorachse radial äußeren Bereich der Dauermagnete, ist bei diesen Aus¬ führungsformen keine sinnvolle Feldformung möglich, da kein Werkstoff zur Beeinflussung in diesem Bereich vorhanden ist. Durch die Verlängerung der Polstücke in dem bezüglich der
Rotorachse radial äußeren Bereich der Polsegmente und Dauer¬ magnete, im Grenzfall bis zur Bildung einer durchgehenden Brücke, erhöht sich der Streufluss und der Wirkungsgrad der Maschine wird verringert. Aus dem Oberwellenanteil des magnetischen Flusses, im Spalt zwischen Rotor und Stator, entstehen zudem Welligkeiten des Drehmoments. Hierbei werden die Oberwellen 5ter und 7ter Ordnung zu Drehmomentwelligkeiten 6ter Ordnung. Dies ergibt sich durch Frequenzmischung, beschrieben durch die Multiplikation der 5ten Oberwelle und der Grundwelle des Stroms (5+1=6; 7-1=6) . Die weiteren auftretenden Oberwellen sind durch 6 ganzzahlig teilbar (6, 12, 18, 24,...), wobei sich die Korrespondierenden immer aus der jeweiligen Ganzzahligen +/-1 ergeben (5 und 7, 11 und 13,...) . Je nach Ausführungsform der Motortopologie (z.B. 8 Pole am Rotor und 12 Polschuhe am Stator) werden diese Oberwellen unter- schiedlich gut unterdrückt.
Dem hohen Kostendruck in der Automobilindustrie stehen hohe Rohstoffpreise insbesondere für Metalle der Seltenen Erden und der ungewisse Zugang zu deren Vorkommen und Märkten gegenüber. Weiterhin erfüllen bestehende elektrische Maschinen die Anforderungen an moderne Anwendungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere des Wirkungsgrades, eines geringen Rastmomentes und einer Drehmomentgleichförmigkeit nicht in ausreichendem Maße. Aufgabe der Erfindung ist es, eine permanenterregte elektrische Maschine, insbesondere für die Anwendung in Kraftfahrzeugen, bereitzustellen dessen Wirkungsgrad und/oder Rastmoment ver- ringert und/oder dessen Drehmomentgleichförmigkeit weiter verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Rotor für eine perma- nenterregte elektrische Maschine gemäß Anspruch 1.
Der erfindungsgemäße Rotor für eine permanenterregte elektrische Maschine, insbesondere eine bürstenlose Gleichstrommaschine, welcher konzentrisch um eine Rotorachse angeordnet ist und eine entlang der Rotorachse verlaufende Durchlassöffnung zur Aufnahme einer Welle aufweist, umfassend sich entlang der Rotorachse erstreckende Dauermagnete und Polsegmente, wobei die Dauer¬ magneten und die Polsegmente in Umfangsrichtung alternierend um die Rotorachse angeordnet sind und eine Querschnittsfläche zumindest eines, insbesondere jedes, Polsegments in zumindest einem ersten Polsegmentbereich asymmetrisch mit mindestens einer in einem bezüglich der Rotorachse radial äußeren Bereich des Polsegments angeordneten Ausformung ausgebildet ist, wobei sich die Ausformung im wesentlichen in eine Umfangsrichtung er- streckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst mindestens ein, insbesondere jedes, Polsegment zumindest einen zweiten Pol¬ segmentbereich, bei welchem in einem bezüglich der Rotorachse radial äußeren Bereich mindestens eine, eine Querschnittsfläche asymmetrisch ausbildende Ausformung in im Wesentlichen entgegengesetzter Umfangsrichtung zur Ausformung in dem ersten Polsegmentbereich vorgesehen ist. Mindestens ein, insbesondere j edes , Polsegment umfasst bevorzugt zumindest einen dritten Polsegmentbereich, wobei der dritte Polsegmentbereich im Wesentlichen symmetrisch und ohne eine Ausformung ausgebildet ist. Weiterhin bevorzugt beträgt für ein, insbesondere jedes, Polsegment der Anteil des oder der ersten Polsegmentbereiche etwa 25%, der Anteil des oder der zweiten Polsegmentbereiche etwa 25% und der Anteil des oder der dritten Polsegmentbereiche etwa 50%.
Zumindest ein, insbesondere jedes, Polsegment besteht bevorzugt aus einem im Wesentlichen magnetisch leitfähigen, insbesondere ferromagnetischen und/oder ferrimagnetischen Werkstoff. Be- vorzugt werden als Werkstoffe für die Dauermagneten Ferrite verwendet .
Ein maximaler Abstand der Ausformung zur Rotorachse ist bevorzugt kleiner oder gleich einem Außenradius des Rotors.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Drehmoment-Übertragungsscheibe an zumindest einer Stirnfläche des Rotors vorgesehen, welche eine in Richtung der Rotorachse verlaufende Öffnung zur Aufnahme und mechanischen Verbindung mit einer Welle aufweist, wobei die Öffnung der Drehmo¬ ment-Übertragungsscheibe insbesondere einen geringeren
Durchmesser aufweist als die Durchlassöffnung.
Bevorzugt ist zumindest ein Mittel zur Fixierung der Drehmo- ment-Übertragungsscheibe an dem oder den Polsegmenten vorge¬ sehen, wobei insbesondere mindestens eine Öffnung und/oder Aussparung in zumindest einem Polsegment vorgesehen ist, in welche zumindest ein stabförmiges Element eingeführt ist, das mechanisch mit der Drehmoment-Übertragungsscheibe verbunden ist.
In einem bezüglich der Rotorachse radial äußeren Bereich der Drehmoment-Übertragungsscheibe ist gemäß einer weiteren Aus- führungsform zumindest eine Ausformung im Bereich eines, insbesondere jedes, Polsegments an der Drehmoment-Übertragungs¬ scheibe ausgebildet, wobei sich die Ausformung im Wesentlichen in eine Umfangsrichtung erstreckt.
Besonders bevorzugt besteht die Drehmoment-Übertragungsscheibe aus einem im Wesentlichen magnetisch nicht und/oder geringfügig leitfähigen, insbesondere einem diamagnetischen und/oder paramagnetischen Werkstoff. Die Welle weist bevorzugt zumindest ein Formelement zur Aufnahme von durch die Polsegmente und/oder Polsegmentbereiche umfasste Hinterschneidungen auf und/oder ist wenigstens eine Rändelung am Umfang der Welle vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind magnetisch leitfähige Verbindungsstege vorgesehen, welche lediglich Polsegmente und/oder magnetisch gleich polarisierte Polsegmentbereiche unterschiedlicher Polsegmente verbinden. Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine mit einem Rotor gemäß den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sowie die Verwendung des Rotors und/oder der permanenterregten elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeugbremssystem und/oder
Kraftfahrzeuglenksystem.
Trotz einer vergleichsweise geringen Remanenz von Ferritmagneten oder vergleichbaren erhältlichen Dauermagneten, ohne Metalle der Seltenen Erden, kann mit der Erfindung eine elektrischen Maschine entworfen werden, welche verglichen mit permanenterregten
Maschinen mit Metallen der Seltenen Erden einen nur geringfügig erhöhten Platzbedarf erfordert sowie platzsparender als alternative Motorkonzepte wie Asynchron- und Reluktanzmaschinen ist. Durch die Vermeidung der preisintensiven und zum Teil schwer zugänglichen Metalle der Seltenen Erden und die einfache Grundkonstruktion werden zudem Kosten eingespart und der Zugang zu Werkstoffen erleichtert. Bei diesen wie auch bei der Verwendung von Dauermagneten, welche Metalle der Seltenen Erden umfassen, ergibt sich ein verbesserter Wirkungsgrad, eine erhöhte Drehmomentgleichförmigkeit und ein geringeres Rast¬ moment .
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren .
Es zeigen:
Fig. 1 vereinfachte Schnittdarstellung der erfin dungsgemäßen permanenterregten Maschine,
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der permanenterregten
Maschine,
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen
Rotors ,
Fig. 4 separierter Polsegmentbereich des Rotors,
Fig. 5 einen an sich bekannten Verlauf der Flussdichte in
Abhängigkeit vom Rotorwinkel gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 6 einen beispielhaften Verlauf der Flussdichte in Abhängigkeit vom Rotorwinkel der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, Fig. 7 einen weiteren beispielhaften Verlauf der Flussdichte in Abhängigkeit vom Rotorwinkel gemäß einer weiteren Ausfüh¬ rungsform der elektrischen Maschine, Fig. 8 einen simulierten Verlauf von magnetischen Feldlinien der Maschine,
Fig. 9 Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Elektromotors, Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors mit konstruktiven Weiterbildungen hinsichtlich der Verringerung von Streuflüssen und
Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsge- mäßen Rotors mit konstruktiven Weiterbildungen hinsichtlich der Verringerung von Streuflüssen.
Um eine kurze und einfache Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu ermöglichen, werden gleiche Elemente mit den gleichen Be- zugszeichen versehen und jeweils nur die für die Erfindung wesentlichen Details erläutert.
Fig. 1 zeigt eine auf die wesentlichen Komponenten, Stator 11 und Rotor 2, beschränkte perspektivische Darstellung der erfin- dungsgemäßen elektrischen Maschine 1 am Beispiel eines
Elektromotors 1, wobei der Stator 11 zur Veranschaulichung als Schnitt abgebildet ist. In Fig. 2 ist der Elektromotor 1 ebenfalls in vereinfachter, perspektivischer Darstellung, jedoch ohne Schnitt dargestellt.
Die Erregerspulen 12 sind um den Umlauf des Rotors 2 an Polschuhen 13 des Stators 11 angeordnet und werden zum Hervorrufen einer Drehbewegung des Rotors durch Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes in an sich bekannter Weise elektrisch angesteuert. Rotor 2 umfasst die Dauermagnete 3 und die Polsegmente 4, welche sich entlang der Rotorachse erstrecken und, die Rotorachse 1 λ konzentrisch umgebend, in Umfangsrichtung alternierend um die Rotorachse angeordnet sind. Die Dauermagnete sind, wie bereits im Stand der Technik beschrieben, in Umfangsrichtung alternierend, entgegengesetzt polarisiert . Um eine Konzentrierung des magnetischen Flusses zu erzielen wird der magnetische Fluss über die Polsegmente 4 zum Luftspalt geführt, wobei die Dauermagnete 3 jeweils mit gleicher magnetischer Polarisierung an ein
Polsegment 4 angrenzenden. Damit wechseln sich in Umfangsrichtung des Rotors magnetischer Südpol und magnetischer Nordpol ab . Über die an beiden Stirnflächen des Rotors 2 vorgesehenen Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 wird der Rotor 2 um die Rotorachse 1 λ drehbar mit einer nicht dargestellten Welle des Elektromotors mechanisch verbunden. Zur Durchführung und Befestigung der Welle sind in den Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 Öffnungen 8 λ in Richtung der Rotorachse 1 λ vorgesehen. Der Rotor 2 weist zur Durchführung der Welle weiterhin eine in Richtung der Rotorachse 1λ verlaufende Durchlassöffnung 8 auf.
Um Streuflüsse des Rotors insbesondere zur Welle zu vermeiden bestehen die Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 aus einem im
Wesentlichen magnetisch nicht oder gering leitfähigen Werkstoff, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Insbesondere wenn eine Welle aus einem Werkstoff eingesetzt wird, welcher im We¬ sentlichen magnetisch leitfähig ist, sind die Öffnungen 8λ der Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 mit einem geringeren
Durchmesser ausgeführt als Durchlassöffnung 8. Dadurch können Streuflüsse der Dauermagneten 3 und Polsegmente 4 zur Welle, in Abhängigkeit von deren Abständen zueinander verringert werden. Alternativ oder in Ergänzung zu den Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 könnte beispielsweise zumindest eine aus einem diamagnetischen und/oder paramagnetischen Werkstoff bestehende Verbindungshülse zwischen Welle und Rotor 2 eingebracht werden, welche einerseits die Drehmomentüber¬ tragung an die Welle und/oder an den Rotor 2 vornehmen oder unterstützen kann und andererseits Streuflüsse unterdrückt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils 2 Stäbe mit kreisförmigen Querschnitten in dafür vorgesehene Öffnungen 10 jedes Polsegments 4 und der Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 eingeführt und insbesondere mit den Drehmoment-Übertragungs¬ scheiben 7 derart mechanisch verbunden, dass die im Betrieb aufkommenden Drehmomente übertragen werden können. Um dies zu verdeutlichen wurde in Fig. 3 Rotor 2 ohne Drehmoment-Übertragungsscheiben 7 dargestellt.
Zur Vermeidung von Wirbelströmen bestehen die Polsegmente 4 in an sich bekannter Weise aus Blechpaketen, es können jedoch auch Bereiche der Polsegmente 4 aus Vollmaterial vorgesehen sein. Die Polsegmente 4 weisen Polsegmentbereiche 5 auf, die in einem bezüglich der Rotorachse 1 λ radial äußeren Bereich, die
Querschnittsfläche 14 asymmetrisch ausbildende Ausformungen 6 aufweisen. Querschnittsfläche 14 ist zu Verdeutlichung in Fig. 4 dargestellt. Bei einem ersten Polsegmentbereich 5, welcher beispielsgemäß in jedem Polsegment 4 zweifach entlang der Rotorachse 1 λ vorgesehen ist, weisen die Ausformungen im Wesentlichen in eine erste Umfangsrichtung 1 λ λ . Bei einem zweiten Polsegmentbereich, der ebenfalls zweifach entlang der Rotorachse 1 λ vorgesehen ist, weisen die Ausformungen im Wesentlichen in eine zweite, entgegengesetzte Umfangsrichtung 1λ λ zur ersten. Der maximale Abstand, welche die Ausformungen 6 von der Ro¬ torachse 1 λ aufweisen, ist kleiner oder gleich dem Außenradius des Rotors 2. Jeder Polsegmentbereich kann dabei aus separaten Blechen zusammengefügt oder ganz oder teilweise aus Vollmaterial gefertigt sein. In Fig. 4 ist die Querschnittsfläche 14 eines Polsegmentbereichs 5 mit Ausformung 6 dargestellt, wobei gewählt werden kann, in welche der Umfangsrichtungen Ausformung 6 weisen soll. Die Polsegmentbereiche 5, 5λ, 5λ λ weisen im bezüglicher der Ro¬ torachse 1 λ radial äußeren Bereich an sich bekannte Kreisradien mit zum Rand der Polsegmentbereiche 5, 5λ, 5λλ in Bezug auf die Rotorachse 1λ geringer werdende Radien auf. Jedes Polsegment 4 weist zudem einen dritten, dreifach entlang der Rotorachse 1 λ vorgesehenen Polsegmentbereich 5λ λ auf, welcher im Wesentlichen symmetrisch, ohne eine Ausformung 6 ausgebildet ist.
Wie bereits erläutert, entstehen aufgrund von Oberwellen des magnetischen Flusses, im Spalt zwischen einem Rotor und einem Stator, Drehmomentungleichförmigkeiten . Eine häufig verwendete Ausführungsform einer elektrischen Maschine weist 8 Pole ro- torseitig und 12 Polschuhe statorseitig auf, zeigt allerdings keine Unterdrückung dieser Oberwellen, weshalb ein sinusförmiges Luftspaltfeld anzustreben ist, was wiederum durch die Geometrie der Polsegmente bestimmt wird. Ein beispielhafter Verlauf der magnetischen Flussdichte B in Abhängigkeit vom Rotorwinkel W eines 10-poligen Rotors ent¬ sprechend einer an sich bekannten Ausführungsform eines
Elektromotors ist in Fig. 5 dargestellt. Im Bereich des Pol¬ segments - die Symmetrieachse ist bei 0° - ist die magnetische Flussdichte 19 gemäß dem Stand der Technik weitgehend gleich mit einer ebenfalls dargestellten Cosinus-Referenzkurve 18. In dem radial äußeren Bereich zwischen zwei Polsegmenten weicht die magnetische Flussdichte des 10 poligen Elektromotors wesentlich von der Cosinus-Referenzkurve ab. Würden die Polsegmente zur Verbesserung der Drehmomentgleichförmigkeit weiter verlängert, im Grenzfall bis zur Bildung einer durchgehenden Brücke, würde der Streufluss wesentlich ansteigen und den Wirkungsgrad re- duzieren.
In Fig. 6 ist ein beispielhafter Verlauf der magnetischen Flussdichte B einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 in Abhängigkeit des Ro- torwinkels W dargestellt, bei welcher die Polsegmente 4 zu etwa gleichen Anteilen in Polsegmentbereiche 5 und 5 λ mit Aus¬ formungen 6 in die erste Umfangsrichtung sowie die entgegengesetzte Umfangsrichtung 1λ λ aufgeteilt sind. Zur Veranschaulichung wurden die Bereiche mit Ausformungen 6 in die erste 15 und dieser entgegengesetzten 16 Umfangsrichtung 1λ λ zusätzlich getrennt dargestellt. Durch die Ausformungen 6 ergibt sich in Abhängigkeit der Richtung der Ausformungen 6 jeweils eine Überhöhung 15 16 λ der magnetischen Flussdichte in diesem Bereich. Die resultierende magnetische Flussdichte 17 wird durch Überlagerung beider Polsegmentbereiche 5, 5λ wieder symmetrisch und zeigt eine Überhöhungen in Winkelbereichen, in welchen gemäß Fig. 5 eine im Vergleich zur Cosinus-Referenzkurve 18 verminderte magnetische Flussdichte 19 vorlag. Die Anzahl und Anordnung der Polsegmentbereiche 5, 5λ, 5λ λ in jedem Polsegment 4 kann je nach Anforderung an Wirkungsgrad und Drehmomentgleichförmigkeit gestaltet werden, wobei auch Un¬ terschiede zwischen den einzelnen Polsegmenten realisierbar sind. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1, 2 und 3 ist über die gesamte Länge eines Polsegments 4 entlang der Rotorachse 1 λ ein Anteil der ersten Polsegmentbereiche 5 von etwa 25%, ein Anteil der zweiten Polsegmentbereiche 5λ von etwa 25% und ein Anteil der dritten Polsegmentbereiche 5λ λ von etwa 50% vorgesehen. Daraus ergibt sich eine weitgehende Angleichung der magnetischen Flussdichte 20 der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 an die Cosinus-Referenzkurve 18 gemäß Fig. 7. Ein simulierter Verlauf von magnetischen Feldlinien eines Ausschnitts mit einem ersten Polsegmentbereich 5 des erfindungsgemäßen Elektromotors ist in Fig. 8 abgebildet.
Werden die Polsegmentbereiche 5, 5λ, 5λ λ eines Polsegments 4 weiter zusammengefasst , beispielsweise derart, dass jeweils ein zusammenhängender erster Polsegmentbereich 5 mit Ausformung 6 in Umfangsrichtung 1 anschließend ein dritter Polsegmentbereich 5 λ λ ohne Ausformung, und darauf folgend ein zweiter Polseg¬ mentbereich 5 λ mit Ausformung 6 in entgegengesetzter Um- fangsrichtung 1 könnte man die Ausformungen 6 der Polseg- mentbereiche 5, 5λ optional auch an der Drehmo¬ ment-Übertragungsscheibe 7 anordnen.
Fig. 9 zeigt in Fig. 9 a) und 9 b) verschiedene perspektivische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfin- dungsgemäßen Rotors 2. Rotor 2 ist im Vergleich zum vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verlängert, wodurch zu¬ sätzlich zur Flusskonzentration der Ausführung als Speichenrotor eine axiale Flusskonzentration erzeugt wird. Aufgrund der am Stator 11 angeordneten Erregerspulen 12, welche axial über die Polschuhe 13 hinausragen, kann Rotor 2 zu beiden Seiten der elektrischen Maschine 1, relativ zum Stator 11, axial länger ausgeführt sein. Somit kann die elektrische Maschine 1 axial, mit um diese beidseitigen Längen reduzierter Gesamtlänge ausgelegt werden. Aufgrund der reduzierten Windungslänge werden somit geringere elektrische Verluste erzeugt. Zur Verringerung der Trägheit und Vermeidung axialer magnetischer Flüsse im Spalt könnten die überstehenden Polsegmentbereiche 21 am Umfang eben, das heißt ohne Kreisradien mit zum Rand der Polsegmente geringer werdenden Radien, vorgesehen werden.
Die Figuren 10 und 11 zeigen in unterschiedlichen Darstellungs- arten sowie Perspektiven weitere bevorzugte Ausgestaltungen von Rotor 2, wobei lediglich die zur Erläuterung der bevorzugten weiterbildenden Merkmale notwendigsten Komponenten abgebildet sind. Im Unterschied zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist, wie insbesondere in den Fig. 10 a) und 11 b) ersichtlich, der Scheitelpunkt S der mittels gestrichelter Linie angedeuteten Polsegmentkappe 6λ von Polsegment 4 bzw. Pol¬ segmentbereich 5,5λ,5λ λ bzw. die zur Veranschaulichung abgebildete Verbindungslinie von Mittelpunkt M von Rotor 2 zum Scheitelpunkt S gegenüber der Symmetrieachse des weiteren Teils von Polsegment 4 bzw. Polsegmentbereich 5,5λ,5λ λ, welche durch Strichpunktlinie dargestellt ist, um einen Winkel , bei¬ spielsweise 3°, verschoben. Um die Asymmetrie der Polseg¬ mentbereiche 5,5λ,5λ λ zu verdeutlichen, wurden in Fig. 10 a) lediglich Polsegmentbereiche mit Ausformungen 6 in einer ersten Umfangsrichtung 1λ λ abgebildet, jedoch nicht in Blickrichtung dahinter liegende Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ mit Ausformungen 6 in entgegengesetzter Umfangsrichtung . Die weiteren konstruktiven Weiterbildungen der Ausführungsbeispiele der Figuren 10 und 11 fokussieren im Wesentlichen auf eine Reduzierung bzw. Vermeidung von Streuflüssen von einem ersten Polsegment 4 zu einem weiteren Polsegment 4 im Bereich von Durchlassöffnung 8. Die beschriebenen konstruktiven Details können dabei optional oder ergänzend zu bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen Anwendung finden. Gemäß Fig. 10 a) (Perspektive parallel zur Achsrichtung) und b) (Perspektive senkrecht zur Achsrichtung) weist Rotor 2 Welle 22 auf, welche Formelemente 23 zur me¬ chanischen Fixierung von Hinterschnitten 24 der Polsegmente 4 umfasst, wobei Welle 22 insbesondere antimagnetisch und mit einem Strangpressverfahren hergestellt ist. Im Bereich der nicht dargestellten Lager von Elektromotor 1 weist Welle 22 entlang der Rotorachse 1λ bevorzugt eine zylindrische Form auf. Mittels Kunststoffumspritzung 25 erfolgt eine finale Fixierung der Komponenten von Rotor 2, wodurch die Fliehkräfte im laufenden Betrieb besser aufgenommen werden können. Um eine Unterstützung der Drehmomentübertragung auf Welle 22 zu verbessern, ragen die Formelemente 23 axial bevorzugt über die Dauermagnete 3 bzw. Polsegmente 4 hinaus, wobei der hinausragende Teil der Form- elemente 23 zur Bildung eines effektiven Formschlusses durch Kunststoffumspritzung 25 eingefasst sind.
Entsprechend der Ausführungsform der Fig. 11 a) und b) sind in Umfangsrichtung von Rotor 2 Polstücke 4 bzw. Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ gleichen magnetischen Potentials mittels magnetisch leitfähiger Verbindungsstege 26, radial im Bereich von
Durchlassöffnung 8, verbunden, wodurch in Umfangsrichtung insbesondere jedes zweite Polsegment 4 bzw. jeder zweite Polsegmentbereich 5,5λ5λ λ miteinander verbunden ist. Aufgrund des gleichen magnetischen Potentials existiert zwischen den solchermaßen verbundenen, magnetisch gleich polarisierten PolSegmenten 4 bzw . PolSegmentbereichen 5 , 5 λ , 5 λ λ im Wesentlichen kein magnetischer Fluss, weshalb im Wesentlichen keine magnetischen Streuflüsse zwischen diesen vorliegen. Die Fig. 11 a) zeigt in perspektivischer Darstellung lediglich die Polstücke 4 und/oder Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ eines Teils von Rotor 2.
Die weiteren in Umfangsrichtung vorgesehenen, mit gegenüber den soeben beschriebenen Polstücken 4 und/oder Polsegmentbereichen 5,5λ,5λ λ gegensätzlichen, magnetischen Potential sind mittels Verbindungsstegen 27 verbunden. Die jeweiligen Verbindungsstege 26 und 27 der gegensätzlich polarisierten Polsegmente 4 weisen dabei einen axialen Abstand von z.B. 4 mm Abstand auf, wodurch vorteilhafterweise Streuflüsse begrenzt bzw. vermieden werden. Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ einer senkrecht zur Rotorachse 1λ angeordneten Polsegmentebene von Rotor 2 sind in der Fig. 11 b) dargestellt, wobei insbesondere ersichtlich ist, dass lediglich jedes zweite Polsegment 4 bzw. jeder zweite Polsegmentbereich 5,5λ,5λ λ mittels der Verbindungsstege 26 bzw. 27 verbunden ist. Die Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ jedes separaten Polsegments 4 sind in axialer Richtung in an sich bekannter Weise zum Beispiel mittels Stanzpaketierung, Verkleben oder auch Verschweißen bzw. Verschrauben mechanisch verbunden.
Die Dauermagnete 3 werden, wie bereits für die weiteren Aus¬ führungsbeispiele beschrieben, in Umfangsrichtung zwischen den Polsegmenten 4 angeordnet. Rotor 2 kann erfindungsgemäß derart ausgelegt sein, dass die Dauermagnete 3 zur Rotorachse 1 λ hin teilweise oder vollständig keilförmig verlaufen, was bedeutet, dass die in Umfangsrichtung von Rotor 2 angeordneten Ebenen der Dauermagnete 2 zur Rotorachse hin einander annähern. Durch die Keilform wird insbesondere der durch die Verbindungsstege 26,27 benötigte Platzbedarf erschlossen.
Durch die insbesondere in den axialen Endbereichen von Rotor 2 angeordneten und in der Fig. 11 a) hervorgehobenen Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ einer Polsegmentebene von Rotor 2, deren Verbindungsstege 27 unmittelbar an die Verbindungsstege 26 magnetisch gegensätzlich polarisierter Polsegmentbereiche 5,5λ,5λ λ angrenzen, kann die mechanische Stabilität von Rotor 2 verbessert werden, wobei die Streuflüsse in diesem Bereich jedoch erhöht werden. Weiterhin wird die mechanische Stabilität von Rotor 2, entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10, bevorzugt durch eine nicht dargestellte Kunststoffumspritzung erhöht, welche den Rotor im Wesentlichen einfasst. Eine Ver¬ besserung der Drehmomentübertragung auf die Rotorwelle 22 im Sinne der Fig. 10 kann beispielsweise durch eine entsprechend angeordnete und ebenso durch die Kunststoffumspritzung ein- gefasste Rändelung an Teilen des Umfangs der Rotorwelle erzielt werden, wobei auch ein Einstich zur axialen Sicherung oder Drehmoment-Übertragungsscheibe 7 zur Verbesserung der Dreh¬ momentübertragung auf Welle 22, insbesondere in Verbindung mit Formelementen 23, vorgesehen sein. In vorteilhafter Weise ist es nach dieser Ausführungsformung insbesondere möglich die Anzahl der Einzelteile in Fertigung von Elektromotor 1 bzw. Rotor 2 zu begrenzen.

Claims

Patentansprüche
1. Rotor (2) für eine permanenterregte elektrische Maschine (1), insbesondere eine bürstenlose Gleichstrommaschine, welcher konzentrisch um eine Rotorachse (1λ) angeordnet ist und eine entlang der Rotorachse (1λ) verlaufende Durch¬ lassöffnung (8) zur Aufnahme einer Welle (22) aufweist, umfassend sich entlang der Rotorachse (1λ) erstreckende Dauermagnete (3) und Polsegmente (4), wobei die Dauer- magneten (3) und die Polsegmente (4) in Umfangsrichtung alternierend um die Rotorachse (1λ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche (14) zumindest eines, insbesondere jedes, Polsegments (4) in zumindest einem ersten Polsegmentbereich (5) asymmetrisch mit min- destens einer in einem bezüglich der Rotorachse (1λ) radial äußeren Bereich des Polsegments (4) angeordneten Ausformung (6) ausgebildet ist, wobei sich die Ausformung (6) im wesentlichen in eine Umfangsrichtung (1λ λ) erstreckt. 2. Rotor (2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, insbesondere j edes , Polsegment (4) zumindest einen zweiten Polsegmentbereich (5λ) umfasst, bei welchem in einem bezüglich der Rotorachse (1λ) radial äußeren Bereich mindestens eine, eine Querschnittsfläche (14) asymmetrisch ausbildende Ausformung (6) in im Wesentlichen entgegengesetzter Umfangsrichtung (1λ λ) zur Ausformung (6) in dem ersten Polsegmentbereich (5) vorgesehen ist.
3. Rotor (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, insbesondere j edes , Polsegment (4) zumindest einen dritten Polsegmentbereich (5λ λ) umfasst, wobei der dritte Polsegmentbereich (5λ λ) im Wesentlichen symmetrisch und ohne eine Ausformung (6) ausgebildet ist. Rotor (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des oder der ersten Polsegmentbereiche (5) etwa 20% bis etwa 30%, der Anteil des oder der zweiten Polseg- mentbereiche (5 λ ) etwa 20% bis etwa 30% und der Anteil des oder der dritten Polsegmentbereiche (5λλ) etwa 40% bis etwa 60% an einem, insbesondere jedem, Polsegment (4) beträgt.
Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, insbesondere jedes, Polsegment (4) aus einem im Wesentlichen magnetisch leitfähigen, insbesondere ferromagnetischen und/oder ferrimagnetischen Werkstoff besteht.
Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Abstand der Ausformung (6) zur Rotorachse (1λ) kleiner oder gleich einem Außenradius des Rotors (2) ist.
Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drehmoment-Übertragungs¬ scheibe (7) an zumindest einer Stirnfläche des Rotors vorgesehen ist, welche eine in Richtung der Rotorachse (1λ) verlaufende Öffnung (8λ) zur Aufnahme und mechanischen Verbindung mit einer Welle (22) aufweist, wobei die Öffnung (8λ) der Drehmoment-Übertragungsscheibe (7) insbesondere einen geringeren Durchmesser aufweist als die Durchlassöffnung ( 8 ) .
Rotor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel (9) zur Fixierung der Drehmo¬ ment-Übertragungsscheibe (7) an dem oder den Polsegmenten (4) vorgesehen ist, wobei insbesondere mindestens eine Öffnung (10) und/oder Aussparung in zumindest einem Polsegment (4) vorgesehen ist, in welche zumindest ein stabförmiges Element (9) eingeführt ist, das mechanisch mit der Drehmoment-Übertragungsscheibe (7) verbunden ist.
Rotor (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem bezüglich der Rotorachse (1λ) radial äußeren Bereich der Drehmoment-Übertragungsscheibe (7) zumindest eine Ausformung (6) im Bereich eines, insbesondere jedes, Polsegments (4) an der Drehmoment-Übertragungsscheibe (7) ausgebildet ist, wobei sich die Ausformung (6) im We¬ sentlichen in eine Umfangsrichtung (1λ λ) erstreckt.
Rotor (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment-Übertragungsscheibe (7) aus einem im Wesentlichen magnetisch nicht leitfähigen und/oder geringfügig leitfähigen, insbesondere einem diamagnetischen und/oder paramagnetischen Werkstoff besteht .
Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (22) zumindest ein Formelement
(23) zur Aufnahme von durch die Polsegmente (4) und/oder Polsegmentbereiche (5,5λ,5λ λ) umfasste Hinterschneidungen
(24) aufweist und/oder wenigstens eine Rändelung am Umfang der Welle (22) vorgesehen ist.
Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass magnetisch leitfähige Verbindungsstege (26,27) vorgesehen sind, welche lediglich Polsegmente (4) und/oder magnetisch gleich polarisierte Polsegmentbereiche (5,5λ,5λ λ) unterschiedlicher Polsegmente (4) verbinden.
13. Verwendung des Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahr¬ zeugbremssystem und/oder Kraftfahrzeuglenksystem.
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