WO2016162137A1 - Rotoranordnung für eine elektromaschine - Google Patents

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WO2016162137A1
WO2016162137A1 PCT/EP2016/053153 EP2016053153W WO2016162137A1 WO 2016162137 A1 WO2016162137 A1 WO 2016162137A1 EP 2016053153 W EP2016053153 W EP 2016053153W WO 2016162137 A1 WO2016162137 A1 WO 2016162137A1
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teeth
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shaft
rotor body
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Andrea BACK
Georg-Friedrich LÜHRS
Matthias Tasche
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Volkswagen AG
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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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    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections

Definitions

  • the invention relates to a rotor assembly for an electric machine, which comprises a rotor shaft, a rotor body rotatably mounted on the rotor shaft and at least two on the
  • the invention relates to an electric machine with a stator and a rotor assembly separated by an air gap from the stator. Furthermore, the invention relates to a vehicle with such an electric machine.
  • Such an electric machine in particular an electric machine in the form of a
  • permanently excited synchronous machine can be used for example as a prime mover in electric or hybrid vehicles. But even in industrial applications with demands on high speeds, such as in the field of textile or certain machine tools, a use of such electric machines is conceivable.
  • both the inner surface of the rotor body and the outer surface of the rotor shaft usually has a circular shape, so that the rotor body is rotatably mounted on the rotor shaft via a frictional connection by the rotor body pressed with its inner surface on the outer surface of the rotor shaft is.
  • the invention is therefore based on the object to provide a rotor assembly, an electric machine and a vehicle available, in which a load acting on a rotor body load is reduced and thus the life of the rotor body can be increased.
  • the rotor assembly according to the invention is characterized in that the rotor body is rotatably mounted on the rotor shaft via a positive connection.
  • a positive connection in particular an exclusively positive connection
  • the rotor body with the rotor shaft acting on the rotor body load or stress against a non-positive connection of the rotor body with the rotor shaft can be substantially reduced. Due to the lower load and the stresses occurring in the rotor body can be reduced, whereby a risk of the occurrence of stress cracks in the rotor body can be substantially reduced. The life of the rotor body and thus the entire rotor assembly can be significantly increased. In addition, a good mechanical transmission of the rotational movement of the rotor body to the rotor shaft is possible by means of the positive connection.
  • Inner surface of the rotor body formed, having at least one tooth
  • Internal toothing and is formed by a formed on an outer surface of the rotor shaft, at least one recess having external teeth.
  • Rotary movement of the rotor body can be reliably prevented relative to the rotor shaft, so that even without a frictional connection of the rotor body with the rotor shaft, a secure, rotationally fixed seat of the rotor body can be formed on the rotor shaft.
  • the one or more teeth of the internal toothing of the rotor body engage in the formation of the
  • External teeth of the rotor shaft preferably a precise fit.
  • the number of teeth of the internal toothing of the rotor body preferably corresponds to the number of recesses of the external toothing of the rotor shaft.
  • the internal toothing of the rotor body preferably has a plurality of teeth and the external toothing of the rotor shaft preferably has a plurality of recesses.
  • the plurality of teeth of the internal teeth of the rotor body is preferably distributed uniformly over the entire circumference of the inner surface of the rotor body.
  • the plurality of recesses of the external teeth of the Rotor shaft is preferably arranged distributed uniformly over the entire circumference of the outer surface of the rotor shaft. Due to the even distribution of the teeth or the
  • a plurality of teeth in this sense means a formation of at least two teeth on the inner surface of the rotor body.
  • a plurality of recesses means in this sense a training of at least two
  • the internal toothing preferably has more than two teeth distributed over the circumference of the inner surface of the rotor body.
  • the outer toothing preferably has more than two recesses distributed over the circumference of the outer surface of the rotor shaft.
  • the plurality of teeth of the internal toothing of the rotor body has a waveform and that the plurality of recesses of the external toothing of the rotor shaft also has a waveform.
  • the teeth or the recesses and the transition between two adjacent teeth or between two adjacent recesses are preferably not acute-angled in such a waveform, but have a curve shape.
  • the rotor body may be formed from at least two juxtaposed rotor laminations.
  • the two or more rotor laminations of a rotor body can in
  • Longitudinal extent of the rotor shaft can be arranged one behind the other, so that the rotor laminations form a laminated core, which in turn forms the rotor body.
  • each rotor plate preferably has an internal toothing having at least one tooth.
  • Each rotor plate can thus be positively connected on its own with the rotor shaft, so that a secure, rotationally fixed arrangement on the rotor shaft for each
  • Rotor plate can be ensured.
  • the internal toothing of a rotor plate may have one tooth, but preferably more than one tooth.
  • the outer toothing of the rotor shaft for each rotor plate has an outer tooth row in the longitudinal extent of the rotor shaft, wherein each
  • each Outer toothing row preferably has at least one recess.
  • each Outer gear row can accommodate a rotor plate, so that on each
  • the outer toothing of the rotor shaft in particular the individual recesses of the outer toothing of the rotor shaft, elongated, are formed in the form of grooves and each extend over a defined portion along the longitudinal extent of the rotor shaft, so that a plurality of juxtaposed rotor laminations with mutually adjacent teeth can each engage in a recess of the outer toothing of the rotor shaft, which means that, for example, a first tooth of an internal toothing of a first rotor plate and a first tooth of internal toothing of a second rotor plate arranged adjacent thereto can engage in one and the same recess of the external toothing of the rotor shaft ,
  • the at least one recess of a first row of external teeth offset from the at least one recess adjacent one of the first
  • outside toothing row arranged second outer toothing row is arranged.
  • the rotor laminations themselves can then be designed to be identical. Due to the staggered arrangement of the recesses of a first row of external teeth to the recesses of a second row of external teeth arranged adjacent thereto, a rotation of the rotor sheets relative to one another around the circumference of the rotor shaft can then be achieved despite the design of the rotor sheets of identical construction.
  • a rotation of the rotor laminations to one another can also be achieved in that the internal toothing of a first rotor plate is offset from the internal toothing of a second rotor plate arranged adjacent to the first rotor plate.
  • the teeth of a first rotor plate which form the internal teeth can then be offset from the teeth of a second rotor plate forming the internal teeth, so that the teeth of the first rotor plate are not formed congruently with the teeth of the second rotor plate.
  • the recesses of the outer toothing rows of the rotor shaft arranged adjacent to one another can then be congruently formed and no longer need to be offset relative to one another.
  • the object of the invention is further achieved by an electric machine, in particular a permanent-magnet synchronous machine, which has a stator and a rotor arrangement separated by an air gap from the stator, the rotor arrangement being formed and developed as described above.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of an electric machine according to the
  • Fig. 2 is a schematic representation of a rotor body formed of a plurality of juxtaposed arranged rotor laminations.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of an electric machine 100 with a stator 10 and a separator arranged through an air gap 20 of the stator 10
  • the stator 10 has a plurality of adjacently arranged, groove-shaped openings 1 1 for receiving windings, not shown here.
  • the rotor assembly 30 has a rotor shaft 31, a rotor body 32 rotatably mounted on the rotor shaft 31, and a plurality of rotor bodies 32 arranged on the rotor body
  • the rotor body 32 is rotatably connected to the rotor shaft 31 via a positive connection.
  • an internal toothing 34 is formed on the inner surface of the rotor body 32 and an external toothing 35 is formed on the outer surface of the rotor shaft 31.
  • the internal toothing 34 of the rotor body 32 has a multiplicity of teeth 36 arranged adjacent to one another and the external toothing 35 of the rotor shaft 31 points a plurality of adjacently arranged recesses 37, wherein in each case a tooth 36 of the internal toothing 34 fit into each case a recess 37 a
  • External teeth 35 engages to form the positive connection.
  • the number of teeth 36 of the internal teeth 34 is equal to the number of recesses 37 of the external teeth 35.
  • the teeth 36 of the internal teeth 34 of the rotor body 32 are arranged uniformly distributed over the circumference of the inner surface of the rotor body 32, so that the distance of the adjacently disposed teeth 36 over the circumference of the inner surface of the rotor body 32 is the same.
  • the teeth 36 of the internal teeth 34 extend over the entire circumference of the inner surface of the rotor body 32.
  • the recesses 37 of the external toothing 35 of the rotor shaft 31 are arranged uniformly distributed over the circumference of the outer surface of the rotor shaft 31, so that the distance of the recesses 37 arranged adjacent to one another over the circumference of the outer surface of the rotor shaft 31 is the same.
  • the recesses 37 of the external teeth 35 extend over the entire circumference of the outer surface of the rotor shaft 31.
  • the teeth 36 of the internal teeth 34 of the rotor body 32 and the recesses 37 of the external teeth 35 of the rotor shaft 31 each have a waveform in which the teeth 36 and the recesses 37 have a curved shape and are not formed acute-angled. In this way, in addition to the formation of a positive connection and an electromagnetically optimal design of the inner surface of the rotor body 32 for
  • FIG. 2 shows a rotor body 32 which is formed from a plurality of rotor laminations 38, which are lined up in the axial direction.
  • the individual rotor laminations 38 have a very small thickness relative to the entire rotor body 32.
  • Each rotor plate 38 has a plurality of teeth having internal teeth 34, so that each rotor plate 38 can be positively connected to an outer toothing 35 of a rotor shaft 31.
  • Several juxtaposed rotor laminations 38 may form a laminated core.
  • the internal teeth 34 of the rotor laminations 38 arranged to form a laminated core are aligned with one another.
  • the inner toothings 34 of the rotor laminations 38 are preferably also aligned with each other via a plurality of laminated cores arranged in a row.
  • the position of the permanent magnets 33 with respect to the internal teeth 34 the rotor laminations 38 change over the individual laminated cores, whereby a kind of "rotor bevel" can be formed, by means of which a torque ripple can be reduced and acoustic effects can be minimized.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Rotoranordnung (30) für eine Elektromaschine (100) mit einer Rotorwelle (31), einem drehfest auf der Rotorwelle (31) gelagerten Rotorkörper (32), und mindestens zwei an dem Rotorkörper (32) angeordneten Permanentmagneten (33), wobei der Rotorkörper (32) über eine formschlüssige Verbindung drehfest auf der Rotorwelle (31) gelagert ist.

Description

Beschreibung
Rotoranordnung für eine Elektromaschine
Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung für eine Elektromaschine, welche eine Rotorwelle, einen drehfest auf der Rotorwelle gelagerten Rotorkörper und mindestens zwei an dem
Rotorkörper angeordnete Permanentmagnete aufweist. Weiter betrifft die Erfindung eine Elektromaschine mit einem Stator und einer durch einen Luftspalt von dem Stator getrennt angeordneten Rotoranordnung. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen Elektromaschine.
Eine derartige Elektromaschine, insbesondere eine Elektromaschine in Form einer
permanenterregten Synchronmaschine, kann beispielsweise als Antriebsmaschine in Elektro- oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen. Aber auch bei Industrieanwendungen mit Anforderungen an hohe Drehzahlen, wie beispielsweise im Bereich von Textil- oder bestimmten Werkzeugmaschinen, ist ein Einsatz derartiger Elektromaschinen denkbar.
Bei einer Rotoranordnung derartiger Elektromaschinen weist sowohl die Innenfläche des Rotorkörpers als auch die Außenfläche der Rotorwelle üblicherweise eine kreisrunde Form auf, so dass der Rotorkörper auf der Rotorwelle über eine kraftschlüssige Verbindung drehfest gelagert ist, indem der Rotorkörper mit seiner Innenfläche auf die Außenfläche der Rotorwelle aufgepresst ist.
Durch das Aufpressen des Rotorkörpers auf die Rotorwelle wirkt jedoch eine große Belastung bzw. Beanspruchung auf den Rotorkörper, wodurch in dem Rotorkörper Spannungen entstehen können, die zu Spannungsrissen in dem Rotorkörper führen können. Die Lebensdauer des Rotorkörpers kann dadurch nachteilig beeinflusst werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rotoranordnung, eine Elektromaschine und ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine auf einen Rotorkörper wirkende Belastung reduziert und damit die Lebensdauer des Rotorkörpers erhöht werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Rotoranordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotorkörper über eine formschlüssige Verbindung drehfest auf der Rotorwelle gelagert ist.
Durch eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine ausschließlich formschlüssige Verbindung, des Rotorkörpers mit der Rotorwelle kann eine auf den Rotorkörper wirkende Belastung bzw. Beanspruchung gegenüber einer kraftschlüssigen Verbindung des Rotorkörpers mit der Rotorwelle wesentlich reduziert werden. Aufgrund der geringeren Belastung können auch die in dem Rotorkörper auftretenden Spannungen reduziert werden, wodurch eine Gefahr des Auftretens von Spannungsrissen in dem Rotorkörper wesentlich reduziert werden kann. Die Lebensdauer des Rotorkörpers und damit der gesamten Rotoranordnung kann dadurch wesentlich erhöht werden. Zudem ist mittels der formschlüssigen Verbindung eine gute mechanische Übertragung der Drehbewegung des Rotorkörpers auf die Rotorwelle möglich.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die formschlüssige Verbindung durch eine an einer
Innenfläche des Rotorkörpers ausgebildete, mindestens einen Zahn aufweisende
Innenverzahnung und durch eine an einer Außenfläche der Rotorwelle ausgebildete, mindestens eine Ausnehmung aufweisende Außenverzahnung ausgebildet ist. Mittels der Innenverzahnung des Rotorkörpers und der Außenverzahnung der Rotorwelle kann der Rotorkörper formschlüssig in die Rotorwelle eingreifen. Durch das Ineinandergreifen der Innenverzahnung des Rotorkörpers in die Außenverzahnung der Rotorwelle kann eine
Verdrehbewegung des Rotorkörpers relativ zu der Rotorwelle sicher verhindert werden, so dass auch ohne eine kraftschlüssige Verbindung des Rotorkörpers mit der Rotorwelle ein sicherer, drehfester Sitz des Rotorkörpers auf der Rotorwelle ausgebildet werden kann. Der eine oder die mehreren Zähne der Innenverzahnung des Rotorkörpers greifen zur Ausbildung der
formschlüssigen Verbindung in die eine oder die mehreren Ausnehmungen der
Außenverzahnung der Rotorwelle vorzugsweise passgenau ein. Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung des Rotorkörpers entspricht vorzugsweise der Anzahl der Ausnehmungen der Außenverzahnung der Rotorwelle.
Um eine besonders sichere formschlüssige Verbindung der Rotorwelle mit dem Rotorkörper erreichen zu können, weist die Innenverzahnung des Rotorkörpers vorzugsweise eine Vielzahl von Zähnen auf und die Außenverzahnung der Rotorwelle weist vorzugsweise eine Vielzahl von Ausnehmungen auf. Die Vielzahl von Zähnen der Innenverzahnung des Rotorkörpers ist vorzugsweise gleichmäßig über den gesamten Umfang der Innenfläche des Rotorkörpers verteilt angeordnet. Auch die Vielzahl von Ausnehmungen der Außenverzahnung der Rotorwelle ist vorzugsweise gleichmäßig über den gesamten Umfang der Außenfläche der Rotorwelle verteilt angeordnet. Durch die gleichmäßige Verteilung der Zähne bzw. der
Ausnehmungen über den Umfang der Innenfläche des Rotorkörpers bzw. die Außenfläche der Rotorwelle kann die Übertragung der Drehbewegung des Rotorkörpers auf die Rotorwelle über den gesamten Umfang erfolgen. Eine Vielzahl von Zähnen bedeutet in diesem Sinne eine Ausbildung von mindestens zwei Zähnen an der Innenfläche des Rotorkörpers. Eine Vielzahl von Ausnehmungen bedeutet in diesem Sinne eine Ausbildung von mindestens zwei
Ausnehmungen an der Außenfläche der Rotorwelle. Bevorzugt weist die Innenverzahnung mehr als zwei über den Umfang der Innenfläche des Rotorkörpers verteilt angeordnete Zähne auf. Die Außenverzahnung weist bevorzugt mehr als zwei über den Umfang der Außenfläche der Rotorwelle verteilt angeordnete Ausnehmungen auf.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Vielzahl von Zähnen der Innenverzahnung des Rotorkörpers eine Wellenform aufweist und dass die Vielzahl von Ausnehmungen der Außenverzahnung der Rotorwelle ebenfalls eine Wellenform aufweist. Die Zähne bzw. die Ausnehmungen und der Übergang zwischen zwei benachbarten Zähnen bzw. zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen sind bei einer derartigen Wellenform vorzugsweise nicht spitzwinklig ausgebildet, sondern weisen eine Kurvenform auf. Durch diese Wellenform, insbesondere die Wellenform der Innenverzahnung des Rotorkörpers, kann die
elektromagnetische Wirkung der Rotoranordnung verbessert werden.
Der Rotorkörper kann aus mindestens zwei aneinandergereiht angeordneten Rotorblechen ausgebildet sein. Die zwei oder mehr Rotorbleche eines Rotorkörpers können in
Längserstreckung der Rotorwelle hintereinander angeordnet sein, so dass die Rotorbleche ein Blechpaket ausbilden, welches wiederum den Rotorkörper ausbildet.
Ist der Rotorkörper aus mehreren hintereinander angeordneten Rotorblechen ausgebildet, weist vorzugsweise jedes Rotorblech eine, mindestens einen Zahn aufweisende Innenverzahnung auf. Jedes Rotorblech kann damit für sich alleine mit der Rotorwelle formschlüssig verbunden sein, so dass eine sichere, drehfeste Anordnung an der Rotorwelle für jedes einzelne
Rotorblech sichergestellt werden kann. Die Innenverzahnung eines Rotorbleches kann einen Zahn, bevorzugt aber mehr als einen Zahn aufweisen.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Außenverzahnung der Rotorwelle für jedes Rotorblech eine Außenverzahnungsreihe in Längserstreckung der Rotorwelle aufweist, wobei jede
Außenverzahnungsreihe bevorzugt mindestens eine Ausnehmung aufweist. Jede Außenverzahnungsreihe kann ein Rotorblech aufnehmen, so dass auf jede
Außenverzahnungsreihe nur ein Rotorblech aufgesetzt und formschlüssig mit dieser verbunden ist. Jedes Rotorblech kann dadurch separat an einer Außenverzahnungsreihe der Rotorwelle befestigt werden und eine formschlüssige Verbindung mit der Rotorwelle ausbilden.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Außenverzahnung der Rotorwelle, insbesondere die einzelnen Ausnehmungen der Außenverzahnung der Rotorwelle, länglich, in Form von Nuten ausgebildet sind und sich jeweils über einen definierten Abschnitt entlang der Längserstreckung der Rotorwelle erstrecken, so dass mehrere aneinandergereiht angeordnete Rotorbleche mit zueinander benachbarten Zähnen jeweils in eine Ausnehmung der Außenverzahnung der Rotorwelle eingreifen können, was bedeutet, dass beispielsweise ein erster Zahn einer Innenverzahnung eines ersten Rotorbleches und ein erster Zahn einer Innenverzahnung eines benachbart dazu angeordneten zweiten Rotorbleches in ein und dieselbe Ausnehmung der Außenverzahnung der Rotorwelle eingreifen können.
Um eine Verdrehung der Rotorbleche zueinander erreichen zu können, kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass die mindestens eine Ausnehmung einer ersten Außenverzahnungsreihe versetzt zu der mindestens einen Ausnehmung einer benachbart zu der ersten
Außenverzahnungsreihe angeordneten zweiten Außenverzahnungsreihe angeordnet ist. Die Rotorbleche selber können dann baugleich ausgebildet sein. Durch die versetzte Anordnung der Ausnehmungen einer ersten Außenverzahnungsreihe zu den Ausnehmungen einer benachbart dazu angeordneten zweiten Außenverzahnungsreihe kann dann trotz der baugleichen Ausbildung der Rotorbleche eine Verdrehung der Rotorbleche zueinander um den Umfang der Rotorwelle erreicht werden.
Alternativ kann eine Verdrehung der Rotorbleche zueinander auch dadurch erreicht werden, dass die Innenverzahnung eines ersten Rotorbleches versetzt zu der Innenverzahnung eines benachbart zu dem ersten Rotorblech angeordneten zweiten Rotorbleches ausgebildet ist. Die die Innenverzahnung ausbildenden Zähne eines ersten Rotorbleches können dann versetzt zu den die Innenverzahnung ausbildenden Zähnen eines zweiten Rotorbleches ausgebildet sein, so dass die Zähne des ersten Rotorbleches nicht deckungsgleich zu den Zähnen des zweiten Rotorbleches ausgebildet sind. Die Ausnehmungen der benachbart zueinander angeordneten Außenverzahnungsreihen der Rotorwelle können hingegen dann deckungsgleich ausgebildet sein und müssen nicht mehr versetzt zueinander ausgebildet sein. Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mit einer Elektromaschine, insbesondere einer permanenterregten Synchronmaschine, welche einen Stator und eine durch einen Luftspalt von dem Stator getrennt angeordnete Rotoranordnung aufweist, wobei die Rotoranordnung wie vorstehend beschrieben, aus- und weitergebildet ist.
Desweiteren erfolgt die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe mit einem Fahrzeug, welches eine wie vorstehend beschriebene, aus- und weitergebildete Elektromaschine aufweist.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Elektromaschine gemäß der
Erfindung, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Rotorkörpers, ausgebildet aus mehreren aneinandergereiht angeordneten Rotorblechen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Elektromaschine 100 mit einem Stator 10 und einer durch einen Luftspalt 20 von dem Stator 10 getrennt angeordneten
Rotoranordnung 30.
Der Stator 10 weist eine Vielzahl von benachbart zueinander angeordneten, nutförmigen Durchbrüchen 1 1 zur Aufnahme von hier nicht gezeigten Wicklungen auf.
Die Rotoranordnung 30 weist eine Rotorwelle 31 , einen drehfest auf der Rotorwelle 31 gelagerten Rotorkörper 32 und mehrere an dem Rotorkörper 32 angeordnete
Permanentmagnete 33 auf.
Der Rotorkörper 32 ist mit der Rotorwelle 31 über eine formschlüssige Verbindung drehfest verbunden. Für die formschlüssige Verbindung sind an der Innenfläche des Rotorkörpers 32 eine Innenverzahnung 34 und an der Außenfläche der Rotorwelle 31 eine Außenverzahnung 35 ausgebildet. Die Innenverzahnung 34 des Rotorkörpers 32 weist eine Vielzahl von benachbart zueinander angeordneten Zähnen 36 auf und die Außenverzahnung 35 der Rotorwelle 31 weist eine Vielzahl von benachbart zueinander angeordneten Ausnehmungen 37 auf, wobei jeweils ein Zahn 36 der Innenverzahnung 34 passgenau in jeweils eine Ausnehmung 37 einer
Außenverzahnung 35 eingreift, um die formschlüssige Verbindung auszubilden. Die Anzahl von Zähnen 36 der Innenverzahnung 34 ist gleich zu der Anzahl von Ausnehmungen 37 der Außenverzahnung 35.
Die Zähne 36 der Innenverzahnung 34 des Rotorkörpers 32 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang der Innenfläche des Rotorkörpers 32 angeordnet, so dass der Abstand der benachbart zueinander angeordneten Zähne 36 über den Umfang der Innenfläche des Rotorkörpers 32 gleich ausgebildet ist. Die Zähne 36 der Innenverzahnung 34 erstrecken sich über den gesamten Umfang der Innenfläche des Rotorkörpers 32.
Die Ausnehmungen 37 der Außenverzahnung 35 der Rotorwelle 31 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang der Außenfläche der Rotorwelle 31 angeordnet, so dass der Abstand der benachbart zueinander angeordneten Ausnehmungen 37 über den Umfang der Außenfläche der Rotorwelle 31 gleich ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 37 der Außenverzahnung 35 erstrecken sich über den gesamten Umfang der Außenfläche der Rotorwelle 31 .
Die Zähne 36 der Innenverzahnung 34 des Rotorkörpers 32 und die Ausnehmungen 37 der Außenverzahnung 35 der Rotorwelle 31 weisen jeweils eine Wellenform auf, bei welcher die Zähne 36 bzw. die Ausnehmungen 37 eine Kurvenform aufweisen und gerade nicht spitzwinklig ausgebildet sind. Hierdurch kann neben der Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung auch eine elektromagnetisch optimale Ausbildung der Innenfläche des Rotorkörpers 32 zur
Verfügung gestellt werden.
Fig. 2 zeigt einen Rotorkörper 32, welcher aus mehreren, in axialer Richtung, aneinandergereiht ausgebildeten Rotorblechen 38 ausgebildet ist. Die einzelnen Rotorbleche 38 weisen gegenüber dem gesamten Rotorkörper 32 eine sehr geringe Dicke auf. Jedes Rotorblech 38 weist eine, mehrere Zähne aufweisende Innenverzahnung 34 auf, so dass jedes Rotorblech 38 formschlüssig mit einer Außenverzahnung 35 einer Rotorwelle 31 verbunden werden kann.
Mehrere aneinandergereiht angeordnete Rotorbleche 38 können ein Blechpaket ausbilden. Die Innenverzahnungen 34 der zu einem Blechpaket angeordneten Rotorbleche 38 sind zueinander fluchtend ausgebildet. Auch über mehrere aneinandergereiht angeordnete Blechpakete sind die Innenverzahnungen 34 der Rotorbleche 38 vorzugsweise fluchtend zueinander ausgebildet. Jedoch kann sich die Lage der Permanentmagnete 33 in Bezug auf die Innenverzahnungen 34 der Rotorbleche 38 über die einzelnen Blechpakete verändern, wodurch eine Art „Rotorschrägung" ausgebildet werden kann, mittels welcher eine Drehmomentwelligkeit verringert und akustische Effekte minimiert werden können.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen
hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
Elektromaschine Stator
Durchbruch
Luftspalt
Rotoranordnung
Rotorwelle
Rotorkörper
Permanentmagnet
Innenverzahnung
Außenverzahnung
Zahn
Ausnehmung
Rotorblech

Claims

Patentansprüche
1 . Rotoranordnung (30) für eine Elektromaschine (100), mit
einer Rotorwelle (31 ),
einem drehfest auf der Rotorwelle (31 ) gelagerten Rotorkörper (32), und
mindestens zwei an dem Rotorkörper (32) angeordneten Permanentmagneten (33), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (32) über eine formschlüssige
Verbindung drehfest auf der Rotorwelle (31 ) gelagert ist.
2. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
formschlüssige Verbindung durch eine an einer Innenfläche des Rotorkörpers (32) ausgebildete, mindestens einen Zahn (36) aufweisende Innenverzahnung (34) und durch eine an einer Außenfläche der Rotorwelle (31 ) ausgebildete, mindestens eine Ausnehmung (37) aufweisende Außenverzahnung (35) ausgebildet ist.
3. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Innenverzahnung (34) des Rotorkörpers (32) eine Vielzahl von Zähnen (36) und die Außenverzahnung (35) der Rotorwelle (31 ) eine Vielzahl von Ausnehmungen (37) aufweist.
4. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Zähnen (36) der Innenverzahnung (34) des Rotorkörpers (32) eine Wellenform aufweist und dass die Vielzahl von Ausnehmungen (37) der Außenverzahnung (35) der
Rotorwelle (31 ) eine Wellenform aufweist.
5. Rotoranordnung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (32) aus mindestens zwei aneinandergereiht angeordneten
Rotorblechen (38) ausgebildet ist.
6. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rotorblech (38) eine, mindestens einen Zahn (36) aufweisende Innenverzahnung (34) aufweist.
7. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außenverzahnung (35) der Rotorwelle (31 ) für jedes Rotorblech (38) eine
Außenverzahnungsreihe in Längserstreckung der Rotorwelle (31 ) aufweist, wobei jede Außenverzahnungsreihe mindestens eine Ausnehmung (37) aufweist.
8. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (37) einer ersten Außenverzahnungsreihe versetzt zu der mindestens einen Ausnehmung (37) einer benachbart zu der ersten Außenverzahnungsreihe angeordneten zweiten Außenverzahnungsreihe angeordnet ist.
9. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Innenverzahnung (34) eines ersten Rotorbleches (38) versetzt zu der Innenverzahnung (34) eines benachbart zu dem ersten Rotorblech (38) angeordneten zweiten
Rotorbleches ausgebildet ist.
10. Elektromaschine (100), mit
einem Stator (10) und
einer durch einen Luftspalt (20) von dem Stator (10) getrennt angeordneten
Rotoranordnung (30),
dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoranordnung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
1 1. Fahrzeug, mit einer nach Anspruch 10 ausgebildeten Elektromaschine (100).
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