WO2019149402A1 - Elektromotor - Google Patents

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WO2019149402A1
WO2019149402A1 PCT/EP2018/082776 EP2018082776W WO2019149402A1 WO 2019149402 A1 WO2019149402 A1 WO 2019149402A1 EP 2018082776 W EP2018082776 W EP 2018082776W WO 2019149402 A1 WO2019149402 A1 WO 2019149402A1
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WO
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shaft
rotor
electric motor
insulating body
base body
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PCT/EP2018/082776
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Inventor
Jens BURGHAUS
David Philipp Morisco
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to an electric motor.
  • the invention relates to the configuration of the shaft-hub connection of the rotor of the electric motor.
  • Machine parts of electric motors which concentrate a magnetic flux are constructed of stacked electric sheets.
  • Such a machine part is, in particular, a rotor package to which the permanent magnets are fastened.
  • the rotor package is applied to a shaft.
  • the shaft is used for transmitting a rotational movement of the rotor main body to the outside of the three-phase machine and is usually made of steel.
  • the rotor core is non-rotatably connected for torque transmission to a shaft or hub, wherein the connection is made by a press fit, which simultaneously establishes a connection point for eddy currents.
  • the electric motor according to the invention comprises a rotor base body, to which either a plurality of permanent magnets or a rotor winding can be attached. If the rotor base body has a rotor winding, slip rings are required in particular in order to transmit electrical energy to the winding. Therefore, the provision of permanent magnets prefers.
  • the electric motor has a shaft for receiving the rotor base body. Between the shaft and the rotor body, an insulating body is attached. As a result, the rotor body is electrically isolated from the shaft. Furthermore, it is provided that the shaft and the rotor body are rotatably connected by the insulating body. This is achieved in that the insulating body engages at least partially in the shaft and the rotor body, whereby the rotationally fixed connection between
  • Rotor body and shaft is established.
  • the insulating body serves two purposes: First, there is an electrical insulation of shaft and
  • the insulating body is made of a composite of ceramic and plastic. By the proportion of the ceramic mechanical strength of the insulating body is increased. The plastic is advantageously used for electrical insulation. Moreover, by the
  • the insulating body has a ceramic core with an at least partial plastic sheath.
  • the ceramic core thus advantageously serves to accommodate loads, while the plastic sheath ensures electrical insulation.
  • the insulating body has a high strength and thus can transmit high torques between the shaft and rotor body.
  • the ceramic core designed as a press ring. This means that the ceramic core is annular and is connected via a press fit with the shaft.
  • the rotor base body and / or the shaft preferably have at least one groove, wherein the groove extends along a central axis of the shaft.
  • the insulating body engages in this at least one groove.
  • both the shaft and the base body each have at least one groove, wherein the insulating body engages in both grooves. This leads to said rotationally fixed connection.
  • the at least one groove has a constant or variable cross section along the central axis.
  • the cross section can change either continuously or abruptly.
  • the cross section along the course of the central axis can first be reduced and then increased again. Due to the variable change of the cross section along the central axis takes place an axial fixing of the rotor body relative to the insulating body and / or the shaft relative to the insulating body.
  • either the insulating body may be axially, i.
  • the entire rotor main body can be axially fixed relative to the shaft.
  • the insulation body extends in a star shape into the rotor base body.
  • star-shaped is to be understood in particular that the insulating body extends annularly, wherein extending from the annular shape projections radially outward. It is also possible that the projections extend radially inwardly. In this way, on the one hand, a rotationally fixed connection between the insulating body and the rotor base body is achieved.
  • the insulating body advantageously has at least one extreme point with a greatest radial extent.
  • radial extent a dimension is perpendicular, i. radial, to understand the central axis of the shaft.
  • the extreme point is present at an angle range around the central axis, at which a permanent magnet is also present on the rotor base body.
  • the permanent magnet is attached to said angular range at a location where it has the smallest distance to the shaft. If the permanent magnet has a different distance from the central axis of the shaft over its length, then the angular range corresponds in particular to that region at which the permanent magnet has the smallest distance to the shaft and thus to the central axis of the shaft.
  • the insulating body advantageously has a concave surface between two extreme points.
  • the concave surface preferably has a round or oval course. This makes it possible to optimally direct a magnetic flux within the rotor main body. This means that the magnetic flux from a permanent magnet, i. from one extreme point of the insulating body, along the concave surface to another
  • Permanent magnets i. can extend to a further extreme point of the insulation body.
  • the magnetic flux can be optimized.
  • the magnetic flux is directed within the rotor base body along a predefined path.
  • the rotor base body is impaired by the insulating body in its magnetic conductivity.
  • the insulating body preferably has a magnetic insulating effect, since the insulating body is magnetically not or only poorly conductive. This results in that the magnetic flux can not flow through the insulating body, whereby the magnetic flux can be adjusted within the rotor body.
  • appropriate shaping of the insulating body can thus be achieved that the magnetic flux extends within the body along a predefined path.
  • the plastic portion of the insulating body may in particular be a thermoset or a thermoplastic.
  • the plastic is electrically insulating and thus serves to isolate the rotor body from the shaft.
  • Figure 1 is a schematic view of an electric motor according to a
  • FIG. 2 shows a schematic view of a rotor of the electric motor according to the exemplary embodiment in a first alternative
  • FIG. 3 shows a schematic view of a rotor of the electric motor according to the exemplary embodiment in a second alternative
  • FIG. 4 shows a schematic view of a rotor of the electric motor according to the exemplary embodiment in a third alternative
  • Figure 5 is a schematic view of a rotor of the electric motor according to the embodiment in a fourth alternative.
  • Figure 6 is a schematic view of a rotor of the electric motor according to the embodiment in a fifth alternative.
  • the electric motor 1 shows schematically an electric motor 1.
  • the electric motor 1 comprises a rotor with a rotor base body 2 and a shaft 4.
  • the electric motor 1 comprises a stator 1 1 for driving the rotor.
  • the rotor base 2 is made of stacked electrical steel.
  • Rotor main body 2 serves to receive permanent magnets 3.
  • the rotor main body 2 can also be designed to receive a rotor winding.
  • the shaft 4 is made of steel.
  • an insulating body 5 is arranged between the rotor base body 2 and shaft 4, so that contact between the rotor base body 2 and the shaft 4 is prevented.
  • a rotationally fixed connection between the shaft 4 and the rotor base body 2 is established by the insulation body 5 at least partially engages in the shaft 4 and in the rotor body 2.
  • a positive connection between the insulating body 5 and shaft 4 and between Insulating body 5 and rotor body 2 achieved.
  • the non-rotatable connection between Rotorground body 2 and shaft 4 is used to transmit
  • the insulating body 5 is made of a composite of ceramic and plastic.
  • the insulation body 5 comprises a ceramic core 6, which is surrounded by a plastic jacket 7.
  • the ceramic core 6 is used in particular for transmitting torque from the rotor base body 2 to the shaft 4, since the ceramic core 6 with respect to the plastic sheath 7 has a higher strength.
  • the plastic jacket 7 serves primarily as electrical insulation between the shaft 4 and the rotor base body second
  • the ceramic core 6 also has a low magnetic conductivity, which allows the steering of magnetic flux within the rotor body 2. This is shown below in FIGS. 2 to 6.
  • the rotor base body has permanent magnets 3, which have a minimum radial distance from a central axis 100 of the shaft 4 or at a certain Angle range have a minimum distance from the central axis 100.
  • the ceramic core 6 and thus the insulation body 5 are
  • the extreme points 9 are located in particular at an angular range at which the rotor base body 2 has a permanent magnet 3 with the smallest radial distance to the central axis 100.
  • Figure 2 is a single Permanent magnet 3 is present, which has said smallest distance to the central axis 100.
  • the extreme point 9 extends to the
  • FIG. 4 shows that in each case one position of two permanent magnets has the smallest distance to the central axis 100. Again, the extend
  • the insulating body 5 may preferably have a concave surface 10 extending between two
  • Extensions 9 extends.
  • the concave surface 10 has either a round or an oval course. In this way, optimally magnetic fluxes can be directed through the rotor main body, so that the magnetic flux 200 of a predefined path runs between two permanent magnets 3. By optimizing the magnetic flux, an increase in efficiency is achieved.
  • the grooves 8 in the shaft 4 can be designed arbitrarily and in particular be optimized so that a simple and low-effort mounting and
  • FIGS 5 and 6 show further embodiments, such as
  • FIG. 5 shows an example in which each groove 8 extends with a constant cross section along the central axis 100 of the shaft 4.
  • FIG. 6 shows an example in which the cross section of the grooves 8 changes over the center axis 100.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) umfassend: einen Rotorgrundkörper (2), an dem eine Vielzahl von Permanentmagneten (3) oder eine Rotorwicklung anbringbar ist, und eine Welle (4) zum Aufnehmen des Rotorgrundkörpers (2), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Welle (4) und Rotorgrundkörper (2) ein Isolationskörper (5) angebracht ist, um den Rotorgrundkörper (2) von der Welle (4) elektrisch zu isolieren, dass der Isolationskörper (5) zumindest teilweise in die Welle (4) und in den Rotorg rundkörper (2) eingreift, um Welle (4) und Rotorgrund körper (2) drehfest zu verbinden, und dass der Isolationskörper (5) aus einem Verbund aus Keramik und Kunststoff gefertigt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Elektromotor
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ausgestaltung der Welle-Nabe-Verbindung des Rotors des Elektromotors.
Aus dem Stand der Technik sind Elektromotoren, insbesondere
Drehstrommaschinen mit Permanentmagneten, bekannt, die eine hohe
Leistungsdichte und hohe Drehmomente ermöglichen. Maschinenteile von Elektromotoren, die einen magnetischen Fluss konzentriert führen, sind aus gestapelten Elektroblechen aufgebaut. Bei einem solchen Maschinenteil handelt es sich insbesondere um einen Rotorpaket, an dem die Permanentmagnete befestigt sind. Das Rotorpaket ist auf eine Welle aufgebracht. Die Welle dient zum übertragen einer Drehbewegung des Rotorgrundkörpers nach außen aus der Drehstrommaschine heraus und ist üblicherweise aus Stahl gefertigt. Das Rotorpaket wird zur Drehmomentübertragung an einer Welle oder Nabe drehfest verbunden, wobei die Verbindung durch einen Presssitz hergestellt wird, der gleichzeitig eine Verbindungsstelle für Wirbelströme etabliert.
Offenbarung der Erfindung
Durch den erfindungsgemäßen Elektromotor ist sogenanntes Elektro-Pitting vermieden, das in Kugellagern auftreten kann, die zur Lagerung der Welle vorgesehen sind. Besagtes Elektro-Pitting tritt auf, wenn Wirbelströme aus dem Rotorgrundkörper über die Welle zu den Kugellagern geleitet werden und dort zu elektrischen Entladungen führen. Erfindungsgemäß wird dies durch eine elektrische Isolierung zwischen Welle und Rotorgrundkörper vermieden.
Der erfindungsgemäße Elektromotor umfasst einen Rotorgrundkörper, an dem entweder eine Vielzahl von Permanentmagneten oder eine Rotorwicklung anbringbar ist. Weist der Rotorgrundkörper eine Rotorwicklung auf, so sind insbesondere Schleifringe erforderlich, um eine elektrische Energie zu der Wicklung zu übertragen. Daher ist das Vorsehen von Permanentmagneten bevorzugt. Außerdem weist der Elektromotor eine Welle zum Aufnehmen des Rotorgrundkörpers auf. Zwischen der Welle und dem Rotorgrundkörper ist ein Isolationskörper angebracht. Dadurch ist der Rotorgrundkörper von der Welle elektrisch isoliert. Weiterhin ist vorgesehen, dass durch den Isolationskörper die Welle und der Rotorgrundkörper drehfest verbunden sind. Dies wird dadurch erreicht, dass der Isolationskörper zumindest teilweise in die Welle und den Rotorgrundkörper eingreift, wodurch die drehfeste Verbindung zwischen
Rotorgrundkörper und Welle etabliert ist. Somit dient der Isolationskörper zwei Zwecken: Zum einen erfolgt eine elektrische Isolierung von Welle und
Rotorgrundkörper gegeneinander, andererseits erfolgt eine drehfeste Verbindung von Rotorgrund körper und Welle, insbesondere durch Formschluss. Somit wird auf den aus dem Stand der Technik bekannten Presssitz verzichtet, durch den keine elektrische Isolierung möglich wäre. Der Isolationskörper ist aus einem Verbund aus Keramik und Kunststoff gefertigt. Durch den Anteil der Keramik ist eine mechanische Festigkeit des Isolationskörpers erhöht. Der Kunststoff dient vorteilhafterweise zur elektrischen Isolierung. Außerdem ist durch die
Verwendung von Keramik eine Lebensdauer der drehfesten Verbindung erhöht, da die Verwendung von lediglich Kunststoff dazu führen würde, dass dieser Kunststoff über lange Zeit durch Temperaturschwankungen an Festigkeit verliert. Somit würde die Welle-Nabe-Verbindung versagen, was durch den
festigkeitserhöhenden Anteil der Keramik ausgeglichen wird.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Isolationskörper einen Keramikkern mit einer zumindest teilweisen Kunststoffummantelung aufweist. Der Keramikkern dient somit vorteilhafterweise zur Aufnahme von Lasten, während der Kunststoffmantel eine elektrische Isolierung sicherstellt. Insbesondere ist ein Volumen des
Keramikkerns größer als ein Volumen der Kunststoffummantelung. Somit weist der Isolationskörper eine hohe Festigkeit auf und kann somit hohe Drehmomente zwischen Welle und Rotorgrund körper übertragen.
Besonders vorteilhaft ist der Keramikkern als Pressring ausgelegt. Dies bedeutet, dass der Keramikkern ringförmig ist und über einen Pressverband mit der Welle verbunden ist. Somit kann insbesondere neben der zuvor beschriebenen formschlüssigen Verbindung auch eine zumindest teilweise wirkende
kraftschlüssige Verbindung etabliert werden. Der Rotorgrundkörper und/oder die Welle weisen bevorzugt zumindest eine Nut auf, wobei sich die Nut entlang einer Mittelachse der Welle erstreckt. Der Isolationskörper greift in diese zumindest eine Nut ein. Besonders vorteilhaft weisen sowohl die Welle als auch der Grundkörper jeweils zumindest eine Nut auf, wobei der Isolationskörper in beide Nuten eingreift. Dies führt zu besagter drehfester Verbindung. Besonders vorteilhaft weisen sowohl der
Rotorgrundkörper als auch die Welle mehrere solche Nuten auf.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die zumindest eine Nut einen entlang der Mittelachse konstanten oder veränderlichen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann sich entweder kontinuierlich oder sprunghaft ändern. Auch kann der Querschnitt entlang des Verlaufs der Mittelachse zunächst verringert und anschließend wieder vergrößert werden. Durch die variable Veränderung des Querschnitts entlang der Mittelachse erfolgt eine axiale Festlegung des Rotorgrundkörpers relativ zu dem Isolationskörper und/oder der Welle relativ zu dem Isolationskörper. Somit kann entweder der Isolationskörper axial, d.h.
entlang einer Richtung der Mittelachse der Welle, festgelegt werden, oder es kann der gesamte Rotorgrundkörper relativ zu der Welle axial festgelegt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich der Isolationskörper in den Rotorgrundkörper sternförmig erstreckt. Unter sternförmig ist insbesondere zu verstehen, dass sich der Isolationskörper ringförmig erstreckt, wobei sich von der Ringform Vorsprünge radial nach außen erstrecken. Ebenso ist möglich, dass sich die Vorsprünge radial nach innen erstrecken. Auf diese Weise ist einerseits eine drehfeste Verbindung zwischen Isolationskörper und Rotorgrundkörper erreicht. Andererseits ist ermöglicht, einen magnetischen Fluss innerhalb des Rotorgrundkörpers zu lenken. Ein Lenken des magnetischen Flusses erfolgt insbesondere aufgrund der Eigenschaften des Keramikanteils des Isolationsgrundkörpers. Da Keramik zumeist eine niedrige Permeabilität, d.h. eine niedrige magnetische Leitfähigkeit, aufweist, kann der Isolationskörper nicht nur elektrisch, sondern auch magnetisch isolierend wirken.
Der Isolationskörper weist vorteilhafterweise zumindest eine Extremstelle mit einer größten radialen Erstreckung auf. Unter radialer Erstreckung ist eine Abmessung senkrecht, d.h. radial, zu der Mittelachse der Welle zu verstehen.
Die Extremstelle ist an einem Winkelbereich um die Mittelachse vorhanden, an der auch ein Permanentmagnet an dem Rotorgrundkörper vorhanden ist. Insbesondere ist der Permanentmagnet an besagtem Winkelbereich an einer Stelle angebracht, an der dieser den geringsten Abstand zu der Welle aufweist. Weist der Permanentmagnet über seine Länge einen unterschiedlichen Abstand zu Mittelachse der Welle auf, so entspricht der Winkelbereich insbesondere demjenigen Bereich, an dem der Permanentmagnet den geringsten Abstand zur Welle und damit zur Mittelachse der Welle aufweist.
Der Isolationskörper weist vorteilhafterweise zwischen zwei Extremstellen eine konkave Fläche auf. Die konkave Fläche weist bevorzugt einen runden oder ovalen Verlauf auf. Dadurch ist ermöglicht, einen magnetischen Fluss innerhalb des Rotorgrundkörpers optimal zu lenken. Dies bedeutet, dass sich der magnetische Fluss von einem Permanentmagneten, d.h. von einer Extremstelle des Isolationskörpers, entlang der konkaven Fläche zu einem weiteren
Permanentmagneten, d.h. zu einer weiteren Extremstelle des Isolationskörpers erstrecken kann. Somit kann der magnetische Fluss optimiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Magnetfluss innerhalb des Rotorgrundkörpers entlang einer vordefinierten Bahn gelenkt ist.
Dies wird insbesondere durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen erreicht. Insbesondere wird der Rotorgrundkörper durch den Isolationskörper in seiner magnetischen Leitfähigkeit beeinträchtigt. Der Isolationskörper weist bevorzugt eine magnetische Isolationswirkung auf, da der Isolationskörper magnetisch nicht oder nur schlecht leitfähig ist. Dies führt dazu, dass der magnetische Fluss nicht durch den Isolationskörper fließen kann, wodurch der magnetische Fluss innerhalb des Rotorgrundkörpers angepasst werden kann. Durch entsprechende Ausformung des Isolationskörpers kann somit erreicht werden, dass der magnetische Fluss innerhalb des Grundkörpers entlang einer vordefinierten Bahn verläuft.
Der Kunststoffanteil des Isolationskörpers kann insbesondere ein Duroplast oder ein Thermoplast sein. Insbesondere ist der Kunststoff elektrisch isolierend ausgebildet und dient somit dazu, den Rotorgrundkörper von der Welle zu isolieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Elektromotors gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Rotors des Elektromotors gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer ersten Alternative,
Figur 3 eine schematische Ansicht eines Rotors des Elektromotors gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer zweiten Alternative,
Figur 4 eine schematische Ansicht eines Rotors des Elektromotors gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer dritten Alternative,
Figur 5 eine schematische Ansicht eines Rotors des Elektromotors gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer vierten Alternative, und
Figur 6 eine schematische Ansicht eines Rotors des Elektromotors gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer fünften Alternative.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt schematisch einen Elektromotor 1. Der Elektromotor 1 umfasst einen Rotor mit einem Rotorgrundkörper 2 und einer Welle 4. Außerdem umfasst der Elektromotor 1 einen Stator 1 1 zum Antreiben des Rotors.
Der Rotorgrundkörper 2 ist aus gestapeltem Elektroblech gefertigt. Der
Rotorgrundkörper 2 dient zur Aufnahme von Permanentmagneten 3. Alternativ kann der Rotorgrundkörper 2 auch zur Aufnahme einer Rotorwicklung ausgebildet sein. Die Welle 4 ist aus Stahl gefertigt. Um eine elektrische
Isolierung zwischen dem Rotorgrundkörper 2 und der Welle 4 zu erreichen, ist ein Isolationskörper 5 zwischen Rotorgrundkörper 2 und Welle 4 angeordnet, so dass ein Kontakt zwischen Rotorgrundkörper 2 und Welle 4 verhindert ist.
Durch den Isolationskörper 5 ist eine drehfeste Verbindung zwischen Welle 4 und Rotorgrundkörper 2 etabliert, indem der Isolationskörper 5 zumindest teilweise in die Welle 4 und in den Rotorgrundkörper 2 eingreift. Insbesondere ist so ein Formschluss zwischen Isolationskörper 5 und Welle 4 sowie zwischen Isolationskörper 5 und Rotorgrundkörper 2 erreicht. Die drehfeste Verbindung zwischen Rotorgrund körper 2 und Welle 4 dient zum Übertragen von
Drehmoment zwischen dem Rotorgrundkörper 2 und der Welle 4. Dadurch kann eine durch den Stator 1 1 initiierte Rotation des Rotorgrundkörpers 2 aus dem Elektromotor 1 herausgetragen werden.
Um die Verbindung zwischen Welle 4 und Rotorgrund körper 2 durch den Isolationskörper 5 zu erreichen, werden einzelne Nuten 8 sowohl in der Welle 4 als auch in dem Rotorgrundkörper 2 eingebracht. In diese Nuten 8 greift der Isolationskörper 5 ein.
Der Isolationskörper 5 ist aus einem Verbund aus Keramik und Kunststoff gefertigt. So umfasst der Isolationskörper 5 einen Keramikkern 6, der mit einem Kunststoffmantel 7 umgeben ist. Der Keramikkern 6 dient insbesondere zum Übertragen von Drehmoment von dem Rotorgrundkörper 2 auf die Welle 4, da der Keramikkern 6 gegenüber dem Kunststoffmantel 7 eine höhere Festigkeit aufweist. Der Kunststoffmantel 7 dient vorwiegend als elektrische Isolierung zwischen der Welle 4 und dem Rotorgrundkörper 2.
Der Keramikkern 6 weist außerdem eine niedrige magnetische Leitfähigkeit auf, wodurch das Lenken von magnetischem Fluss innerhalb des Rotorgrundkörpers 2 ermöglicht ist. Dies ist nachfolgend in den Figuren 2 bis 6 gezeigt.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen bei der Anordnung der Permanentmagnete 3 im Rotorgrundkörper 2. In jedem Fall ist vorgesehen, dass der Rotorgrund körper Permanentmagnete 3 aufweist, die einen minimalen radialen Abstand zu einer Mittelachse 100 der Welle 4 aufweisen oder die an einem gewissen Winkelbereich einen minimalen Abstand zu der Mittelachse 100 aufweisen. Der Keramikkern 6 und damit der Isolationskörper 5 sind
vorteilhafterweise sternförmig ausgebildet und weisen somit Extremstellen 9 auf, an denen sich der Isolationskörper 5 radial am größten erstreckt. Dasselbe gilt für den Keramikkern 6, der sich an den Extremstellen 9 ebenfalls radial am größten erstreckt. Somit sind die Nuten 8 in dem Rotorgrundkörper 2
entsprechend ausgebildet, um besagte Extremstellen 9 zu ermöglichen.
Die Extremstellen 9 befinden sich insbesondere an einem Winkelbereich, an dem der Rotorgrundkörper 2 einen Permanentmagneten 3 mit geringstem radialen Abstand zu der Mittelachse 100 aufweist. In Figur 2 ist ein einziger Permanentmagnet 3 vorhanden, der besagten geringsten Abstand zu der Mittelachse 100 aufweist. Somit erstreckt sich die Extremstelle 9 an dem
Winkelbereich dieses Permanentmagneten 3. In Figur 3 weisen alle
Permanentmagnete 3 denselben Abstand von der Mittelachse 100 auf. Somit erstreckt sich jede Extremstelle 9 an jedem Permanentmagneten 3. In Figur 4 ist gezeigt, dass jeweils eine Stelle von zwei Permanentmagneten den geringsten Abstand zu der Mittelachse 100 aufweist. Wiederum erstrecken sich die
Extremstellen 9 über denselben Winkelbereich an diesen Stellen des minimalen Abstands.
Zur Optimierung des magnetischen Flusses 200 kann der Isolationskörper 5 bevorzugt eine konkave Fläche 10 aufweisen, die sich zwischen zwei
Extremstellen 9 erstreckt. Die konkave Fläche 10 weist entweder einen runden oder einen ovalen Verlauf auf. Auf diese Weise lassen sich optimal magnetische Flüsse durch den Rotorgrundkörper lenken, so dass der magnetische Fluss 200 einer vordefinierten Bahn zwischen zwei Permanentmagneten 3 verläuft. Durch diese Optimierung des magnetischen Flusses wird eine Wirkungsgraderhöhung erreicht.
Diese genannten Maßnahmen helfen bei der Leitung des magnetischen Flusses durch den Rotorgrundkörper. Somit weisen die Nuten 8 in dem Rotorgrund körper 2 neben der Funktion der drehfesten Verbindung auch die Funktion der
Optimierung und Lenkung des magnetischen Flusses 200 auf. Eine solche Funktion ist bei den Nuten 8 der Welle 4 nicht erforderlich. Daher können die Nuten 8 in der Welle 4 beliebig ausgebildet sein und insbesondere dahingehend optimiert werden, dass ein einfaches und aufwandsarmes Montieren und
Fertigen der Komponenten des Elektromotors 1 erreicht wird.
Die Figuren 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, wie der
Rotorgrund körper 2 auf der Welle 4 befestigt werden kann. In Figur 5 ist ein Beispiel gezeigt, in dem sich jede Nut 8 mit einem konstanten Querschnitt entlang der Mittelachse 100 der Welle 4 erstreckt. Dahingegen zeigt Figur 6 ein Beispiel, bei dem sich der Querschnitt der Nuten 8 über die Mittelachse 100 verändert. Dies führt zu einer axialen Fixierung des Isolationskörpers 5 an dem Rotorgrundkörper 2. Somit ist ein Verrutschen des Isolationskörpers 5 verhindert.

Claims

Ansprüche
1. Elektromotor (1 ) umfassend:
einen Rotorgrundkörper (2), an dem eine Vielzahl von
Permanentmagneten (3) oder eine Rotorwicklung anbringbar ist, und eine Welle (4) zum Aufnehmen des Rotorgrund körpers (2), dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Welle (4) und Rotorgrundkörper (2) ein
Isolationskörper (5) angebracht ist, um den Rotorgrundkörper (2) von der Welle (4) elektrisch zu isolieren,
dass der Isolationskörper (5) zumindest teilweise in die Welle (4) und in den Rotorgrundkörper (2) eingreift, um Welle (4) und
Rotorgrundkörper (2) drehfest zu verbinden, und
dass der Isolationskörper (5) aus einem Verbund aus Keramik und Kunststoff gefertigt ist.
2. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Isolationskörper (5) einen Keramikkern (6) mit einer zumindest teilweisen Kunststoffummantelung (7) aufweist.
3. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Keramikkern (6) als Ring ausgelegt ist, um einen Pressverband zwischen Welle (4) und Keramikkern (6) herzustellen.
4. Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorgrundkörper (2) und/oder die Welle (4) zumindest eine sich entlang einer Mittelachse (100) der Welle (4) erstreckende Nut (8) aufweisen, wobei der Isolationskörper (5) in die zumindest eine Nut (8) eingreift.
5. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
zumindest eine Nut (8) einen entlang der Mittelachse (100) konstanten oder veränderlichen Querschnitt aufweist.
6. Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Isolationskörper (5) in dem
Rotorgrundkörper (2) sternförmig erstreckt.
7. Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (5) zumindest eine Extremstelle (9) mit einer größten radialen Erstreckung aufweist, wobei die Extremstelle
(9) an einem Winkelbereich vorhanden ist, an dem ein in den
Rotorgrundkörper (2) eingesetzter Permanentmagnet (3) einen geringsten Abstand zu der Welle (4) aufweist.
8. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (5) zwischen zwei Extremstellen (9) eine konkave Fläche
(10) aufweist, wobei die konkave Fläche einen runden oder ovalen Verlauf aufweist.
9. Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Isolationskörper (5) ein Magnetfluss (200) innerhalb des Rotorgrund körpers (2) entlang einer vordefinierten Bahn ausgerichtet ist.
10. Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff einen Thermoplast und/oder einen Duroplast umfasst.
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