WO2020114661A1 - Rotor für eine elektrische antriebsmaschine zum antrieb eines verdichters, einer turbine oder einer laderwelle eines abgasturboladers, elektrische antriebsmaschine mit einem solchen rotor und verfahren zur herstellung eines derartigen rotors - Google Patents

Abstract

Vorgestellt wird ein Rotor für eine elektrische Antriebsmaschine (1) zum Antrieb eines Verdichters (3), einer Turbine (4) oder einer Laderwelle (5) eines Abgasturboladers (2), mit einem um eine Drehachse (A) des Rotors (100) ausgebildeten Rotorkörper (101), wobei an dem Rotorkörper (101) eine Aufnahme (190) für wenigstens einen Permanentmagneten (130) ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Permanentmagnet (130) in der Aufnahme (190) des Rotorkörpers (101) angeordnet ist, wobei der Rotorkörper (101) an einer Laderwelle (5) des Abgasturboladers (2) befestigbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Rotorkörper (101) wenigstens ein Anschlusselement (110) und eine von dem Anschlusselement (110) separat hergestellte Hülse (120) aufweist, wobei die Hülse mittels einer Schweißverbindung (204) mit dem Anschlusselement (110) verbunden ist.Weiterhin wird eine elektrische Antriebsmaschine mit einem solchen Rotor und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors vorgestellt.

Description

Beschreibung

Titel

Rotor für eine elektrische Antriebsmaschine zum Antrieb eines Verdichters, einer Turbine oder einer Laderwelle eines Abgasturboladers, elektrische

Antriebsmaschine mit einem solchen Rotor und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene elektrische Antriebsmaschinen für einen Abgasturbolader bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 10 2017 207 532 A1 einen Abgasturbolader mit einer elektrischen Antriebsmaschine. Derartige Abgasturbolader werden insbesondere im Kraftfahrzeugbau dazu genutzt, die Luftfüllung in Zylindern einer Brennkraftmaschine zu erhöhen, um die Leistung der Brennkraftmaschine zu steigern. Dabei wird ein Abgasturbolader mit einer elektrischen Antriebsmaschine versehen, um die Laderwelle des Abgasturboladers, auf welcher ein Verdichterrad sowie ein Turbinenrad angeordnet sind, anzutreiben. Mittels der elektrischen Antriebsmaschine kann unabhängig von einem Abgasstrom der Brennkraftmaschine angesaugte Frischluft verdichtet und der Brennkraftmaschine mit erhöhtem Ladedruck zugeführt werden. Hierdurch kann beispielsweise der ansonsten zeitlich verzögerte Ladedruckaufbau maßgeblich beschleunigt werden.

Eine derartige elektrische Antriebsmaschine weist üblicherweise einen Stator mit einer mehrphasigen Antriebswicklung zur Erzeugung eines Antriebsmagnetfeldes und einen Rotor auf. Der Rotor weist wenigstens einen Permanentmagneten auf und wird drehfest auf der Welle des Abgasturboladers angeordnet. Die Realisierung der elektromotorischen Unterstützung durch eine in den Verdichter oder die Turbine integrierte elektrische Antriebsmaschine hat den Vorteil, dass die motorische Unterstützung besonders bauraumsparend in dem Abgasturbolader angeordnet werden kann. Durch Bestromung der Phasen der Antriebswicklung mittels einer dafür vorgesehenen Leistungselektronik wird ein drehendes Antriebsmagnetfeld erzeugt, durch welches der durch die Laderwelle drehbar gelagerte Rotor mit einem vorgebbaren Drehmoment angetrieben wird. Der Permanentmagnet wirkt dabei mit dem drehenden Magnetfeld zusammen. Bei der aus der DE 10 2017 207 532 A1 bekannten elektrischen Antriebsmaschine weist der Rotor einen konzentrisch um eine Drehachse des Rotors ausgebildeten Rotorkörper auf, wobei an dem Rotorkörper eine Aufnahme für wenigstens einen Permanentmagneten ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Permanentmagnet in der Aufnahme des Rotorkörpers angeordnet ist. Die aus der DE 10 2017 207 532 A1 bekannte elektrische

Antriebsmaschine verwendet einen vorteilhaften Aufbau, bei dem der einzige

Strömungsweg des Mediums durch den Stator der Medienspaltmaschine hindurch gebildet ist.

Weiterhin sind aus der WO 2008/141710 A1 Ausführungsformen einer elektrischen Antriebsmaschine zum Antrieb eines Verdichters eines Abgasturboladers bekannt, bei denen der Rotorkörper eines Rotors der elektrischen Antriebsmaschine mittels

verschiedener Befestigungsmittel an einer Laderwelle des Abgasturboladers befestigbar ist.

Offenbarung der Erfindung

Der hier vorgestellte Rotor für eine elektrische Antriebsmaschine zum Antrieb eines Verdichters, einer Turbine oder einer Laderwelle eines Abgasturboladers, weist einen um eine Drehachse des Rotors ausgebildeten Rotorkörper auf, wobei an dem Rotorkörper eine Aufnahme für wenigstens einen Permanentmagneten ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Permanentmagnet in der Aufnahme des Rotorkörpers angeordnet ist, wobei der Rotorkörper an einer Laderwelle des Abgasturboladers befestigbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Rotorkörper wenigstens ein Anschlusselement und eine von dem Anschlusselement separat hergestellte Hülse aufweist, wobei die Hülse mittels einer Schweißverbindung mit dem Anschlusselement verbunden ist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Abgasturbolader mit einer elektrischen Antriebsmaschine zum Antrieb eines Verdichters, einer Turbine oder einer Laderwelle des Abgasturboladers, welche einen derartigen Rotor aufweist.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Antriebsmaschine zum Antrieb eines Verdichters, einer Turbine oder einer Laderwelle eines Abgasturboladers nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines konzentrisch zu einer Drehachse ausgebildeten Anschlusselementes,

- Bereitstellen einer zylindermantelförmigen Hülse mit einem ersten Ende und einem davon abgewandten zweiten Ende und mit einer äußeren Mantelfläche und einer

Innenwand,

- Bereitstellen einer kreisrunden Stützscheibe und einer weiteren kreisrunden

Stützscheibe,

- Bereitstellen eines Rohlings für den späteren Permanentmagneten,

- Aufbringen der kreisrunden Stützscheibe und der weiteren kreisrunden Stützscheibe auf voneinander angewandte Stirnseiten des Rohlings, so dass eine um eine Mittelachse herum zylindrisch ausgebildete Baugruppe aus dem Rohling und den darauf

aufgebrachten Stützscheiben erhalten wird,

- Aufbringung der Hülse auf die vorstehend genannte Baugruppe, wobei die Innenwand der Hülse kraftschlüssig mit der Baugruppe verbunden wird,

- Aufsetzen der Hülse mit der darin enthaltenen Baugruppe auf das Anschlusselement derart, dass eine Mittelachse der Baugruppe und die Drehachse des Anschlusselementes konzentrisch zueinander ausgerichtet sind,

- Verschweißen der Hülse mit dem Anschlusselement entlang einer umlaufenden

Schweißverbindung und

- Magnetisieren des Rohlings zum Erhalt eines Permanentmagneten.

Vorteile der Erfindung

Ein technischer Zusammenhang bei der Entwicklung einer elektrischen Antriebsmaschine eines elektrisch unterstützten Abgasturboladers ist in dem Verhältnis zwischen dem Drehmoment der elektrischen Antriebsmaschine und dem Massenträgheitsmoment der Läufergruppe des Turboladers zu sehen. Die Masse des auf der Laderwelle montierten Rotors der elektrischen Antriebsmaschine führt im Vergleich zu einem Abgasturbolader ohne elektrische Antriebsmaschine zu einer zusätzlichen Belastung an der Laderwelle und den zugeordneten Lagerbüchsen. Das hohe Drehzahlniveau des Abgasturboladers stellt dabei eine besondere Schwierigkeit dar. Es ist wichtig, dass der Gesamtaufbau auch bei hohen Drehzahlen mechanisch und elektrisch stabil ist. Durch die Zusatzmasse des Rotors wird die Masse der gesamten auf der Laderwelle montierten Läuferanordnung erhöht. Dies bedeutet nicht nur eine Steigerung des Massenträgheitsmoments des Laders, sondern auch eine Verschiebung der Massenschwerpunkt nahezu in das Zentrum einer der Lagerbüchsen der Laderwelle. Dieser Effekt kann sich negativ auf die resultierende Lagerbelastung auswirken, da die Flächenpressung in den beiden

Laufflächen der Lagerbüchsen stark variieren kann.

Der erfindungsgemäße Rotor ermöglicht es vorteilhaft, eine elektrische Antriebsmaschine mit einer möglichst kleinen Unwucht der Läuferanordnung, bestehend aus Laderwelle, Verdichter- bzw. Turbinenrad und Rotor, zu erzeugen. Darüber hinaus kann der

Permanentmagnet des Rotors vor schädlichen Umwelteinflüssen, insbesondere Abgasen und Kondensaten, geschützt werden und somit eine Korrosion vermieden oder zumindest reduziert werden.

Der hier vorgestellte Rotor ist mechanisch robust und ermöglicht es vorteilhaft, bei einer geringen Belastung der Bauteile den Rotor in einfacher Weise an einer Laderwelle eines Abgasturboladers zu montieren und beispielsweise auf die Laderwelle aufzuschrauben.

Eine Schwierigkeit besteht herbei darin, dass einerseits Befestigungsmittel an dem Rotorkörper ausgebildet werden müssen, andererseits aber auch eine ausreichend robuste und sichere Befestigung für den Permanentmagneten in dem Rotorkörper dargestellt werden muss, wobei der Gesamtaufbau des Rotorkörpers das Risiko einer Unwucht auf der Laderwelle minimieren sollte.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der der Rotorkörper wenigstens ein Anschlusselement und eine von dem Anschlusselement separat hergestellte Hülse aufweist, wobei die Hülse mittels einer Schweißverbindung mit dem Anschlusselement verbunden ist. Die separate Herstellung von Anschlusselement und Hülse ermöglicht, vorteilhaft die Anordnung des Permanentmagneten an dem Rotor und die Befestigung des Rotorkörpers an einer Laderwelle zu verbessern, wobei hier größere Freiheitsgrade bei der Gestaltung und der Materialauswahl des Anschlusselementes und der Hülse bestehen.

Die Hülse stellt quasi eine Bandage oder Armierung für den wenigstens einen

Permanentmagneten dar, um diesen auch bei hohen Zentrifugalkräften und harschen Temperatureinflüssen am Abgasturbolader wirksam zu schützen. Die Hülse sollte die magnetischen Eigenschaften des Permanentmagneten und des Stators nicht

beeinflussen. Somit sollte der Werkstoff der Hülse unmagnetisch sein. Außerdem kann die Hülse vorteilhaft eine geringe Wandstärke aufweisen, da diese ebenfalls Einfluss auf den Magnetfluss hat. Darüber hinaus kann eine Korrosion des wenigstens einen Permanentmagneten durch die Hülse vorteilhaft vermieden werden. Der wenigstens eine Permanentmagnet (beispielsweise ein Magnet aus SmCo, Sm2Co17 oder NdFeB) kann vorteilhaft in die Hülse eingepresst werden. Die Hülse kann beispielsweise als

Rohrhalbzeug aus einem unmagnetischem Material bestehen (beispielsweise

lnconel®718, Nickellegierungen, Titan oder Feinkornhartmetall).

Das Anschlusselement kann preiswert als Drehteil aus beispielsweise Edelstahl,

(insbesondere aus Edelstahl X5CrNiCuNb16-4) gefertigt werden. Das Anschlusselement weist Mittel auf, um den Rotorkörper an der Laderwelle zu befestigen, was beispielsweise durch schraubbare Befestigungsmittel erfolgen kann.

Die Hülse wird in einfacher Weise auf das Anschlusselement aufgeschweißt, was fertigungstechnisch besonders einfach und zuverlässig darstellbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen enthaltenen Merkmale ermöglicht.

Das Anschlusselement kann in einer bevorzugten Ausführungsform einen Außenmantel, eine dem wenigstens einen Permanentmagneten zuweisende Innenseite und eine davon abweisende Außenseite aufweisen, wobei das Anschlusselement an der Innenseite ein Podest aufweist, wobei das Podest parallel zu der Drehachse eine Umfangsfläche aufweist, wobei der Durchmesser des Podestes in einer Querschnittsebene senkrecht zur Drehachse kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Außenmantels, wodurch an dem Anschlusselement eine Schulter gebildet ist. Die Hülse weist in Richtung der Drehachse ein erstes Ende und ein davon abgewandtes zweites Ende auf. Um die Hülse mit dem Anschlusselement fügen zu können, kann die Hülse mit dem zweiten Ende auf das Podest aufgesetzt sein, wobei eine Innenwand der Hülse über die Umfangsfläche geführt ist und eine an dem zweiten Ende der Hülse angeordnete Stirnseite der Hülse an der Schulter anliegt. Vorteilhaft ermöglicht dies eine erleichterte Ausrichtung der Hülse mit der Magnetbaugruppe relativ zu dem Anschlusselement während der Montage, da die Mittelachse der Magnetbaugruppe und damit der Schwerpunkt der Magnetbaugruppe mit der Drehachse des Anschlusselementes zusammenfallen sollte, um eine Unwucht des Rotorkörpers zu vermeiden.

Vorteilhaft kann die Hülse eine äußere Mantelfläche aufweisen, welche mit dem

Außenmantel des Anschlusselementes in Richtung der Drehachse fluchtet. Auf diese Weise wird eine Stufe oder Kante im Übergangsbereich von Hülse und Anschlusselement vermieden und eine glatte Oberfläche ermöglicht, wodurch ein Eindringen von korrosiven Abgasen oder aggressiven Substanzen in den Rotorkörper erschwert wird.

Zwischen dem Anschlusselement und dem wenigstens einen Permanentmagneten kann in dem Rotorkörper eine Stützscheibe angeordnet sein. Weiterhin kann der Rotorkörper auf einer von der Stützscheibe abgewandten Seite des Permanentmagneten eine weitere Stützscheibe aufweisen. Der wenigstens eine Permanentmagnet hat die Aufgabe mittels eines Magnetfeldes, das über den Stator induziert wird, den Abgasturbolader anzutreiben. Der Pressverband zwischen Permanentmagnet und Hülse muss daher ausreichend dimensioniert sein, um das erforderliche Drehmoment übertragen zu können. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Innenseite des Anschlusselementes und dem wenigstens einen Permanentmagneten eine Stützscheibe vorgesehen ist. Weiterhin kann der Rotorkörper auf einer von der Stützscheibe abgewandten Seite des Permanentmagneten eine weitere Stützscheibe aufweisen. Die Stützscheiben können aus dem gleichen Material wie die Hülse bestehen. Bei einem Presssitz des Permanentmagneten in der Hülse könnten ohne die Stützscheiben und das Anschlusselement am Austritt der Hülse höhere Fugenpressungen und Tangentialspannungen auftreten. Die Stützscheiben schützen vorteilhaft den Permanentmagneten vor hohen mechanischen Belastungen während der Verpressung in der Hülse insbesondere an dessen Kanten. Bei der

Fertigung des Rotors kann die Hülse über die Magneteinheit bestehend aus

Stützscheiben und Permanentmagnet aufgepresst werden. Die Hülse mit der montierten Magnetbaugruppe kann anschließend radial mit dem Anschlusselement verschweißt werden. Axial wird der Permanentmagnet über die Stützscheiben abgestützt. Die weitere Stützscheibe an der Stirnseite des Rotorkörpers kann nach der Montage am

Anschlusselement axial oder auch radial mit der Hülse verschweißt werden.

Das Anschlusselement kann konzentrisch zu der Drehachse eine zylindrische Bohrung aufweisen, welche der Einführung der Laderwelle dient. Die Bohrung kann weiterhin einen ersten Abschnitt und mindestens einen zweiten Abschnitt aufweisen, wobei der erste Abschnitt einen Innendurchmesser aufweist, wobei der Innendurchmesser zum Ausbilden einer Übermaßpassung zwischen der Laderwelle und der Innenwand der Bohrung ausgebildet ist, und wobei der zweite Abschnitt mit einem Innengewinde versehen ist oder eine Aufnahme für eine in dem Rotorkörper angeordnete Gewindebuchse bildet. Der erste Abschnitt kann vorteilhaft mit einem Zentrierdurchmesser ausgebildet sein, so dass beispielsweise durch ein Aufpressen der Innenwandung der Bohrung auf den Außendurchmesser der Laderwelle eine Zentrierung des Rotorkörpers an der Laderwelle unabhängig von der Verschraubung realisierbar ist.

Bei der Herstellung kann zunächst eine kreisrunde Stützscheibe und eine weitere kreisrunde Stützscheibe auf voneinander abgewandte Stirnseiten des Rohlings für den Permanentmagneten aufgebracht beispielswiese aufgeklebt werden, so dass eine um eine Mittelachse herum zylindrisch ausgebildete Baugruppe, bestehend aus dem Rohling und den darauf aufgebrachten Stützscheiben hergestellt wird. Sodann kann die Hülse auf die vorstehend genannte Baugruppe aufgebracht werden, wobei die Innenwand der Hülse mit einer definierten Kraft auf die Baugruppe aufgebracht wird, so dass die Innenwand kraftschlüssig mit der Baugruppe verbunden ist, was durch Aufpressen und/oder

Aufheizen der Hülse erfolgen kann. Die Hülse mit darin enthaltenen Baugruppe bildet eine Magnetbaugruppe die auf das Anschlusselement aufgesetzt werden kann, wobei eine Mittelachse der Baugruppe und die Drehachse des Anschlusselementes konzentrisch zueinander ausgerichtet werden, um eine Unwucht des Rotorkörpers zu vermeiden. Die Hülse wird dann mit dem Anschlusselement umlaufend verschweißt, so dass ein fester Verbund entsteht. Vorzugsweise als einer der letzten Schritte kann der Rohling schließlich magnetisiert werden, was aber auch vorher erfolgen kann.

Die Ausrichtung und Verbindung von Magnetbaugruppe und Anschlusselement kann vorteilhaft verbessert werden, wenn das Anschlusselement einen Außenmantel, eine dem wenigstens einen Permanentmagneten zuweisende Innenseite und eine davon abweisende Außenseite aufweist, wobei das Anschlusselement an der Innenseite ein Podest aufweist, wobei das Podest parallel zu der Drehachse eine Umfangsfläche aufweist, wobei der Durchmesser des Podestes in einer Querschnittsebene senkrecht zur Drehachse kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Außenmantels, wodurch an dem Anschlusselement eine Schulter gebildet ist. Während der Montage der Magnetbaugruppe kann die Hülse mit einem daran hergestellten umlaufenden Kragen auf das Podest aufgeschoben werden, wobei eine Innenwand der Hülse im Bereich des Kragens über die Umfangsfläche des Podests geführt wird, bis eine an dem zweiten Ende der Hülse angeordnete Stirnseite der Hülse an der Schulter anliegt. In einfacher Weise kann die Hülse im Bereich der Schulter umlaufend mit dem Anschlusselement verschweißt werden, wobei das Schweißgerät vorzugsweise senkrecht zu der Drehachse ausgerichtet wird. Zur weiteren Stabilisierung des Rotors kann zwischen der weiteren Stützscheibe und dem ersten Ende der Hülse ein weiterer Schweißvorgang durchgeführt werden, bei dem der äußeren Rand der weiteren Stützscheibe umlaufend mit der Innenwand der Hülse verschweißt wird, wobei das Schweißgerät vorzugweise parallel zu der Drehachse ausgerichtet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Abgasturboladers mit einer elektrischen Antriebsmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2a einen Rotor der elektrischen Antriebsmaschine mit einer Gewindebuchse in einer gegenüber Fig. 1 leicht veränderten zweiten Ausführungsform,

Fig. 2b einen Rotor der elektrischen Antriebsmaschine in einer dritten Ausführungsform Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Rotors gemäß einer vierten Ausführungsform, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Rotors gemäß einer fünften Ausführungsform, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Spannwerkzeuges,

Fig. 6a bis 6c Querschnitte durch eine Magnetbaugruppe, während der Herstellung,

Fig. 7a bis 7e weitere Querschnitte durch die Magnetbraugruppe und den Rotorkörper während der Herstellung des Rotors.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abgasturbolader 2 einer Brennkraftmaschine mit einer elektrischen Antriebsmaschine 1. Der Abgasturbolader umfasst eine hier nur schematisch dargestelltes Gehäuse 6, das insbesondere auch mehrteilig mit einem Lagergehäuse einem nicht dargestellten Verdichtergehäuse und Turbinengehäuse ausgeführt sein kann. Der Abgasturbolader umfasst einen Verdichter 3 und eine Turbine 4. In Fig. 1 ist ein Verdichterrad 13 des Verdichters 3 und ein Turbinenrad 14 der Turbine 4 schematisch eingezeichnet. Das Verdichterrad 13 und das Turbinenrand 14 können auf einer gemeinsamen Laderwelle 5 drehfest angeordnet sein. Die Laderwelle 5 ist in Lagerbüchsen 15 in dem Gehäuse 6 des Abgasturboladers 2 um eine Drehachse A drehbar gelagert.

Die Turbine 4 kann als rotierende Strömungsmaschine verstanden werden, welche eingerichtet ist, ein Abfallen einer inneren Energie eines strömenden Fluides in eine mechanische Leistung umzuwandeln, welche sie über die Laderwelle 5 abgibt. Einem Fluidstrom kann durch eine möglichst wirbelfreie laminare Umströmung von

Turbinenschaufeln ein Teil einer inneren Energie, insbesondere umfassend

Bewegungsenergie, Lageenergie und/oder Druckenergie entzogen werden, welcher auf Laufschaufeln der Turbine übergehen kann. Über den Teil der inneren Energie kann dann die Laderwelle 5 in Drehung versetzt werden und eine nutzbare Leistung kann an eine angekuppelte Arbeitsmaschine, wie einen Verdichter 3 abgegeben werden. Die Turbine 4 kann eingerichtet sein, um von Auspuffgasen eines Verbrennungsmotors angetrieben zu werden.

Der Verdichter 3 ist eingerichtet um einen Druck und/oder eine Dichte eines strömenden Gases und insbesondere strömender Luft zu erhöhen. Der Verdichter kann insbesondere ein Radialverdichter sein. Der Radialverdichter kann eingesetzt sein, um durch einen rotierenden Läufer nach den Gesetzen der Strömungsmechanik einem strömenden Fluid Energie zuzusetzen. Der Radialverdichter kann derart ausgebildet sein, dass das Gas im Wesentlichen axial in ein Verdichterrad 13 strömt und anschließend radial, d.h. nach außen abgelenkt wird.

Die elektrischen Antriebsmaschine 1 ist eingerichtet, um durch Anlegen eines elektrischen Stroms eine Rotationsbewegung eines Rotors zu generieren. Die elektrische

Antriebsmaschine ist ganz oder teilweise als Elektromotor ausgestaltet. Insbesondere wird die elektrische Antriebsmaschine verwendet, um den Verdichter, die Turbine oder die Laderwelle 5 des Abgasturboladers 2 anzutreiben. Die elektrische Antriebsmaschine 1 kann insbesondere wie die in der DE 10 2017 207 532 A1 beschriebene elektrische Antriebsmaschine in einem Abgasturbolader verbaut werden, wobei die hier vorgestellte elektrische Antriebsmaschine einen gegenüber der DE 10 2017 207 532 A1 neuartigen und einfach herstellbaren Aufbau des Rotors aufweist.

Die elektrische Antriebsmaschine weist einen Rotor 100 und einen Stator 20 auf. Der Stator 20 bildet ein feststehendes Bauteil der elektrischen Antriebsmaschine 1 und weist beispielsweise ein kreisringförmiges Statorjoch sowie radial nach innen von dem

Statorjoch vorstehende Statorzähne auf, die in Umfangsrichtung gesehen beabstandet voneinander gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Statorzähne sind üblicherweise von einer mehrphasigen Antriebswicklung 21 umwickelt, wobei durch Bestromung der Phasen der Antriebswicklung 21 mittels einer dafür vorgesehenen Leistungselektronik das drehende Antriebsmagnetfeld erzeugt wird, durch welches der durch die Laderwelle 5 drehbar gelagerte Rotor 100 mit einem vorgebbaren Drehmoment angetrieben wird. Der Rotor 100 weist einen Rotorkörper 101 auf, welcher dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Permanentmagneten 130 aufzunehmen. Der Rotorkörper 100 kann aber auch mehr als einen Permanentmagneten 130 aufnehmen. Der Rotor 100 wirkt mit dem drehenden Magnetfeld des Stators 20 zusammen. Der Rotorkörper 101 des Rotors 100 ist als Rotationskörper um eine Drehachse A herum ausgebildet, insbesondere konzentrische um die Drehachse A ausgebildet. Vorzugsweise ist die Drehachse A des Rotorkörpers 101 identisch mit der Drehachse der Laderwelle 5.

Wie am besten anhand von Fig. 2a zu erkennen ist, ist an dem Rotorkörper 101 eine Aufnahme 190 für den wenigstens einen Permanentmagneten 130 ausgebildet. Der Rotorkörper 101 kann in der Ausführungsform von Fig. 2a mittels einer Gewindebuchse 140 auf ein Außengewinde 51 der Laderwelle 5 derart aufgeschraubt werden, dass eine aus der Verschraubung resultierende und in Richtung der Drehachse A wirkende axiale Spannkraft den Rotorkörper 101 unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenlage des Verdichterrades 13 und gegebenenfalls weiterer Bauteile, beispielsweise eines

Axiallagers der Laderwelle, gegen einen Anschlag 52 an der Laderwelle 5 anpresst. Die Laderwelle 5 kann wie dargestellt einteilig ausgebildet sein. Die Laderwelle 5 kann aber auch mehrteilig ausgebildet sein und eine an den Rotor angebundene Rotorwelle aufweisen, welche drehfest mit der Laderwelle beispielsweise über eine

Kupplungsvorrichtung koppelbar ist. Die Laderwelle 5 weist einen zylindrischen

Außenmantel auf, der an seinem dem Rotor 100 zuweisenden Ende mit dem

Außengewinde 51 versehen ist.

Zunächst wird der Aufbau des Rotors 100 anhand der Fig. 2a genauer beschrieben. Der Rotor 100 ist vorzugsweise mehrteilig aufgebaut und weist zumindest den Rotorkörper 101 , die Gewindebuchse 140 und den wenigstens einen Permanentmagneten 130 auf. Der Permanentmagnet weist, wie dargestellt, wenigstens einen Nord- und Südpol auf und kann beispielsweise ein Magnet aus SmCo, Sm2Co17 oder NdFeB sein. Der Rotorkörper 101 ist mehrteilig aufgebaut. Insbesondere weist der Rotorkörper 101 eine den

Permanentmagneten 130 umgebende Hülse 120 auf, wobei die Hülse 120 an einem Anschlusselement 110 des Rotorkörpers 101 angeordnet ist. Der Begriff„Hülse“ bezeichnet grundsätzlich einen beliebigen, länglichen Hohlkörper. Der Hohlkörper kann eine Länge und einen Durchmesser aufweisen. Die Länge kann größer sein als der Durchmesser, beispielsweise um einen Faktor von 1 ,5, vorzugsweise um einen Faktor von 2, besonders bevorzugt um einen Faktor von 3. Der Durchmesser kann insbesondere eine runde Form aufweisen. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich denkbar. Die Hülse kann daher auch als„Rohr“ bezeichnet werden. Die zylinderförmige Innenwand 123 der Hülse 120 bildet eine Aufnahme 190 für den Permanentmagneten 130. Der Permanentmagnet 130 kann in die Hülse 120 kraftschlüssig eingesetzt sein, wie weiter unten noch erläutert wird. Die Hülse 120 kann insbesondere aus einem nicht magnetischen Material hergestellt sein. Dadurch kann ein Einfluss der Hülse auf magnetische Eigenschaften des Permanentmagneten und/oder des Stators vermieden oder zumindest weitergehend reduziert sein. Die Hülse 120 kann weiterhin eingerichtet sein, den Permanentmagneten, insbesondere radial, vor Korrosion zu schützen. Bei höheren Drehzahlen kann der Permanentmagnet stärker verpresst und/oder bandagiert werden damit er nicht durch die Fliehkräfte beschädigt wird. Eine höhere Verpressung kann zu einer Zunahme der Spannung in der Hülse führen, die wiederum durch ein Anheben der Wandstärke reduziert werden kann. Beispielsweise kann die Hülse aus dem Material NiCr19Fe19Nb5Mo3 gebildet sein. Die Hülse kann eine Wandstärke von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,8 mm bis 1 ,5 mm und besonders bevorzugt von 1 ,025 mm aufweisen.

Das Anschlusselement 1 10 kann einen zylindrischen Außenmantel 1 11 , eine dem wenigstens einen Permanentmagneten 130 zuweisende Innenseite 1 13 und eine davon abweisende Außenseite 1 12 aufweisen. Das Anschlusselement 110 kann beispielswiese als einfaches Drehteil aus Edelstahl hergestellt sein. An der Innenseite 113 des

Anschlusselementes 110 ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2a konzentrisch zu der Drehachse A eine Absenkung 182 ausgebildet, die eine weitere Aufnahme 180 für die Gewindebuche 140 ausbildet. Zwischen der Innenseite 113 des Anschlusselementes 110 und dem wenigstens einen Permanentmagneten 130 ist eine die Gewindebuchse 140 an der Innenseite 113 des Anschlusselementes 1 10 abdeckende Stützscheibe 160 angeordnet. Auf der von der Gewindebuchse 140 abgewandten Seite des

Permanentmagneten 130 weist der Rotorkörper 101 eine weitere Stützscheibe 170 auf, welche im Folgenden auch als äußere Stützscheibe bezeichnet wird. Weiterhin weist das Anschlusselement 1 10 konzentrisch zu der Drehachse A eine zylindrische Bohrung 150 auf. Der Innendurchmesser D1 der zylindrischen Bohrung 150 ist kleiner ausgebildet als der Innendurchmesser D2 der weiteren Aufnahme 180, wodurch eine Stufe 1 14 gebildet ist, die eine Auflage 1 15 für die Gewindebuchse 140 bildet.

Die Gewindebuchse 140 kann vorzugsweise von der Innenseite 113 in die weitere Aufnahme 180 eingesetzt werden. Wie weiterhin in Fig. 2a erkennbar ist, weist die Gewindebuchse 140 ein Innengewinde 142 und einen Außenmantel 141 auf. Der Außenmantel 141 der Gewindebuchse und die Innenwandung 181 der weiteren

Aufnahme 180 sind dabei derart ausgebildet, dass der Außenmantel 141 bei einer Drehung um die Drehachse A relativ zu dem Rotorkörper 101 an einer Innenwandung 181 der weiteren Aufnahme 180 zur Anlage gelangt. Dazu kann der Außenmantel 141 einen nicht dargestellten Vorsprung aufweisen, der bei einer Drehung um die Drehachse A relativ zu dem Rotorkörper 101 an einer ebenfalls nicht dargestellten Stufe der

Innenwandung 181 zur Anlage gelangt. Beispielseise kann der Außenmantel 141 der Gewindebuchse 140 durch einen Sechskant gebildet sein. Dazu korrespondierend kann die Innenwandung 181 des Anschlusselementes 1 10 ebenfalls als komplementärer Sechskant gebildet sein. Zusätzlich ist der Innendurchmesser D2 der weiteren Aufnahme 180 etwas größer ausgebildet als der Außendurchmesser der Gewindebuchse 140.

Dadurch ist sichergestellt, dass senkrecht zur Drehachse A zwischen der Gewindebuchse 140 und dem Rotorkörper 101 in radialer Richtung ein Spiel S1 besteht, wie in Fig. 2 erkennbar ist. Die Gewindebuchse 140 ist also mit Spiel in die weitere Aufnahme 180 eingelegt, kann aber bei einer Drehung um die Achse A dennoch zur Anlage an der Innenwandung 181 der weiteren Aufnahme 180 gelangen. Alternativ ist es auch möglich, den Außenmantel 141 der Gewindebuchse mit einem harmonisches Dreieckprofil oder P3G-Profil zu versehen. Das harmonische Polygonprofil mit kontinuierlicher P3- Formkurve ergibt ein„Gleichdick“ in allen Winkellagen und dadurch ein hochwertiges Profil zur Drehmomentübertragung. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2a kann zwischen der inneren Stützscheibe 160 und Gewindehülse 140 ein weiteres Spiel S2 bestehen. Dadurch ist die Gewindehülse 140 in axialer Richtung (also in Richtung der Drehachse A) und aufgrund des Spiels S1 in radialer Richtung (senkrecht zur Drehachse) beweglich und quasi als„schwimmende“ Buchse in der weiteren Aufnahme 180 beweglich.

Eine alternative Ausführungsform des Rotors 100 ist in Fig. 2b dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weist der Rotorkörper 101 keine Gewindebuchse auf. Das

Anschlusselement weist wiederum konzentrisch zu der Drehachse A eine zylindrische Bohrung 150 aufweist. Die Bohrung 150 weist einen ersten Abschnitt und mindestens einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt ähnlich wie in Fig. 2a einen Innendurchmesser D1 auf, wobei der Innendurchmesser D1 zum Ausbilden einer Übermaßpassung zwischen der Laderwelle 5 und der Innenwand 151 der Bohrung 150 ausgebildet ist. Im Unterschied zu Fig. 2a ist nun aber ein zweiter Abschnitt der Bohrung 150 mit einem Innengewinde 143 versehen ist, in welches das Außengewinde 51 der Laderwelle 5 einschraubbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also der Laderwelle 5 direkt mit dem Anschlusselement verschraubt.

Bevor nun auf weitere Details der Befestigung des Rotors 100 an der Laderwelle 5 eingegangen wird, wird ein Verfahren zur Herstellung des Rotors 100 nach Fig. 2a und Fig. 2b und der weitere Aufbau des Rotors 100 anhand der Figuren 6a bis 6c und 7a bis 7e erläutert. In diesen Figuren wird nur die Aufführungsform des Rotors nach Fig. 2a gezeigt. Das Herstellungsverfahren ist jedoch für den in Fig. 2b gezeigten Rotor analog durchführbar.

In einem ersten Schritt zur Herstellung des Rotors 100 wird beispielsweise in Fig. 6a ein noch nicht magnetisierter Rohling 130a für den späteren Permanentmagneten 130 mit zylinderförmigen Abmessungen bereitgestellt. Die Stirnseiten des Rohlings 130a werden an den in Fig. 6a durch die gestrichelte Linie dargestellten axialen Stirnseiten

abgeschliffen. Sodann wird eine Stützscheibe 160 und eine weitere Stützscheibe 170 auf die voneinander abgewandten Stirnseiten des Rohlings 130a aufgebracht, was beispielsweise durch Kleben erfolgen kann, wie in Fig. 6b dargestellt ist. Die

Stützscheiben 160, 170 können als Stanzteile aus unmagnetischen Material hergestellt und anschließend einer Wärmebehandlung und einem Schleifprozess unterzogen worden sein.

Wie in Fig. 6c dargestellt kann die Baugruppe 400, bestehend aus dem Rohling 130 und den aufgeklebten Stützscheiben 160, 170 an der Oberfläche einem weiteren

Schleifvorgang unterzogen werden. Sodann kann die Baugruppe 400, wie in Fig. 7a dargestellt, in die Hülse 120 eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch Einpressen erfolgen. Ergänzend oder alternativ kann hierbei insbesondere auch eine Wärmebehandlung der Hülse 120 erfolgen. Es auch möglich die Hülse aufzuheizen und die Baugruppe 400 in die Hülse einzuführen und anschließen den ganzen Verbund abzukühlen. Die Presskraft beziehungswiese der Kraftschluss zwischen Hülse und Permanentmagnet muss ausreichend groß sein, um die erforderlichen Drehmomente übertragen zu können. Die Stützscheiben 160, 170 schützen insbesondere die Kanten des Rohlings 130a vor einer Beschädigung beim Aufpressen der Hülse 120.

Die Hülse 120 kann als axiales Drehteil hergestellt werden und an der Innenwand 123 einem Schleifvorgang unterzogen werden. Die Hülse 120 weist vorzugsweise einen umlaufenden Kragen 121 auf, der als axiale Verlängerung in Richtung der Drehachse A über die Stützscheibe 160 hinaus von der Baugruppe abkragt.

Wie in Fig. 7a erkennbar ist, füllt der Rohling 130a den gesamten Raum zwischen der Innenseite der Hülse 120 und den Stützscheiben 160, 170 aus.

Wie in Fig. 7b gezeigt, kann die montierte Magnetbaugruppe aus Fig. 7a an dem zuvor beschriebenen Anschlusselement 1 10 angeordnet werden. Dabei wird zunächst die Gewindebuchse 140 in die weitere Aufnahme 180 des Anschlusselementes 1 10 eingesetzt und anschließend die Magnetbaugruppe mit dem Kragen 121 über ein Podest 1 16 an der Innenseite 1 13 des Anschlusselementes geschoben oder gepresst.

Wie in Fig. 2a und 2b besser zu erkennen ist, weist das Anschlusselement 110 einen Außenmantel 11 1 , eine dem wenigstens einen Permanentmagneten zuweisende

Innenseite 1 13 und eine davon abweisende Außenseite 1 12 auf, wobei das

Anschlusselement an der Innenseite 113 das Podest 1 16 aufweist. Das Podest 116 hat parallel zu der Drehachse A eine Umfangsfläche 118, wobei der Durchmesser des Podests 1 16 in der Querschnittsebene senkrecht zur Drehachse A kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Außenmantels 1 11 , wodurch an dem Anschlusselement 1 10 eine Schulter 119 gebildet ist. Die Hülse 120 hat in Richtung der Drehachse A beziehungsweise in Richtung der Mittelachse M gesehen ein erstes Ende 129 und ein davon abgewandtes zweites Ende 128. Die Hülse 120 wird mit dem zweiten Ende 128 auf das Podest (116) aufgesetzt ist, wobei die Innenwand 123 der Hülse über die

Umfangsfläche 1 18 geführt wird, bis eine an dem zweiten Ende 128 der Hülse

angeordnete Stirnseite 125 der Hülse 120 an der Schulter 119 anliegt. Durch das

Aufschieben über das Podest 116 kann in einfacher Weise erreicht werden, dass die Mittelachse M der Hülse mit der darin enthaltenen Baugruppe 400 mit der Drehachse A des Anschlusselementes 110 zusammenfällt. Vorzugsweise weist die Hülse 120 eine äußere Mantelfläche 122 auf, die mit dem Außenmantel 1 11 des Anschlusselementes 110 in Richtung der Drehachse A fluchtet.

Anschließend kann, wie in Fig. 7c gezeigt, der umlaufende Kragen 121 in radialer Richtung mit dem Anschlusselement 1 10 an der Position 202 umlaufend verschweißt werden, wobei das Schweißgerät vorzugsweise senkrecht zu der Drehachse (A) ausgerichtet wird und eine umlaufende Schweißverbindung 204 entsteht. Eine Schweißnaht 203 entsteht dabei zwischen der Stirnseite 125 der Hülse 120 und der Schulter 1 19 des Anschlusselementes 1 10.

Zusätzlich kann in axialer oder auch (nicht dargestellt) radialer Richtung ein weiterer Schweißvorgang zwischen dem umlaufenden Rand der weiteren Stützscheibe 170 und der Hülse 120 an der Position 201 stattfinden.

In einem weiteren Schritt, der in Fig. 7d angedeutet ist, kann der fast fertig hergestellte Rotor 100 in Ebenen an den Positionen W1 und W2 von Fig. 7d ausgewuchtet werden.

Schließlich kann, wie in Fig. 7e dargestellt ist, der Rohling 130a magnetisiert werden und dadurch in den Permanentmagneten 130 gewandelt werden.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rotorkörpers 101 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Zum Erleichtern der Montage des Rotors 100 an der Laderwelle 5 kann der Rotorkörper 101 eine Form aufweisen, die das Ansetzen eines

Montagewerkzeugs erlaubt. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der Rotorkörper 101 am

Außenmantel 1 11 des Anschlusselementes 1 10 eine Schlüsselfläche 1 17 zum Ansetzen eines Werkzeugschlüssels auf. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schlüsselfläche 117 zweiflach-förmig ausgebildet.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rotorkörpers 101 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu dem

Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 beschrieben und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann die Schlüsselfläche 117 sechskant förmig ausgebildet sein. Alternativ kann die Schlüsselfläche 117 vierkant-förmig oder ähnlich ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spannzange 300. Die Spannzange stellt ein Spannmittel dar, um Werkstücke bzw. Werkzeuge mit hoher Genauigkeit schnell und kraftschlüssig aufzuspannen. Sie besteht aus einer außen kegelförmigen radial geschlitzten Hülse mit einer runden, mitunter auch quadratischen oder sechseckigen Bohrung definierter Größe. Zu einer Spannzange gehört eine Spannzangenaufnahme mit einem zur Spannzange passenden Innenkegel. Gespannt wird durch Anziehen einer Überwurfmutter, mit der die Spannzange in den Innenkegel der Spannzangenaufnahme gedrückt wird. Durch die Schlitzung der Spannzange wird die Bohrung in ihrem Innern gleichmäßig zusammengedrückt, wodurch das Werkstück oder Werkzeug kraftschlüssig festgehalten wird. Spannzangen spannen blanke oder bearbeitete Teile schnell, fest und genau zentrisch. Der Außenmantel 1 11 des Anschlusselementes 1 10 kann einen

Befestigungsabschnitt zum Befestigen der Spannzange 300 aufweisen. Entsprechend kann der Rotor 100 mittels der Spannzange 300 an der Laderwelle 5 befestigt werden, insbesondere in dem man die Laderwelle im Bereich des Turbinenrades festhält und/oder kontert.

Weiterhin ist es auch möglich, den Rotor 100 im Bereich der weiteren Stützscheibe 170 mit einem Innen-Torx zu versehen (nicht dargestellt), in welchen ein Werkzeug zum aufschrauben des Rotors 100 auf die Laderwelle 5 einsetzbar ist.

Weiterhin ist es auch möglich, in einem in den Figuren nicht dargestellten

Ausführungsbeispiel das Anschlusselement ohne das Podest 116 auszubilden und stattdessen einen weiteren umlaufenden Kragen an dem Anschlusselement 1 10 vorzusehen, der mit der Stirnseite 125 der Hülse 120 verschweißt wird.

Der Rotor 100 kann in allen Ausführungsformen mittels einer Schraubverbindung an die Laderwelle 5 angeschraubt und gleichzeitig beispielsweise mit einem zylindrischen Pressverband zur Drehachse A der Laderwelle 5 ausgerichtet werden. Wie bereits dargestellt, weist das Anschlusselement 110 des Rotors 100 konzentrisch zu der Drehachse A eine zylindrische Bohrung 150 auf. Der Innendurchmesser D1 dieser zylindrischen Bohrung 150 ist zum Ausbilden einer Übermaßpassung zwischen der Laderwelle 5 und der Innenwandung 151 der Bohrung ausgebildet.

Unter einer„Passung“ ist eine maßliche Beziehung zwischen zwei Bauteilen, die ohne Nacharbeit zusammenpassen sollen, zu verstehen. Diese Bauteile haben an der

Fügestelle dieselbe Kontur einmal als Innenform und einmal als Außenform. Beide Konturen haben das gleiche Nennmaß. Unterschiedlich sind die beiden Toleranzfelder, innerhalb derer das jeweilige bei der Fertigung entstehende Ist-Maß von Innenform und Außenform liegen muss.

Eine Presspassung ist eine maßliche Beziehung zwischen zwei Bauteilen in Form einer Innenform und einer Außenform, bei der das Größtmaß einer Innenkontur der Außenform in jedem Fall kleiner als ein Kleinstmaß einer Außenkontur der Innenform ist. Die

Presspassung kann auch als Übermaßpassung bezeichnet werden. Das Übermaß soll grundsätzlich so gering wie möglich ausgeführt sein aufgrund eines zu erwartenden Drehmomentanstiegs bei einer Montage des Rotors auf der Laderwelle. Das

Torsionsmoment kann grundsätzlich steigen je höher die Verpressung gewählt wird.

Die Laderwelle 5 weist an ihrem zur Befestigung des Rotors 100 vorgesehenen Ende einen ersten Abschnitt mit einem Außengewinde 51 auf (Fig. 1 ). An den mit dem

Außengewinde 51 versehenen Abschnitt schließt sich in Richtung der Drehachse A auf der von dem Rotor abgewandten Seite des Außengewindes 51 ein Bereich an, in dem die Laderwelle 5 einen zylindrischen Außenmantel 53 aufweist, welcher als Pressbereich vorgesehen ist. Der zylindrische Außenmantel 53 weist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in diesem Bereich einen Durchmesser D3 auf, welcher größer als der Innendurchmesser D1 der zylindrischen Bohrung 150 ist.

Bei der Festlegung des Rotors 100 an der Laderwelle 5, wird bei dem

Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a der mit dem Außengewinde 51 versehende Bereich durch die Bohrung 150 des Rotorkörpers 101 hindurchgeschoben und in die

Gewindebuchse 140 eingeschraubt. Gleichzeitig wird die Innenwandung 151 der Bohrung 150 auf den zylindrischen Außenmantel 53 aufgepresst. Beim Aufschrauben des Rotors 100 auf die Laderwelle 5 fungiert die Gewindebuchse 140 dabei als schwimmende Gewindebuchse und erlaubt aufgrund des Spiels S1 einen radialen Toleranzausgleich.

Die Gewindebuchse 140 weist ein Innengewinde 142 auf, das ein Innenfeingewinde oder ein Innenregelgewinde sein kann. Das Feingewinde kann gegenüber einem

Regelgewinde einen Vorteil hinsichtlich einer höheren Selbsthemmung aufweisen. Das Regelgewinde kann ein standardisiertes Gewinde mit metrischen Abmessungen sein. Üblicherweise weist dieses einen 62° Flankenwinkel auf. Derartige Gewinde sind beispielsweise nach der DIN 13-1 genormt. Das Regelgewinde kann darüber hinaus ein UNF-Gewinde sein. Unter einem„Feingewinde“ ist im Rahmen der vorliegenden

Erfindung ein Gewinde zu verstehen, das im Vergleich zum Regelgewinde ein engeres Gewindeprofil hat. Zur Unterscheidung wird es üblicherweise zusätzlich zum

Außendurchmesser mit dem Maß seiner ebenfalls kleineren Steigung gekennzeichnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2b wird das Außengewinde 51 der Laderwelle 5 direkt in das Innengewinde 143 der Bohrung 150 eingeschraubt. In beiden

Ausführungsbeispielen nach Fig. 2a und 2b kann eine Zentrierung des Rotors relativ zur Drehachse A der Laderwelle 5 mittels der Presspassung zwischen der Innenwandung 151 der Bohrung 150 und dem Außenmantel 53 der Laderwelle 5 erfolgen. Mittels der Verschraubung wird eine axiale Spannkraft erzeugt, wodurch das Anschlusselement 1 10 mit seiner Außenseite 1 12 gegen eine Anschlagsfläche am Verdichterrad 13 anpresst wird wie am besten in Fig. 1 zu erkennen ist. Das Verdichterrad 13 stützt sich wiederum direkt (oder indirekt über eine Axialbuchse) an einem Anschlag 52 der Laderwelle 5 ab, so dass das Verdichterrad 13 zwischen dem Anschlag 52 und dem Anschlusselement 1 10 des Rotors 100 eingespannt wird. Somit kann mittels des Rotors 100 eine definierte axiale Vorspannkraft auf das Verdichterrad vorgenommen werden.

Claims

Ansprüche

1. Rotor für eine elektrische Antriebsmaschine (1 ) zum Antrieb eines Verdichters (3), einer Turbine (4) oder einer Laderwelle (5) eines Abgasturboladers (2), mit einem um eine Drehachse (A) des Rotors (100) ausgebildeten Rotorkörper (101 ), wobei an dem

Rotorkörper (101 ) eine Aufnahme (190) für wenigstens einen Permanentmagneten (130) ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Permanentmagnet (130) in der Aufnahme (190) des Rotorkörpers (101 ) angeordnet ist, wobei der Rotorkörper (101 ) an einer Laderwelle (5) des Abgasturboladers (2) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der

Rotorkörper (101 ) wenigstens ein Anschlusselement (1 10) und eine von dem

Anschlusselement (110) separat hergestellte Hülse (120) aufweist, wobei die Hülse mittels einer Schweißverbindung (204) mit dem Anschlusselement (1 10) verbunden ist.

2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (1 10) einen Außenmantel (11 1 ), eine dem wenigstens einen Permanentmagneten zuweisende Innenseite (1 13) und eine davon abweisende Außenseite (112) aufweist, wobei das Anschlusselement an der Innenseite (113) ein Podest (1 16) aufweist, wobei das Podest (1 16) parallel zu der Drehachse (A) eine Umfangsfläche (1 18) aufweist, wobei der Durchmesser des Podestes (116) in einer Querschnittsebene senkrecht zur Drehachse (A) kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Außenmantels (1 11 ), wodurch an dem Anschlusselement (110) eine Schulter (119) gebildet ist.

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (120) in Richtung der Drehachse (A) ein erstes Ende (129) und ein davon abgewandtes zweites Ende (128) aufweist und dass die Hülse (120) mit dem zweiten Ende (128) auf das Podest (1 16) aufgesetzt ist, wobei eine Innenwand (123) der Hülse über die Umfangsfläche (1 18) geführt ist und eine an dem zweiten Ende (128) der Hülse angeordnete Stirnseite (125) der Hülse (120) an der Schulter (1 19) anliegt.

4. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (120) eine äußere Mantelfläche (122) aufweist und dass die äußere Mantelfläche (122) der Hülse mit dem Außenmantel (1 11 ) des Anschlusselementes in Richtung der Drehachse (A) fluchtet.

5. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlusselement (110) und dem wenigstens einen Permanentmagneten (130) in dem Rotorkörper (101 ) eine Stützscheibe (160) angeordnet ist.

6. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (101 ) auf einer von der Stützscheibe (160) abgewandten Seite des

Permanentmagneten (130) eine weitere Stützscheibe (170) aufweist.

7. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (1 10) konzentrisch zu der Drehachse (A) eine zylindrische Bohrung (150) aufweist.

8. Rotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (150) einen ersten Abschnitt und mindestens einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt einen Innendurchmesser (D1 ) aufweist, wobei der Innendurchmesser (D1 ) zum Ausbilden einer Übermaßpassung zwischen der Laderwelle (5) und der Innenwand (151 ) der Bohrung (150) ausgebildet ist, und wobei der zweite Abschnitt mit einem

Innengewinde (143) versehen ist oder eine Aufnahme (180) für eine in dem Rotorkörper (101 ) angeordnete Gewindebuchse (140) bildet.

9. Elektrische Antriebsmaschine (1 ) zum Antrieb eines Verdichters (3), einer T urbine (4) oder einer Laderwelle (5) eines Abgasturboladers (2) mit einem Rotor (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche.

10. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (100) für eine elektrische Antriebsmaschine (1 ) zum Antrieb eines Verdichters (3), einer Turbine (4) oder einer Laderwelle (5) eines Abgasturboladers (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines konzentrisch zu einer Drehachse (A) ausgebildeten

Anschlusselementes (1 10),

- Bereitstellen einer zylindermantelförmigen Hülse (120) mit einem ersten Ende (129) und einem davon abgewandten zweiten Ende (128) und mit einer äußeren Mantelfläche (122) und einer Innenwand (123),

- Bereitstellen einer kreisrunden Stützscheibe (160) und einer weiteren kreisrunden Stützscheibe (170),

- Bereitstellen eines Rohlings (130a) für den späteren Permanentmagneten (130), - Aufbringen der kreisrunden Stützscheibe (160) und der weiteren kreisrunden

Stützscheibe (170) auf voneinander angewandte Stirnseiten des Rohlings (130a), so dass eine um eine Mittelachse herum zylindrisch ausgebildete Baugruppe (400) aus dem Rohling (130) und den darauf aufgebrachten Stützscheiben (160, 170) erhalten wird,

- Aufbringung der Hülse (120) auf die vorstehend genannte Baugruppe (400), wobei die Innenwand (123) der Hülse (120) kraftschlüssig mit der Baugruppe (400) verbunden wird,

- Aufsetzen der Hülse (120) mit der darin enthaltenen Baugruppe (400) auf das

Anschlusselement (1 10) derart, dass eine Mittelachse (M) der Baugruppe (400) und die Drehachse (A) des Anschlusselementes konzentrisch zueinander ausgerichtet sind,

- Verschweißen der Hülse (120) mit dem Anschlusselement entlang einer umlaufenden Schweißverbindung (204),

- Magnetisieren des Rohlings (130a) zum Erhalt eines Permanentmagneten (130).

1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement

(1 10) einen Außenmantel (1 11 ), eine dem wenigstens einen Permanentmagneten zuweisende Innenseite (1 13) und eine davon abweisende Außenseite (1 12) aufweist, wobei das Anschlusselement an der Innenseite (1 13) ein Podest (1 16) aufweist, wobei das Podest (1 16) parallel zu der Drehachse (A) eine Umfangsfläche (1 18) aufweist, wobei der Durchmesser des Podestes (116) in einer Querschnittsebene senkrecht zur

Drehachse (A) kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Außenmantels

(1 11 ), wodurch an dem Anschlusselement (110) eine Schulter (119) gebildet ist und wobei die Hülse (120) bei der Aufbringung der Hülse (120) derart an der Baugruppe (400) angeordnet wird, dass die Hülse (120) an ihrem zweiten Ende (128) ein Stück über die Stützscheibe (160) absteht, so dass ein umlaufender Kragen (121 ) entsteht, und dass die Hülse (120) mit dem umlaufenden Kragen (121 ) auf das Podest (1 16) aufgeschoben wird, wobei eine Innenwand (123) der Hülse (120) im Bereich des Kragens (121 ) über die Umfangsfläche (1 18) geführt wird, bis eine an dem zweiten Ende (128) der Hülse (120) angeordnete Stirnseite (125) der Hülse (120) an der Schulter (1 19) anliegt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (120) im Bereich der Schulter (1 19) umlaufend mit dem Anschlusselement (110) verschweißt wird, wobei das Schweißgerät vorzugsweise senkrecht zu der Drehachse (A) ausgerichtet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der weiteren Stützscheibe (170) und dem ersten Ende (129) der Hülse (120) ein weiterer Schweißvorgang durchgeführt, bei dem der äußeren Rand der weiteren Stützscheibe (170) umlaufend mit der Innenwand (123) der Hülse (120) verschweißt wird, wobei das Schweißgerät vorzugweise parallel zu der Drehachse (A) ausgerichtet wird.