WO2020156888A1 - Rotor mit einer bandagenanordnung für eine elektrische maschine - Google Patents

Rotor mit einer bandagenanordnung für eine elektrische maschine Download PDF

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WO2020156888A1
WO2020156888A1 PCT/EP2020/051414 EP2020051414W WO2020156888A1 WO 2020156888 A1 WO2020156888 A1 WO 2020156888A1 EP 2020051414 W EP2020051414 W EP 2020051414W WO 2020156888 A1 WO2020156888 A1 WO 2020156888A1
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WO
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group
ring
rotor
rings
permanent magnet
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/051414
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Vermeulen
Johannes Gabriel BAUER
Daniel Merz
Original Assignee
Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg
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Publication date
Application filed by Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg filed Critical Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg
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Priority to CN202080011549.4A priority patent/CN113574769A/zh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • 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
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures

Definitions

  • the invention relates to a rotor for an electrical machine Ma and in particular the attachment of magnetic means on the rotor.
  • Such an electric or hybrid-electric drive system generally has one or more electrical machines which, depending on the intended use, act as a generator in the drive system
  • a drive concept that can be used for such mobile applications is based, for example, on the so-called direct drive, in which the electric machine is direct, i.e. without a gear, with a propulsion means to be driven, for example with a propeller.
  • direct drive In which direct drive, extremely high torque densities are necessary in order to be able to generate the power required for propulsion. It is particularly important for this that the air gap formed between the rotor and stator of the electrical machine is as narrow as possible.
  • the aim is typically to achieve the narrowest possible air gap between the rotor and stator.
  • Such a bandage thus compensates for the centrifugal forces acting in the radial direction and prevents the separation of the permanent magnets from the rotor or from the rotor base body.
  • the bandage presses the permanent magnets to the base body, which creates a surface pressure at all contact points between the respective magnet and the surface of the rotor base body.
  • the surface pressure must be such that the torque generated due to the electromagnetic interaction between the permanent magnets and the current-carrying stator windings of the stator of the electrical machine is completely transmitted from the permanent magnets to the rotor base body, so that the permanent magnets with respect to the rotor base body are also not be moved in the tangential direction.
  • the surface pressure must be large enough that forces acting on the permanent magnets in the tangential direction are also compensated for. Furthermore, the surface pressure must be large enough to compensate for the so-called magnetic tension in addition to the radial and tangential forces mentioned above.
  • the bandage thus generally fulfills several functions, namely the prevention of radial movement of the permanent magnets due to centrifugal force, the enabling of a transmission of the torque to the base body and, if necessary, the compensation of the magnetic pull.
  • Stator teeth are arranged and the thickness of the air gap has a significant effect on the power density of the machine, the aim should be that the wall thickness of the bandage is kept as small as possible, since the air gap can be kept correspondingly thinner with a small thickness.
  • a corresponding embodiment of a suitable bandage would be, for example, a tape based on fiber composite materials, which is wound directly on the rotor or on the magnets.
  • the bandage could also be realized as a precision-made tube corresponding to the axial length of the rotor or the corresponding extent of the magnets, which, for example, consist of titanium, certain alloys or fiber composite materials and can be pressed onto the rotor, so that the magnets stay in place.
  • the bandage for example, consist of titanium, certain alloys or fiber composite materials and can be pressed onto the rotor, so that the magnets stay in place.
  • PCT / EP2018 / 083047 propose an approach which at least considerably restricts the tangential force effect on the magnet caused by the torque and thus ultimately allows a reduction in the thickness of the bandage.
  • the bandage must be positioned between the rotor and stator, which is why the thickness of the bandage must be taken into account when dimensioning the air gap.
  • the air gap must be one of the bandages should be designed larger than would be necessary without the bandage.
  • the rotor for the electrical machine has at least one permanent magnet group and a bandage arrangement.
  • Each permanent magnet group comprises at least one permanent magnet.
  • the bandage arrangement has at least one holding area for fixing each permanent magnet of a respective permanent magnet group to a surface of the rotor which, when installed in the machine, faces a stator of the machine.
  • the bandage arrangement is arranged in such a way that each of the permanent magnets of the respective permanent magnet group is located in the radial direction in part between a respective holding area of the bandage arrangement and the surface.
  • Each of the permanent magnets of the respective permanent magnet group has a groove in a groove surface area of its surface facing away from the surface of the rotor and facing the drum arrangement.
  • the bandage arrangement is now dimensioned and designed in such a way and is arranged with respect to each of the permanent magnets of the respective permanent magnet group that at least the respective holding area of the bandage gene arrangement is positioned in a respective groove of a respective permanent magnet of the respective permanent magnet group.
  • the outer magnetic surface which faces the stator when the rotor is installed in the machine, comprises the groove surface area and a free surface area.
  • the respective groove is designed as a radial depression in relation to the free surface area in the magnetic surface, so that the respective holding area of the bandage arrangement can be positioned in the groove.
  • the arrangement described is to be understood in particular in such a way that the bandage arrangement lies only in the groove surface area of the respective magnet between the magnet and the stator, but not in or on the free surface area of the magnet.
  • the bandage arrangement lies in the groove made in the radial direction in the magnet and not on the magnet surface, the air gap between the rotor and the stator can be reduced and the power density increased.
  • the surface of the drum arrangement facing away from the rotor forms an essentially smooth cylinder surface, at least in the holding areas with free surface areas of the outer magnet surface of the respective permanent magnet that lie outside the respective groove surface area. the free surface areas and the surface of the drum arrangement facing away from the rotor are aligned.
  • the ge cylinder surface accordingly partially includes the upper surface of the bandage arrangement and partly the free upper surface areas of the permanent magnets on which the magnets are not covered by the bandage arrangement.
  • the bandage arrangement has a thickness, in particular in the respective holding area positioned in a respective groove, which corresponds to the depth of the respective groove, i.e.
  • each permanent magnet group has a plurality of permanent magnets, the Permanent magnets of the respective permanent magnet group seen in the tangential direction, ie along the circumference of the rotor, one behind the other and thus positioned adjacent to the surface of the rotor, so that they form a possibly interrupted respective substantially circular magnet ring.
  • the grooves of the permanent magnets of the respective permanent magnet group or of the respective magnetic ring are designed in the respective outer magnet surface in such a way that the grooves of adjacent permanent magnets of the respective permanent magnet group adjoin one another in such a way that the entirety of the grooves connected to one another in a tangential direction, essentially form an annular groove in the respective permanent magnet group.
  • the magnetic ring or rings mentioned can each be interrupted, i.e. it is conceivable that two adjacent permanent magnets of the respective magnetic ring do not directly abut each other, but that there is an empty or filled space between these adjacent magnets.
  • the term "circumferential groove” is also intended to apply to an interrupted magnetic ring, even if there is no magnet in such a space in between and therefore no respective groove.
  • the term "connect to one another" should also be used in connection with the individual grooves of individual magnets include the situation in which neighboring magnets do not directly abut each other. In this situation, the expression that the grooves adjoin one another is to be understood such that the grooves of the adjacent magnets are arranged and aligned in such a way that
  • the bandage arrangement each has a bandage component, in particular a substantially flat circular ring, as a holding area for a respective permanent magnet group, a respective bandage component of the bandage arrangement being positioned in a respective circumferential groove of a respective permanent magnet group.
  • the respective permanent magnets for each group are typically arranged on the surface of the rotor in such a way that the plurality of magnetic rings thus formed are coaxial with one another.
  • the bandage arrangement then comprises a number corresponding to the number of permanent magnet groups, each of bandages essentially configured as a circular ring, each of which, as described above, lies in one of the circumferential grooves.
  • the individual bandage gene components do not necessarily have to be connected to one another, but can also be used as separate components or rings, ie the bandage arrangement can be composed of a plurality of components which are not connected to one another.
  • the bandage arrangement has a ring group and a web group.
  • the ring group comprises at least a first ring and a second ring, the rings of the ring group ideally being arranged coaxially to one another and spaced from one another in the axial direction or one behind the other, so that there is a gap between two rings of the ring group arranged adjacent to one another.
  • the web group comprises a plurality of webs, wherein each web of the web group runs between two rings of the ring group that are adjacent in the axial direction, and wherein several webs of the web group run between two adjacent rings of the ring group, so that two adjacent rings of the ring group run over each several webs of the web group are connected to each other.
  • the bandage arrangement is now arranged on the rotor in such a way that one of the permanent magnet groups is located between two rings of the ring group arranged adjacent to one another, that is to say the respective permanent magnet group lies in the corresponding intermediate space, at least some of the webs of the web group and / or the rings of the ring group each Weil form a holding area of the bandage arrangement and are accordingly positioned in a respective groove of a respective permanent magnet of the respective permanent magnet group.
  • two permanent magnet groups can be provided.
  • the magnets are seen in tan gential direction, that is, one after the other along the circumference of the rotor. Seen in the axial direction, the groups are spaced apart.
  • the bandage arrangement comprises three rings, the axially central ring being arranged between the permanent magnet groups. From the perspective of the axially central ring, webs extend in both axial directions to the other two rings.
  • the respective groove in this embodiment runs between the two axial ends of the respective permanent magnet. In extreme cases, this means that the grooves run in the axial direction. But it is also conceivable that the grooves with at an angle a
  • the respective groove is in particular positioned such that it lies on a magnetic pole of the respective permanent magnet and not between two poles. As a result, the normal force is reduced by approximately 10% with the same torque, which complies with the structural design.
  • the plurality of webs, which run between two adjacent rings of the ring group, are seen one behind the other in the tangential direction and are thus distributed around the circumference of the bandage, so that there is an empty web space between two such neighbors arranged webs.
  • Those webs of the web group and / or rings of the ring group, which form the holding area of the bandage arrangement and are accordingly positioned in a respective groove, are dimensioned in this way and the bandage arrangement is arranged with respect to the respective permanent magnet group in such a way that a free surface area of the outer magnetic surface lying outside the groove surface area is positioned in a radial direction in one of the web spaces.
  • each ring of the ring group each have at least one radially inner and one radially outer partial ring section.
  • the radially inner partial ring section is arranged radially within the radially outer partial ring section, the partial rings abutting one another and thus ultimately being able to form an integral component - namely the respective ring of the ring group.
  • the thickness of one of the respective partial ring sections corresponds to the thickness of the webs for these rings, while the total thickness of the respective ring is greater than the thickness of the webs.
  • the term “have” should both encompass the situation in which the rings concerned are in one piece, ie the respective inner and outer partial ring sections form an integral, one-piece component.
  • the situation should also be encompassed in the the rings concerned are composed of two separate partial rings, for example by gluing the inner partial ring to the outer partial ring.
  • the "outer part ring” could be more integral Be part of the flat sheet itself, so that the thickness of the webs and the thickness of the outer part rings correspond almost automatically.
  • the respective “inner partial ring” could then, for example, be a further ring attached to the outer partial ring, which thus extends away from the sheet metal in the radial direction in accordance with its radial thickness.
  • the webs of the web group can form a one-piece component with the rings of the ring group.
  • a correspondingly thin sheet of metal can be used for the production, from which parts are punched out or cut, so that the webs and the rings are formed.
  • the webs of the web group and the rings of the ring group can each represent separate components, the bandage connection being constructed by correspondingly joining the individual webs and the individual rings.
  • the webs can be shaped in such a way that they are bent in the state not yet installed in the band arrangement and in the state installed in the band arrangement are essentially flat. This ensures that even pressure is exerted on the magnets when installed.
  • a corresponding bandage arrangement for fixing a permanent magnet to a rotor of an electrical machine can thus have a ring group and a web group.
  • the ring group comprises at least a first ring and a second ring, the rings of the ring group ideally being spaced axially from one another and axially from one another or arranged one behind the other, so that there is a gap between two rings of the ring group arranged adjacent to one another located.
  • the web group comprises a plurality of webs, wherein each web of the web group runs between two rings of the ring group that are adjacent in the axial direction, and wherein several webs of the web group run between two adjacent rings of the ring group, so that two adjacent rings of the ring group run over each several webs of the web group with each other are connected.
  • the plurality of webs, which run between two adjacent rings of the ring group, are seen one behind the other in the tangential direction and thus are distributed around the circumference of the bandage, so that there is an empty web space between each two adjacent webs.
  • each ring of the ring group each have at least one radially inner and one radially outer partial ring section, with those of the ring group consisting of a radially inner and a radially outer partial ring section consist, the radially inner partial ring section is arranged radially within the radially outer partial ring section, the partial rings abutting one another and thus ultimately being able to form an integral component - namely the respective ring of the ring group.
  • the thickness of one of the respective partial ring sections corresponds to the thickness of the webs and the total thickness of the respective ring is greater than the thickness of the webs.
  • An advantageous electrical machine which can be used in particular in a drive system of an aircraft, has the rotor described with the drum arrangement also described. This allows an electrical machine with a minimal air gap to be realized.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a section of a rotor of the electrical machine with a band arrangement in a first embodiment
  • axial refers to the shaft or axis used in the respective figure or in the example described in each case.
  • the directions relate axially, radially, tangentially always to an axis of rotation of the rotor.
  • radially describes a direction parallel to the axis of rotation
  • radially describes a direction orthogonal to, towards or away from the axis of rotation
  • tangential is a movement or direction which is at a constant radial distance from the axis of rotation and at a constant axial position in a circular direction around the axis of rotation.
  • axial in connection with a surface, for example a surface, mean that the normal vector of the respective axial, radial or tangential surface in axial, radial or is oriented tangential direction, whereby the orientation of the respective surface in space is clearly described.
  • adjacent is intended to express in connection with components, for example rings or webs, that in the case of “adjacent components” between these two components there is in particular no further such component, but at most an empty space.
  • coaxial components for example coaxial rings, is understood here to mean components which have the same standard vectors, for which the planes defined by the coaxial components are parallel to one another
  • the expression is also intended to include the fact that the center points of coaxial components may be on the same axis of rotation or symmetry, but may be at different axial positions on this axis and that the planes mentioned are thus at a distance> 0 from one another.
  • the expression does not necessarily require that coaxial components have the same radius.
  • FIG. 1 shows an example of an electric machine 100, as is embodied as an electric motor, as is known in the prior art. It should be mentioned that the electrical machine 100 can basically be operated as a generator in a similar construction. Furthermore, it should be noted that the construction of the machine described below is greatly simplified and furthermore does not show some of the details explained in connection with the further figures, but only serves to illustrate the basic functioning of the electric motor. It can be assumed that anyone knows that, depending on the design of the electrical machine as a generator or as an electric motor and / or as a radial or axial flow machine with a rotor designed as an internal or external rotor, etc., the various components of the machine are arranged differently could be.
  • the electric motor 100 has an essentially ring-shaped stator 120 and an essentially cylindrical rotor 110 designed as an inner rotor, the rotor 110 being arranged within the stator 120 and in the operating state of the electric motor 100 rotating about an axis of rotation.
  • the rotor 110 or its essentially cylindrical rotor base body 112 is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 130, so that a rotation of the rotor 110 can be transmitted via the shaft 130 to a component that is not to be driven, for example to a propeller of an aircraft.
  • the stator 120 has first magnetic means 121, which can be implemented, for example, as stator windings 121. Each of the windings 121 is supported by an electrical conductor forms. The conductors 121 are each wound on a stator tooth 122 of the stator 120 and flowed through by an electric current in the operating state of the electric motor 100, so that magnetic fields are generated.
  • the rotor 110 has second magnetic means 111, which can be designed, for example, as permanent magnets or as excited or excitable windings. For the sake of clarity, only a few magnetic means 111 are provided with reference numerals. In the following it is assumed that it is permanent magnets 111.
  • a bandage 140 essentially designed as a hollow cylinder, is arranged on the outside around the rotor 110 with the permanent magnets 111, in order to ensure, as explained in the introduction, that the magnets 111 are fixed to the rotor 110 even when the rotor is rotating.
  • the first and second magnetic means 121, 111 are designed and spaced apart from one another by an air gap 150 such that they interact electromagnetically with one another in the operating state of the electric motor 100.
  • This concept including the conditions for the formation and precise arrangement of the magnetic means 111, 121 or of rotor 110 and stator 120 are known per se and are therefore not explained in more detail below. It should only be mentioned that to operate the electric machine 100 as an electric motor, the stator windings 121 with the help of a power source, not shown
  • Electric current is applied, which causes the windings 121 to generate corresponding magnetic fields, which come into electromagnetic interaction with the magnetic fields of the permanent magnets 111 of the rotor 110.
  • a torque acts on the permanent magnets 111, which, provided that the permanent magnets 111 are connected sufficiently firmly to the rotor base body 112, results in that with a suitable design and arrangement of the components mentioned, the rotor 110 and with him the shaft 130 is set in rotation.
  • This concept of designing the electric machine 100 as an electric motor can be assumed to be known.
  • the corresponding configuration and use of the electrical machine's 100 as a generator can be presupposed as known. Both configurations of the electrical machine 100 are therefore not further detailed below.
  • FIG. 2 shows a perspective view of an illustratively divided rotor 110 with permanent magnets 111 and a bandage arrangement 140 according to a first embodiment for fixing each permanent magnet 111 to a surface of the rotor 110.
  • the stator 120 not shown, would be arranged radially outside of the rotor 110, so that the band arrangement 140 would ultimately be located between the rotor 110 and the stator 120.
  • a first plurality of permanent magnets 111 and a second plurality of permanent magnets 111 are arranged, each forming a first 111-1 or a second permanent magnet group 111-2.
  • the magnets 111 of a respective group 111-1 or 111-2 are arranged one behind the other along the circumference of the rotor 110, so that the magnets 111 of a respective group 111-1 or 111-2 each form a kind of circular ring. These two circular rings are arranged coaxially and spaced apart in the axial direction A.
  • the electrical machine 100 using this rotor 110 can be operated with only one or with more than two such groups.
  • the permanent magnets 111 experience radial and tangential forces during the operation of the electrical machine 100, that is to say with the rotor 110 rotating, which must be compensated for in order to ensure that the magnets remain in place on the rotor surface 113 .
  • This fixation is usually achieved in that the magnets 111 are pressed in addition to a corresponding adhesive bond to the rotor base body 112 by means of the essentially cylindrical drum 140 to the surface 113.
  • the bandage 140 Since the bandage 140 is consequently to be arranged between the magnets 111 and the stator, the air gap 150 between the stator and the outer magnet surfaces 114 of the permanent magnets 111 facing the stator must be chosen larger than would be necessary without the bandage 140. This has a negative effect on the power density of the electrical machine 100.
  • the bandage arrangement 140 presented here addresses this problem in that it has holding areas 145 for fixing each permanent magnet 111 of a respective permanent magnet group 111-1, 111-2 to the surface 113 of the rotor 110, which in corresponding recesses or grooves 115 in the outer magnetic surfaces 114 of the permanent magnets 111, 111 are to be positioned, but not on the free surface regions 114f of the magnetic surfaces 114 lying outside the grooves 115.
  • FIG. 3 shows representatively two adjacent permanent magnets 111 of one of the two permanent magnet groups 111-1, 111-
  • the grooves 115 which run between the axial ends of the respective permanent magnet 111, are realized by radial recesses in the magnetic surfaces 114 of the respective permanent magnet 111.
  • the respective magnetic surface 114 is divided into a groove surface area 114n, in which the groove 115 is located, and a free surface area 114f, the groove surface area 114n in relation to the free surface area 114f in the radial direction by a distance TN115 that the Deep TN115 of the groove 115 corresponds, is offset.
  • the groove surface areas 114n of the permanent magnets 111 are not visible because they are covered by the bandage arrangement 140 and in particular by their holding areas 145 positioned in the grooves 115 in each case.
  • the areas marked with the reference number “114” in FIG. 2 thus practically correspond to the free surface areas 114f of the respective permanent magnets 111.
  • FIG. 4 shows an axial view of some of the permanent magnets 111, the arrows depicted there being intended to indicate the magnetization and thus the poles of the permanent magnets 111.
  • the grooves 115 are positioned such that they each lie exactly on a magnetic pole and not between two poles. As a result, the normal force is reduced by approximately 10% with the same torque, which complies with the structural design. This configuration is of course applicable in particular when designing with axial grooves 115.
  • the bandage arrangement 140 comprises a ring group with a first ring 141, a second ring 142 and a third ring 143 arranged in the axial direction A between the first 141 and the second ring 142 in the illustrated case.
  • the rings 141, 142, 143 are coaxial to one another arranged one behind the other and in the axial direction A and at a distance from one another, so that there are two mutually adjacent rings 141,
  • the bandage arrangement 140 comprises a web group with a multiplicity of webs 149, wherein on the one hand each web 149 of the web group runs between two adjacent rings 141, 143 or 143, 142 of the ring group, and on the other hand between two adjacent rings 141 in each case , 143 and 143, 142 of the ring group, a plurality of webs 149 of the web group run, so that two adjacent rings 141, 143 and 143, 142 of the ring group are connected to one another via a plurality of webs 149 of the web group.
  • only a few webs 149 are provided with reference numerals in FIG. 3 and also in the other figures.
  • the respective plurality of webs 149 which run between two adjacent rings 141, 143 and 143, 142 of the ring group, are seen in the tangential direction T at typically regular intervals one behind the other and thus distributed around the circumference of the bandage arrangement 140, so that an empty web space SZ is located between two webs 149 arranged adjacent to each other in this way.
  • the web spaces SZ are consequently located in the ring spaces RZ1 and RZ2.
  • each ring 141, 142, 143 of the ring group may not, but preferably and correspondingly shown in FIG. 5, each ring 141, 142, 143 of the ring group, at least one radially inner ring Partial ring section 141 ', 142' or 143 'with radial extensions or thicknesses DT141', DT142 'or DT143' and a radially outer partial ring section 141 ", 142", 143 "with thicknesses DT141", DT142 "or DT143” .
  • DR141 DT141 '+ DT141 "applies,
  • the rings 141, 142, 143 are each composed of two separate partial rings 141 'and 141 “or 142' and 142" or 143 'and 143 ", for example, by in each case the inner partial ring section 141', 142 ', 143' on the associated outer one Partial ring section 141 ", 142", 143 "is glued.
  • Particularly suitable materials would be non-conductive materials, for example glass fiber reinforced plastic (GRP).
  • the bandage arrangement 140 is in particular designed in such a way that its surface 140z facing the stator 120 - apart from the spaces SZ or RZ1, RZ2 - is a smooth surface, essentially corresponding to a cylinder jacket.
  • adjacent rings 141, 142, 143 and webs 149 of the bandage arrangement 140 are aligned on the surface 140z.
  • the surface 140a facing away from the stator 120 is not smooth, since in particular the inner partial ring sections 141 ', 142', 143 'in the radial direction facing away from the stator 120 and towards the basic body 112 over the inner surfaces 140a of the webs 149 protrude.
  • the bandage arrangement 140 designed in this way is arranged on the rotor 110 in such a way that two are adjacent to one another arranged rings 141, 143 and 143, 142 of the ring group each because one of the permanent magnet groups 111-1 or 111-2 is located, ie the respective permanent magnet group 111-1 or 111-2 lies in the corresponding space RZ1 or RZ2.
  • the bandage arrangement would have only two rings with webs extending therebetween, the individual permanent magnet group being arranged between the rings.
  • the bandage arrangement 140 is arranged in such a way that the rings 141, 142, 143 and the permanent magnet groups 111-1, 111-2 alternate when viewed in the axial direction, so that one of the rings 141, 142, 143 is between and in front of and behind the Permanent magnet groups 111-1, 111-2 is located, the third ring 143 being positioned between the permanent magnet groups 111-1, 111-2. Furthermore, the bandage arrangement 140 with respect to the rotor 110 is arranged such that the webs 149 of the web group fix the permanent magnets 111 on the surface 113, i.e. the webs of the web group each form a holding area 145 of the bandage arrangement 140.
  • the webs 149 are in a respective groove 115 and above the corresponding groove surface area 114n of a respective permanent magnet 111 of the respective permanent magnet group 111 -1, 111-2 positioned.
  • the free surface areas 114f lie in corresponding web spaces SZ. Since the rings 141, 142,
  • Magnets 111, the rings 141, 142, 143 form no holding areas 145.
  • the webs 149 are at the same time thin enough not to protrude beyond the magnetic surfaces 114 or 114f in the radial direction R, so that the air gap 150 can consequently be designed without having to take into account the thickness of the bandage arrangement 140.
  • the bandage arrangement 140 is thus designed and dimensioned and, in particular with respect to the permanent magnet groups 111-1, 111-2, is arranged on the rotor 110 in such a way that a surface composed of its outer surface 140z and the free magnetic surfaces 114f results which is largely smooth and corresponds to the outer surface of a cylinder element - apart from, of course, the inevitable gaps between the bandage arrangement 140 and the magnets 111 at the locations at which the free surfaces 114f of the magnets 111 lie in the web spaces SZ. I.e. the free magnetic surfaces 114f and the outer surface 140z of the drum assembly 140 are aligned when the drum assembly 140 is installed in the rotor 110.
  • a flat sheet of suitable material can be used, from which sections are punched out, so that the arrangement 140 described with the spaces SZ, RZ1, RZ2 results.
  • Materials would be suitable if they are not or at least poorly conductive, for example GFK, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or possibly titanium.
  • the webs 149 and the outer partial ring sections 141", 142 ", 143” would thus constitute an integral component.
  • the respective inner partial ring section 141 ', 142', 143 'could then, for example, be a further ring 141', 142 ', 143' which is fastened to the respective outer partial ring section 141 ", 142", 143 "and which therefore extends away from the sheet metal extends in the radial direction R corresponding to its radial thickness DT141 ', DT142' or DT143 '.
  • the radial extents or thicknesses DR141, DR142, DR143 of the rings 141, 142, 143 do not necessarily have to correspond to the thicknesses DS149 of the webs 149, but are advantageously larger than these. In particular, it is advisable if the thicknesses DR141, DR142, DR143 correspond to the thicknesses DP111 of the magnets 111. This can be explained particularly vividly for the embodiment described above, in which the webs 149 and the outer partial ring sections 141 ", 142", 143 "are in integral parts of the flat, punched sheet metal. In the axial direction A, the outer partial ring sections protrude 141 ", 142", 143 "the permanent magnets 111.
  • the magnets 111 could be damaged at their axial ends, since the axially projecting area che 141 ", 142", 143 “of the drum assembly 140 are bent due to the mechanical tension in the direction of the surface 113 of the rotor 110 and thus exert a force in particular on the named ends, which can damage the magnets 111. This can be prevented if the axially projecting areas 141 ", 142", 143 "of the bandage gene arrangement 140 are supported radially. This function is performed by the inner partial ring sections 141 ', 142', 143 'if they have corresponding thicknesses, i.e. the inner partial ring sections 141 ', 142', 143 'act as a support between the outer partial ring sections 141 ", 142",
  • the webs 149 and the outer partial ring sections 141 ", 142", 143 "thus form a one-piece component.
  • the inner partial ring sections 141 ', 142', 143 'can if appropriate, also integral parts of the one-piece Component, which can then be produced, for example, by a method of additive manufacturing.
  • the inner partial ring sections 141 ', 142', 143 'can be provided as separate components which are attached to the possibly one-piece component 149, 141 ", 142" , 143 "can be attached.
  • the inner partial ring sections 141 ' , 142 ', 143' are separate components that cut with the webs 149 and the outer ring portion 141 ", 142", 143 “must be assembled to form the bandage assembly 140.
  • this bandage arrangement 140 corresponds to the bandage arrangement already described.
  • the webs 149 which are shown in more detail in FIGS. 8 and 9, can in particular be shaped or bent in such a way that they have a prestress in the state shown in FIG.
  • FIG. 9 shows the resulting shape of the webs 149 when they are installed in the bandage arrangement 140. Characterized in that the axial ends of the webs in this state by the outer partial ring portions 141 ", 142", 143 "in the radial direction R are pressed inwards against the inner partial ring portions 141 ', 142', 143 ', the webs 149 are not more curved, but largely straight or flat, which ultimately means that a uniform pressure is exerted on the permanent magnets 111.
  • FIG. 10 shows a rotor 110 with a bandage arrangement 140 according to a second embodiment, in which the bandage gene arrangement 140 is realized only with the help of one or, if necessary, a plurality of flat rings 146-1, 146-2 there referred to as "webs" 149 axial connections, which there in the corresponding axial grooves 115 of the permanent magnets
  • the bandage arrangement 140 comprises two rings 146-1, 146-2.
  • FIG 11 shows how these rings 146-1, 146-2 can be designed.
  • the permanent magnets 111 also have grooves 115 in the second embodiment, in which the rings 146-1, 146-2 of the bandage arrangement 140 are positioned in order to fix the magnets 111.
  • the grooves 115 in the second embodiment are oriented tangentially. This is shown in FIG. 12, only two of the permanent magnets 111 of a group 111-1 and 111-2 being shown in FIG.
  • Each of the permanent magnets 111 of a respective permanent magnet group 111-1, 111-2 accordingly has a tangential groove 115 in the magnetic surface 114 facing the bandage arrangement 140, the grooves 115 of the magnets 111 of a respective group 111-1 or 111-2 in particular are arranged and dimensioned such that the grooves 115 of adjacent permanent magnets 111 of the same group 111-1 or 111-2 merge into one another or connect to one another, so that the The entirety of the grooves 115 of a respective group 111-1, 111-2, which are connected to one another in this way, ultimately form a respective continuous groove 115 'which extends in the tangential direction T.
  • the circumferential groove 115 ' like the individual grooves 115, has a depth TN115.
  • the entire ring 146-1, 146-2 each represents a holding area 145. Consequently, the bandage arrangement 140 does not comprise any areas in this case that do not act as holding area 145.
  • FIGS. 2, 5, 7, 10, 11 are ultimately essentially annular, even if only a section of a circular ring is shown in each of the figures mentioned.

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Bandage für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche bspw. in einem elektrischen Antriebssystem eines Flugzeugs zum Einsatz kommen kann. Die Bandage, die dazu dient, Permanentmagnete am Rotor zu fixieren, umfasst bspw. zwei koaxiale kreisringförmige Komponenten, die mit Hilfe von axialen Stegen miteinander verbunden sind. Die Magnete weisen auf ihrer dem Stator zugewandten Oberfläche axiale Nuten auf. Die Bandage ist derart am Rotor angeordnet, dass zum Einen die Magnete zwischen den Ringen liegen und dass zum Anderen die Stege in den Nuten positioniert sind. Da die Dicken der Stege den Tiefen der Nuten entsprechen, fluchten die Magnetoberflächen und die Oberfläche der Bandage, d.h. die Bandage beansprucht keinen zusätzlichen Raum im Luftspalt.

Description

Beschreibung
Rotor mit einer Bandagenanordnung für eine elektrische Ma schine
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Ma schine und insbesondere die Befestigung von magnetischen Mit teln am Rotor.
Zum Antrieb von Luftfahrzeugen, bspw. für Flugzeuge oder He likopter, oder auch für elektrisch angetriebene Wasserfahr zeuge etc. werden als Alternative zu den gebräuchlichen Ver brennungskraftmaschinen Konzepte beruhend auf elektrischen Antriebssystemen untersucht und eingesetzt. Ein derartiges elektrisches oder hybrid-elektrisches Antriebssystem weist in der Regel eine oder mehrere elektrische Maschinen auf, die je nach Verwendungszweck im Antriebssystem als Generator
und/oder als Elektromotor konfiguriert sein können.
Ein für derartige mobile Anwendungen einsetzbares Antriebs konzept basiert bspw. auf dem sog. Direktantrieb, bei dem die elektrische Maschine direkt, d.h. ohne Getriebe, mit einem anzutreibenden Vortriebsmittel, bspw. mit einem Propeller, verbunden ist. Gerade beim Direktantrieb sind außerordentlich hohe Drehmomentdichten notwendig, um die für den Vortrieb be nötigten Leistungen erzeugen zu können. Hierfür ist es insbe sondere wesentlich, dass der zwischen Rotor und Stator der elektrischen Maschine ausgebildete Luftspalt möglichst schmal ausfällt. Ähnliches gilt für andere Antriebskonzepte, d.h. es wird typischerweise angestrebt, einen möglichst schmalen Luftspalt zwischen Rotor und Stator zu realisieren.
Um jedoch elektrische Maschinen mit hoher Drehmomentdichte oder ggf. auch mit hoher Leistungsdichte zu realisieren, wer den teilweise extreme Anforderungen an die Komponenten der elektrischen Maschine gestellt. Bspw. ist zum Einen davon auszugehen, dass aufgrund der Rotation des Rotors im Betrieb der Maschine hohe, in radialer Richtung wirkende Zentrifugal- kräfte auf die an der Rotoroberfläche positionierten Oberflä chenmagnete wirken. Diese müssen daher mit entsprechendem Aufwand bspw. mit Hilfe sogenannter Bandagen am Rotor gehal ten werden, was die Dimensionierung der Maschine und des Luftspalts negativ beeinflusst.
Zum anderen müssen extrem hohe Drehmomente von den Permanent magneten auf die Rotornabe oder umgekehrt übertragen werden. Es muss daher dafür gesorgt werden, dass die Magnete auch in tangentialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung des Rotors in ausreichender Weise am Rotor befestigt sind. Hierzu kommen bspw. reib- und/oder formschlüssige Verbindungen der Magnete am Rotor zum Einsatz, wobei insbesondere die reibschlüssige Verbindung durch die Verwendung der Bandage unterstützt wer den kann.
Eine derartige Bandage kompensiert also die in radialer Rich tung wirkenden Zentrifugalkräfte und verhindert die Trennung der Permanentmagnete vom Rotor bzw. vom Rotorgrundkörper. Die Bandage drückt die Permanentmagnete zum Grundkörper, wodurch eine Flächenpressung an allen Kontaktstellen zwischen jewei ligem Magnet und der Oberfläche des Rotorgrundkörpers ent steht. Die Flächenpressung muss dabei derart groß sein, dass das aufgrund der elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten und den stromdurchflossenen Statorwick lungen des Stators der elektrischen Maschine generierte Dreh moment von den Permanentmagneten auf den Rotorgrundkörper vollständig übertragen wird, dass also die Permanentmagnete bzgl. des Rotorgrundkörpers auch nicht in tangentialer Rich tung verschoben werden. Mit anderen Worten muss also die Flä chenpressung groß genug sein, dass auch in tangentialer Rich tung wirkende Kräfte auf die Permanentmagnete kompensiert werden. Des Weiteren muss die Flächenpressung ausreichend groß sein, um neben den zuvor genannten radialen und tangen tialen Kräften auch ggf. den sogenannten magnetischen Zug zu kompensieren . Die Bandage erfüllt somit im Allgemeinen mehrere Funktionen, nämlich das Verhindern einer zentrifugalkraftbedingten radia len Bewegung der Permanentmagnete, das Ermöglichen einer Übertragung des Drehmomentes auf den Grundkörper und ggf. die Kompensation des magnetischen Zugs.
Durch diese Mehrfachbelastung werden an die Bandage erhöhte Anforderungen mechanischer Natur gestellt. Diese Anforderun gen resultieren in einer entsprechenden Materialwahl, verbun den mit einem erhöhten Gewicht, sowie in einer gewissen not wendigen minimalen Wandstärke bzw. Dicke der Bandage, d.h. in einer Erstreckung der Bandage in radialer Richtung. Da die Bandage im Luftspalt zwischen Permanentmagneten und
Statorzähnen angeordnet ist und die Dicke des Luftspalts eine wesentliche Auswirkung auf die Leistungsdichte der Maschine hat, ist anzustreben, dass die Wandstärke der Bandage so klein wie möglich gehalten wird, da bei geringer Dicke auch der Luftspalt entsprechend dünner gehalten werden kann. Eine entsprechende Ausführungsform einer geeigneten Bandage wäre bspw. ein auf Faserverbundwerkstoffen basierendes Tape, wel ches direkt auf den Rotor bzw. auf die Magnete gewickelt wird. Alternativ hierzu könnte die Bandage auch als ein der axialen Länge des Rotors bzw. der entsprechenden Erstreckung der Magnete entsprechendes, präzisionsgefertigtes Rohr reali siert sein, welches bspw. aus Titan, bestimmten Legierungen oder wiederum aus Faserverbundwerkstoffen bestehen und auf den Rotor gepresst werden kann, so dass die Magnete an Ort und Stelle verbleiben. Um die von der Bandage zu kompensie renden Kräfte weiter zu reduzieren, schlägt bspw. die
PCT/EP2018/083047 einen Ansatz vor, der zumindest die durch das Drehmoment bewirkte tangentiale Kraftwirkung auf die Mag nete wesentlich einschränkt und so letztendlich eine Reduzie rung der Dicke der Bandage erlaubt.
Nichtsdestotrotz muss die Bandage zwischen Rotor und Stator positioniert werden, weswegen bei der Dimensionierung des Luftspalts die Dicke der Bandage berücksichtigt werden muss. Konsequenterweise muss der Luftspalt aufgrund des Vorhandens- eins der Bandage größer ausgelegt werden, als es ohne die Bandage notwendig wäre.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben, den Luftspalt einer elektrischen Ma schine trotz des Vorhandenseins einer Bandage zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 beschriebenen Ro tor für eine elektrische Maschine sowie durch eine Bandagena nordnung gemäß Anspruch 14 gelöst. Die Unteransprüche be schreiben vorteilhafte Ausgestaltungen.
Der Rotor für die elektrische Maschine weist zumindest eine Permanentmagnetgruppe sowie eine Bandagenanordnung auf. Jede Permanentmagnetgruppe umfasst jeweils zumindest einen Perma nentmagneten. Die Bandagenanordnung weist zumindest einen Haltebereich zum Fixieren eines jeden Permanentmagneten einer jeweiligen Permanentmagnetgruppe an einer Oberfläche des Ro tors auf, welche im in die Maschine eingebauten Zustand einem Stator der Maschine zugewandt ist. Die Bandagenanordnung ist derart angeordnet, dass sich jeder der Permanentmagnete der jeweiligen Permanentmagnetgruppe in der radialen Richtung zum Teil zwischen einem jeweiligen Haltebereich der Bandagenano rdnung und der Oberfläche befindet. Jeder der Permanentmagne te der jeweiligen Permanentmagnetgruppe weist in einem Nut- Oberflächenbereich seiner der Oberfläche des Rotors abgewand ten und der Bandagenanordnung zugewandten äußeren Magnetober fläche eine Nut auf. Die Bandagenanordnung ist nun derart di mensioniert und ausgebildet und bezüglich eines jeden der Permanentmagnete der jeweiligen Permanentmagnetgruppe ange ordnet, dass zumindest der jeweilige Haltebereich der Banda genanordnung in einer jeweiligen Nut eines jeweiligen Perma nentmagneten der jeweiligen Permanentmagnetgruppe positio niert ist.
Die äußere Magnetoberfläche, die im in die Maschine eingebau ten Zustand des Rotors dem Stator zugewandt ist, umfasst den Nut-Oberflächenbereich sowie einen freien Oberflächenbereich. In dem Nut-Oberflächenbereich ist die jeweilige Nut als radi ale Vertiefung gegenüber dem freien Oberflächenbereich in der Magnetoberfläche ausgebildet, so dass der jeweilige Haltebe reich der Bandagenanordnung in der Nut positionierbar ist.
Die beschriebene Anordnung ist dabei insbesondere so zu ver stehen, dass die Bandagenanordnung lediglich im Nut- Oberflächenbereich des jeweiligen Magneten zwischen dem Mag neten und dem Stator liegt, nicht aber im bzw. auf dem freien Oberflächenbereich des Magneten. Da die Bandagenanordnung aber in der in der radialen Richtung in den Magneten einge- brachten Nut liegt und nicht auf der Magnetoberfläche, kann der Luftspalt zwischen Rotor und Stator reduziert und damit die Leistungsdichte erhöht werden.
Die dem Rotor abgewandte Oberfläche der Bandagenanordnung bilden zumindest in den Haltebereichen mit außerhalb des je weiligen Nut-Oberflächenbereichs liegenden, freien Oberflä chenbereichen der äußeren Magnetoberfläche des jeweiligen Permanentmagneten eine im Wesentlichen glatte Zylinderober fläche, d.h. die freien Oberflächenbereiche und die dem Rotor abgewandte Oberfläche der Bandagenanordnung fluchten. Die ge meinte Zylinderoberfläche umfasst demnach teilweise die Ober fläche der Bandagenanordnung und teilweise die freien Ober flächenbereiche der Permanentmagnete, an denen die Magnete nicht von der Bandagenanordnung überdeckt sind. Die Banda genanordnung weist dabei insbesondere im in einer jeweiligen Nut positionierten jeweiligen Haltebereich eine Dicke auf , die der Tiefe der jeweiligen Nut entspricht, d.h. der Ausdeh nung der Nut in radialer Richtung, in der der jeweilige Hal tebereich positioniert ist, so dass die Bandagenanordnung und die äußeren Magnetoberflächen eine im Wesentlichen glatte Oberfläche bilden bzw. fluchten. Hierdurch wird erreicht, dass die Bandage nicht über die äußeren Oberflächen der Mag nete hinaus reicht und konsequenterweise keinen zusätzlichen Raum im Luftspalt beansprucht.
In einer ersten Ausführung weist jede Permanentmagnetgruppe jeweils eine Vielzahl von Permanentmagneten auf, wobei die Permanentmagnete der jeweiligen Permanentmagnetgruppe in der tangentialen Richtung gesehen, d.h. entlang des Umfangs des Rotors, hintereinander und damit benachbart an der Oberfläche des Rotors positioniert sind, so dass sie einen ggf. unter brochenen jeweiligen im Wesentlichen kreisringförmigen Mag netring bilden. Die Nuten der Permanentmagnete der jeweiligen Permanentmagnetgruppe bzw. des jeweiligen Magnetrings sind derart in der jeweiligen äußeren Magnetoberfläche ausgebil det, dass die Nuten von benachbarten Permanentmagneten der jeweiligen Permanentmagnetgruppe derart aneinander anschlie ßen, dass die Gesamtheit der so aneinander angeschlossenen Nuten eine in tangentialer Richtung umlaufende, im Wesentli chen kreisringförmige Nut der jeweiligen Permanentmagnetgrup pe bilden.
Der bzw. die genannten Magnetringe können jeweils unterbro chen sein, d.h. es ist denkbar, dass zwei benachbarte Perma nentmagnete des jeweiligen Magnetrings nicht direkt aneinan der anstoßen, sondern dass sich zwischen diesen benachbarten Magneten ein leerer oder auch gefüllter Zwischenraum befin det. Der Begriff der „umlaufenden Nut" soll dabei auch bei unterbrochenem Magnetring gelten, auch wenn in einem solchen eventuellen Zwischenraum kein Magnet und damit keine jeweili ge Nut vorhanden ist. Dementsprechend soll auch der Begriff „aneinander anschließen" im Zusammenhang mit den einzelnen Nuten einzelner Magnete die Situation umfassen, in der be nachbarte Magnete nicht direkt aneinander anstoßen. In dieser Situation ist der Ausdruck, dass die Nuten aneinander an schließen, so zu verstehen, dass die Nuten der benachbarten Magnete so angeordnet und ausgerichtet sind, dass
Die Bandagenanordnung weist für eine jeweilige Permanentmag netgruppe jeweils eine insbesondere als im Wesentlichen flä chiger Kreisring ausgebildete Bandagenkomponente als Haltebe reich auf, wobei in einer jeweiligen umlaufenden Nut einer jeweiligen Permanentmagnetgruppe eine jeweilige Bandagenkom ponente der Bandagenanordnung positioniert ist. Für den Fall, dass mehrere Permanentmagnetgruppen vorgesehen sind, sind die jeweiligen Permanentmagnete für jede Gruppe typischerweise derart an der Oberfläche des Rotors angeord net, dass die so gebildeten mehreren Magnetringe koaxial zu einander sind. Die Bandagenanordnung umfasst dann eine der Anzahl der Permanentmagnetgruppen entsprechende Anzahl von jeweils im Wesentlichen als Kreisring ausgebildeten Bandagen komponenten, die jeweils wie oben beschrieben in einer der umlaufenden Nuten liegen. Dabei müssen die einzelnen Banda genkomponenten nicht zwangsläufig miteinander verbunden sein, sondern können auch als separate Komponenten bzw. Ringe ein gesetzt werden, d.h. die Bandagenanordnung kann sich aus meh reren, nicht miteinander verbundenen Komponenten zusammenset zen .
In einer zweiten Ausführung weist die Bandagenanordnung eine Ringgruppe sowie eine Steggruppe auf. Die Ringgruppe umfasst zumindest einen ersten Ring und einen zweiten Ring, wobei die Ringe der Ringgruppe idealerweise koaxial zueinander und in axialer Richtung voneinander beabstandet bzw. hintereinander angeordnet sind, so dass sich zwischen jeweils zwei zueinan der benachbart angeordneten Ringen der Ringgruppe ein Ring zwischenraum befindet. Die Steggruppe umfasst eine Vielzahl von Stegen, wobei ein jeder Steg der Steggruppe zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Ringen der Ringgruppe ver läuft, und wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Ringen der Ringgruppe mehrere Stege der Steggruppe verlaufen, so dass jeweils zwei benachbarte Ringe der Ringgruppe über meh rere Stege der Steggruppe miteinander verbunden sind.
Die Bandagenanordnung ist nun derart am Rotor angeordnet, dass sich zwischen zwei zueinander benachbart angeordneten Ringen der Ringgruppe jeweils eine der Permanentmagnetgruppen befindet, d.h. die jeweilige Permanentmagnetgruppe liegt in dem entsprechenden Zwischenraum, wobei zumindest einige der Stege der Steggruppe und/oder die Ringe der Ringgruppe je weils einen Haltebereich der Bandagenanordnung bilden und dementsprechend in einer jeweiligen Nut eines jeweiligen Per manentmagneten der jeweiligen Permanentmagnetgruppe positio niert sind. Es können also bspw. zwei Permanentmagnetgruppen vorgesehen sein. Für beide Gruppen sind die Magnete in tan gentialer Richtung gesehen, also entlang des Umfangs des Ro tors, hintereinander angeordnet. In axialer Richtung gesehen sind die Gruppen voneinander beabstandet. Die Bandagenanord nung umfasst in diesem Fall drei Ringe, wobei der in axial mittlere Ring zwischen den Permanentmagnetgruppen angeordnet ist. Aus Sicht der axial mittleren Ringes erstrecken sich Stege in beiden axialen Richtungen zu den beiden anderen Rin gen .
Für jeden Permanentmagneten verläuft die jeweilige Nut in dieser Ausführungsform zwischen den beiden axialen Enden des jeweiligen Permanentmagneten. Im Extremfall bedeutet das, dass die Nuten in axialer Richtung verlaufen. Es ist aber auch denkbar, dass die Nuten unter einem Winkel a mit
0°<a<90° zur axialen Richtung verlaufen, wobei der Winkel a in dieser Ausführung jedoch nicht bei 90° liegen kann, da diese der oben bereits erläuterten Ausführung entspricht, bei der die Nuten in tangentialer Richtung verlaufen sollen.
Die jeweilige Nut ist insbesondere derart positioniert, dass sie auf einem magnetischen Pol des jeweiligen Permanentmagne ten liegt und nicht zwischen zwei Polen. Dadurch wird bei gleichem Drehmoment die Normalkraft um etwa 10% verringert, was der Strukturauslegung entgegen kommt.
Die mehreren Stege, die zwischen zwei benachbarten Ringen der Ringgruppe verlaufen, sind in tangentialer Richtung gesehen hintereinander und somit um den Umfang der Bandage verteilt angeordnet, so dass sich zwischen jeweils zwei derart benach bart angeordneten Stegen ein leerer Stegzwischenraum befin det. Diejenigen Stege der Steggruppe und/oder Ringe der Ring gruppe, welche einen Haltebereich der Bandagenanordnung bil den und dementsprechend in einer jeweiligen Nut positioniert sind, sind derart dimensioniert und die Bandagenanordnung ist bezüglich der jeweiligen Permanentmagnetgruppe derart ange ordnet, dass ein außerhalb des Nut-Oberflächenbereiches lie gender, freier Oberflächenbereich der äußeren Magnetoberflä che in radialer Richtung gesehen in einem der Stegzwischen räume positioniert ist. Das ist derart zu verstehen, dass insbesondere senkrecht über dem freien Oberflächenbereich kein Teil der Bandagenanordnung liegt, sondern ein jeweiliger Zwischenraum. Im in die elektrische Maschine eingebauten Zu stand bedeutet das, dass sich zwischen den freien Oberflä chenbereichen der Magnete und dem Stator kein Bandagenmateri al befindet.
Zumindest die in axialer Richtung gesehen äußeren Ringe der Ringgruppe, vorzugsweise aber jeder Ring der Ringgruppe, weist jeweils zumindest einen radial inneren und einem radial äußeren Teilringabschnitt auf. Für diejenigen Ringe der Ring gruppe, die aus einem radial inneren und einem radial äußeren Teilringabschnitt bestehen, ist jeweils der radial innere Teilringabschnitt radial innerhalb des radial äußeren Teil ringabschnitts angeordnet ist, wobei die Teilringe aneinander anliegen und also letztlich eine integrale Komponente bilden können - nämlich den jeweiligen Ring der Ringgruppe. Des Wei teren entspricht für diese Ringe die Dicke eines der jeweili gen Teilringabschnitte der Dicke der Stege, während die Ge samtdicke des jeweiligen Ringes größer ist als die Dicke der Stege .
Zur Klarheit sei angemerkt, dass hier der Begriff „aufweisen" sowohl die Situation umfassen soll, in der die betroffenen Ringe einstückig sind, d.h. die jeweiligen inneren und äuße ren Teilringabschnitte bilden ein integrales, einstückiges Bauteil. Ebenso soll die Situation umfasst sein, in der die betroffenen Ringe aus zwei an sich separaten Teilringen zu sammengesetzt sind, bspw. indem der innere Teilring an den äußeren Teilring geklebt wird.
In einer einfachen Vorstellung der Bandage als gestanztes Blech o.ä. könnte jeweils der „äußere Teilring" integraler Teil des flächigen Blechs selbst sein, so dass sich die Dicke der Stege und die Dicke der äußeren Teilringe quasi automa tisch entsprechen. Der jeweilige „innere Teilring" könnte dann bspw. ein an dem äußeren Teilring befestigter weiterer Ring sein, der sich also vom Blech weg in radialer Richtung entsprechend seiner radialen Dicke erstreckt.
Die Stege der Steggruppe können mit den Ringen der Ringgruppe ein einstückiges Bauteil bilden. Zur Herstellung kann bspw. ein entsprechend dünnes Blech verwendet werden, aus dem Teile herausgestanzt oder -geschnitten werden, so dass sich die Stege und die Ringe herausbilden.
Die Stege der Steggruppe und die Ringe der Ringgruppe können jeweils separate Bauteile darstellen, wobei die Bandagenano rdnung durch entsprechendes Zusammenfügen der einzelnen Stege und der einzelnen Ringe aufgebaut wird. Dabei können die Ste ge derart geformt sein, dass sie im noch nicht in die Banda genanordnung eingebauten Zustand gebogen und im in die Banda genanordnung eingebauten Zustand im Wesentlichen flach sind. Dadurch wird erreicht, dass im eingebauten Zustand ein gleichmäßiger Druck auf die Magnete ausgeübt wird.
Eine entsprechende Bandagenanordnung zum Fixieren eines Per manentmagneten an einem Rotor einer elektrischen Maschine kann also eine Ringgruppe und eine Steggruppe aufweisen. Die Ringgruppe umfasst zumindest einen ersten Ring und einen zweiten Ring, wobei die Ringe der Ringgruppe idealerweise ko axial zueinander und in axialer Richtung voneinander beab- standet bzw. hintereinander angeordnet sind, so dass sich zwischen jeweils zwei zueinander benachbart angeordneten Rin gen der Ringgruppe ein Ringzwischenraum befindet. Die Steg gruppe umfasst eine Vielzahl von Stegen, wobei ein jeder Steg der Steggruppe zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Ringen der Ringgruppe verläuft, und wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Ringen der Ringgruppe mehrere Stege der Steggruppe verlaufen, so dass jeweils zwei benachbarte Ringe der Ringgruppe über mehrere Stege der Steggruppe miteinander verbunden sind. Dabei sind die mehreren Stege, die zwischen zwei benachbarten Ringen der Ringgruppe verlaufen, in tangen tialer Richtung gesehen hintereinander und somit um den Um fang der Bandage verteilt angeordnet, so dass sich zwischen jeweils zwei derart benachbart angeordneten Stegen ein leerer Stegzwischenraum befindet.
Zumindest die in axialer Richtung gesehen äußeren Ringe der Ringgruppe, vorzugsweise aber jeder Ring der Ringgruppe, wei sen jeweils zumindest einen radial inneren und einen radial äußeren Teilringabschnitt auf, wobei für diejenigen Ringe der Ringgruppe, die aus einem radial inneren und einem radial äu ßeren Teilringabschnitt bestehen, jeweils der radial innere Teilringabschnitt radial innerhalb des radial äußeren Teil ringabschnitts angeordnet ist, wobei die Teilringe aneinander anliegen und also letztlich eine integrale Komponente bilden können - nämlich den jeweiligen Ring der Ringgruppe. Die Di cke eines der jeweiligen Teilringabschnitte entspricht der Dicke der Stege und die Gesamtdicke des jeweiligen Ringes ist größer als die Dicke der Stege.
Eine vorteilhafte elektrische Maschine, die insbesondere in einem Antriebssystem eines Luftfahrzeugs einsetzbar ist, weist den beschriebenen Rotor mit der ebenfalls beschriebenen Bandagenanordnung auf. Dies erlaubt, eine elektrische Maschi ne mit minimalem Luftspalt zu realisieren.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den Zeichnungen und der entsprechenden Beschreibung.
Im Folgenden werden die Erfindung und beispielhafte Ausfüh rungsformen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dort wer den gleiche Komponenten in verschiedenen Figuren durch glei che Bezugszeichen gekennzeichnet. Es ist daher möglich, dass sich bei der Beschreibung einer zweiten Figur zu einem be stimmten Bezugszeichen, welches bereits im Zusammenhang mit einer anderen, ersten Figur erläutert wurde, keine näheren Erläuterungen finden. In einem solchen Fall kann bei der Aus- führungsform der zweiten Figur davon ausgegangen werden, dass die dort mit diesem Bezugszeichen gekennzeichnete Komponente auch ohne nähere Erläuterung im Zusammenhang mit der zweiten Figur die gleichen Eigenschaften und Funktionalitäten auf weist, wie im Zusammenhang mit der ersten Figur erläutert.
Des Weiteren werden der Übersichtlichkeit wegen teilweise nicht sämtliche Bezugszeichen in sämtlichen Figuren darge stellt, sondern nur diejenigen, auf die in der Beschreibung der jeweiligen Figur Bezug genommen wird.
Es zeigen:
FIG 1 eine bekannte elektrische Maschine,
FIG 2 eine perspektivische Ansicht auf einen Abschnitt ei nes Rotors der elektrischen Maschine mit einer Banda genanordnung in einer ersten Ausführung,
FIG 3 zwei Permanentmagnete in der ersten Ausführung,
FIG 4 eine axiale Sicht auf einige der Permanentmagnete zur
Darstellung der Positionierung der Nut,
FIG 5 die Bandagenanordnung in der ersten Ausführung,
FIG 6 eine Detailansicht der Bandagenanordnung in der ers ten Ausführung,
FIG 7 die Bandagenanordnung in einer Variante der ersten
Ausführung,
FIG 8 einen Steg der Bandagenanordnung im nicht eingebauten
Zustand,
FIG 9 den Steg der Bandagenanordnung im eingebauten Zu
stand, FIG 10 den Rotor mit der Bandagenanordnung in einer zweiten Ausführung,
FIG 11 die Bandagenanordnung in der zweiten Ausführung,
FIG 12 zwei Permanentmagnete in der zweiten Ausführung.
Es sei angemerkt, dass sich Begriffe wie „axial", „radial", „tangential" etc. auf die in der jeweiligen Figur bzw. im je weils beschriebenen Beispiel zum Einsatz kommende Welle bzw. Achse beziehen. Mit anderen Worten beziehen sich die Richtun gen axial, radial, tangential stets auf eine Drehachse des Läufers. Dabei beschreibt „axial" eine Richtung parallel zur Rotationsachse, „radial" beschreibt eine Richtung orthogonal zur Rotationsachse, auf diese zu oder auch von ihr weg, und „tangential" ist eine Bewegung bzw. Richtung, die in konstan tem radialen Abstand zur Rotationsachse und bei konstanter Axialposition kreisförmig um die Rotationsachse herum gerich tet ist.
Weiterhin sollen die Begriffe „axial", „radial" bzw. „tangen tial" im Zusammenhang mit einer Fläche, bspw. einer Oberflä che, bedeuten, dass der Normalenvektor der jeweiligen axia len, radialen bzw. tangentialen Fläche in axialer, radialer bzw. tangentialer Richtung orientiert ist, wodurch die Orien tierung der jeweiligen Fläche im Raum eindeutig beschrieben ist .
Der Begriff „benachbart" soll im Zusammenhang mit Komponen ten, bspw. Ringen oder Stegen, ausdrücken, dass sich im Falle von „benachbarten Komponenten" zwischen diesen beiden Kompo nenten insbesondere keine weitere derartige Komponente befin det, sondern höchstens ein leerer Zwischenraum.
Unter dem Ausdruck „koaxiale Komponenten", bspw. koaxiale Ringe, werden hier Komponenten verstanden, die gleiche Norma lenvektoren aufweisen, für die also die von den koaxialen Komponenten definierten Ebenen parallel zueinander sind. Des Weiteren soll der Ausdruck beinhalten, dass die Mittelpunkte koaxialer Komponenten zwar auf der gleichen Rotations- bzw. Symmetrieachse, auf dieser Achse aber ggf. an verschiedenen axialen Positionen liegen können und die genannten Ebenen al so einen Abstand >0 voneinander haben. Der Ausdruck verlangt nicht zwangsläufig, dass koaxiale Komponenten den gleichen Radius haben.
Die FIG 1 zeigt exemplarisch eine als Elektromotor ausgebil dete elektrische Maschine 100, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Es sei erwähnt, dass die elektrische Maschine 100 in ähnlichem Aufbau grundsätzlich auch als Generator be trieben werden kann. Weiterhin sei angemerkt, dass der Aufbau der im Folgenden beschriebenen Maschine stark vereinfacht ist und des Weiteren einige der im Zusammenhang mit den weiteren Figuren erläuterten Details nicht zeigt, sondern lediglich zur Veranschaulichung der grundsätzlichen Funktionsweise des Elektromotors dient. Es kann als bekannt vorausgesetzt wer den, dass je nach Ausbildung der elektrischen Maschine als Generator oder als Elektromotor und/oder als bspw. Radial oder Axialflussmaschine mit einem als Innen- oder auch als Außenläufer ausgebildeten Rotor etc. die verschiedenen Kompo nenten der Maschine unterschiedlich angeordnet sein können.
Der Elektromotor 100 weist einen im Wesentlichen ringförmigen Stator 120 sowie einen als Innenläufer ausgebildeten im We sentlichen zylindrischen Rotor 110 auf, wobei der Rotor 110 innerhalb des Stators 120 angeordnet ist und im Betriebszu stand des Elektromotors 100 um eine Rotationsachse rotiert. Der Rotor 110 bzw. sein im Wesentlichen zylindrischer Rotor grundkörper 112 ist drehfest mit einer Welle 130 verbunden, so dass eine Rotation des Rotors 110 über die Welle 130 auf eine nicht dargestellte anzutreibende Komponente, bspw. auf einen Propeller eines Flugzeugs, übertragbar ist.
Der Stator 120 weist erste magnetische Mittel 121 auf, die bspw. als Statorwicklungen 121 realisiert sein können. Jede der Wicklungen 121 wird durch einen elektrischen Leiter ge- bildet. Die Leiter 121 sind jeweils auf einen Statorzahn 122 des Stators 120 gewickelt und im Betriebszustand des Elektro motors 100 von einem elektrischen Strom durchflossen, so dass magnetische Felder erzeugt werden. Der Rotor 110 weist zweite magnetische Mittel 111 auf, die bspw. als Permanentmagnete oder als erregte bzw. erregbare Wicklungen ausgebildet sein können. Der Übersichtlichkeit wegen sind nur einige wenige magnetische Mittel 111 mit Bezugszeichen versehen. Im Folgen den wird angenommen, dass es sich um Permanentmagnete 111 handelt. Eine im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildete Bandage 140 ist außen um den Rotor 110 mit den Permanentmag neten 111 angeordnet, um wie einleitend erläutert dafür zu sorgen, dass die Magnete 111 auch bei rotierendem Rotor 110 an diesem fixiert sind.
Die ersten und die zweiten magnetischen Mittel 121, 111 sind derart ausgebildet und durch einen Luftspalt 150 voneinander beabstandet zueinander angeordnet, dass sie im Betriebszu stand des Elektromotors 100 elektromagnetisch miteinander wechselwirken. Dieses Konzept einschließlich der Bedingungen für die Ausbildung und genaue Anordnung der magnetischen Mit tel 111, 121 bzw. von Rotor 110 und Stator 120 sind an sich bekannt und werden daher im Folgenden nicht näher erläutert. Es sei lediglich erwähnt, dass zum Betreiben der elektrischen Maschine 100 als Elektromotor die Statorwicklungen 121 mit Hilfe einer nicht dargestellten Stromquelle mit einem
elektrischen Strom beaufschlagt werden, der bewirkt, dass die Wicklungen 121 dementsprechende Magnetfelder erzeugen, welche mit den Magnetfeldern der Permanentmagnete 111 des Rotors 110 in elektromagnetische Wechselwirkung treten. Dies resultiert darin, dass ein Drehmoment auf die Permanentmagnete 111 wirkt, welches unter der Voraussetzung, dass die Permanent magnete 111 ausreichend fest mit dem Rotorgrundkörper 112 verbunden sind, darin resultiert, dass bei geeigneter Ausbil dung und Anordnung der genannten Komponenten zueinander der Rotor 110 und mit ihm die Welle 130 in Rotation versetzt wer den . Dieses Konzept der Ausbildung der elektrischen Maschine 100 als Elektromotor kann als bekannt vorausgesetzt werden. Auch die entsprechende Konfiguration und Verwendung der elektri schen Maschine 100 als Generator kann als bekannt vorausge setzt werden. Beide Ausbildungen der elektrischen Maschine 100 werden daher im Folgenden nicht weiter detailliert.
Die FIG 2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen zur Veranschaulichung in der Mitte geteilten Rotor 110 mit Perma nentmagneten 111 und einer Bandagenanordnung 140 gemäß einer erste Ausführungsform zum Fixieren eines jeden Permanentmag neten 111 an einer Oberfläche des Rotors 110. Hier sowie in den übrigen, folgenden Figuren sind weitere Komponenten der elektrischen Maschine 100 nicht dargestellt. Es sei lediglich erwähnt, dass der nicht dargestellte Stator 120 radial außer halb des Rotors 110 angeordnet wäre, so dass sich die Banda genanordnung 140 letztlich zwischen dem Rotor 110 und dem Stator 120 befände.
An einer im in die Maschine 100 der FIG 1 eingebauten Zustand dem Stator 120 zugewandten, äußeren Oberfläche 113 des Rotors
110 bzw. des Rotorgrundkörpers 112 sind eine erste Vielzahl von Permanentmagneten 111 sowie eine zweite Vielzahl von Per manentmagneten 111 angeordnet, jeweils eine erste 111-1 bzw. eine zweite Permanentmagnetgruppe 111-2 bildend. Die Magnete
111 einer jeweiligen Gruppe 111-1 bzw. 111-2 sind entlang des Umfangs des Rotors 110 hintereinander angeordnet, so dass die Magnete 111 einer jeweiligen Gruppe 111-1 bzw. 111-2 jeweils eine Art Kreisring bilden. Diese beiden Kreisringe sind koa xial und in axialer Richtung A zueinander beabstandet ange ordnet .
Es sei angemerkt, dass es nicht grundsätzlich notwendig ist, genau zwei Permanentmagnetgruppen vorzusehen. Ebenso kann die diesen Rotor 110 einsetzende elektrische Maschine 100 mit nur einer oder aber auch mit mehr als zwei derartigen Gruppen be trieben werden. Wie einleitend erläutert wurde, erfahren die Permanentmagnete 111 während des Betriebs der elektrischen Maschine 100, d.h. bei drehendem Rotor 110, radiale und tangentiale Kräfte, wel che kompensiert werden müssen, um sicherzustellen, dass die Magnete an Ort und Stelle an der Rotoroberfläche 113 verblei ben. Diese Fixierung wird üblicherweise dadurch erreicht, dass die Magnete 111 zusätzlich zu einer entsprechenden Ver klebung mit dem Rotorgrundkörper 112 mit Hilfe der im Wesent lichen zylindrischen Bandage 140 an die Oberfläche 113 ge presst werden. Da die Bandage 140 konsequenterweise zwischen den Magneten 111 und dem Stator anzuordnen ist, muss der Luftspalt 150 zwischen dem Stator und den dem Stator zuge wandten äußeren Magnetoberflächen 114 der Permanentmagnete 111 größer gewählt werden, als es ohne die Bandage 140 not wendig wäre. Dies wirkt sich negativ auf die Leistungsdichte der elektrischen Maschine 100 aus.
Die hier vorgestellte Bandagenanordnung 140 adressiert dieses Problem dadurch, dass sie zum Fixieren eines jeden Permanent magneten 111 einer jeweiligen Permanentmagnetgruppe 111-1, 111-2 an der Oberfläche 113 des Rotors 110 Haltebereiche 145 aufweist, welche in entsprechenden Vertiefungen bzw. Nuten 115 in den äußeren Magnetoberflächen 114 der Permanentmagnete 111, 111 zu positionieren sind, nicht aber auf den außerhalb der Nuten 115 liegenden, freien Oberflächenbereichen 114f der Magnetoberflächen 114.
Die FIG 3 zeigt repräsentativ zwei benachbarte Permanentmag nete 111 einer der beiden Permanentmagnetgruppen 111-1, 111-
2. Die Nuten 115, die zwischen den axialen Enden des jeweili gen Permanentmagneten 111 verlaufen, sind durch radiale Ver tiefungen in den Magnetoberflächen 114 des jeweiligen Perma nentmagneten 111 realisiert. Hierdurch wird die jeweilige Magnetoberfläche 114 in einen Nut-Oberflächenbereich 114n, in dem sich die Nut 115 befindet, und einen freien Oberflächen bereich 114f aufgeteilt, wobei der Nut-Oberflächenbereich 114n gegenüber dem freien Oberflächenbereich 114f in radialer Richtung um eine Distanz TN115, die der Tiefe TN115 der Nut 115 entspricht, versetzt ist. In der FIG 2 sind die Nut- Oberflächenbereiche 114n der Permanentmagnete 111 nicht sichtbar, weil sie durch die Bandagenanordnung 140 und insbe sondere durch deren jeweils in den Nuten 115 positionierte Haltebereiche 145 verdeckt sind. Die in der FIG 2 mit dem Be zugszeichen „114" gekennzeichneten Flächen entsprechen also praktisch den freien Oberflächenbereichen 114f der jeweiligen Permanentmagnete 111.
In FIG 3 verlaufen die Nuten 115 in axialer Richtung A.
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Nuten 115 nicht in exakt axialer Richtung A verlaufen, sondern unter einem Winkel a bzgl. der axialen Richtung A mit 0°<a<90° (in FIG 3 ist der einfachste und zugleich wirksamste Fall a=0° darge stellt) .
Die FIG 4 zeigt eine axiale Sicht auf einige der Permanent magnete 111, wobei die dort abgebildeten Pfeile die Magneti sierung und damit die Pole der Permanentmagnete 111 andeuten sollen. Die Nuten 115 sind derart positioniert, dass sie je weils genau auf einem magnetischen Pol liegen und nicht zwi schen zwei Polen. Dadurch wird bei gleichem Drehmoment die Normalkraft um etwa 10% verringert, was der Strukturauslegung entgegen kommt. Diese Ausgestaltung ist natürlich insbesonde re bei der Auslegung mit axialen Nuten 115 anwendbar.
Die FIG 5 zeigt die erste Ausführungsform der Bandagenanord nung 140, welche die Haltebereiche 145 aufweist, die in den Nuten 115 positioniert werden sollen, um die Magnete 111 am Rotor 110 zu fixieren. Die Bandagenanordnung 140 umfasst eine Ringgruppe mit im dargestellten Fall einem ersten Ring 141, einem zweiten Ring 142 und einem in der axialen Richtung A zwischen dem ersten 141 und dem zweiten Ring 142 angeordneten dritten Ring 143. Die Ringe 141, 142, 143 sind koaxial zuei nander und in axialer Richtung A hintereinander und dabei voneinander beabstandet angeordnet, so dass sich zwischen je weils zwei zueinander benachbart angeordneten Ringen 141,
142, 143 der Ringgruppe ein Ringzwischenraum RZ1, RZ2 befin- det. Des Weiteren umfasst die Bandagenanordnung 140 eine Steggruppe mit einer Vielzahl von Stegen 149, wobei zum Einen ein jeder Steg 149 der Steggruppe zwischen zwei benachbarten Ringen 141, 143 bzw. 143, 142 der Ringgruppe verläuft, und wobei zum Anderen zwischen jeweils zwei benachbarten Ringen 141, 143 bzw. 143, 142 der Ringgruppe mehrere Stege 149 der Steggruppe verlaufen, so dass jeweils zwei benachbarte Ringe 141, 143 bzw. 143, 142 der Ringgruppe über mehrere Stege 149 der Steggruppe miteinander verbunden sind. Der Übersichtlich keit wegen sind in FIG 3 sowie auch in den anderen Figuren nur einige wenige Stege 149 mit Bezugszeichen versehen.
Die jeweils mehreren Stege 149, die zwischen zwei benachbar ten Ringen 141, 143 bzw. 143, 142 der Ringgruppe verlaufen, sind in tangentialer Richtung T gesehen in typischerweise re gelmäßigen Abständen hintereinander und somit um den Umfang der Bandagenanordnung 140 verteilt angeordnet, so dass sich zwischen jeweils zwei derart benachbart angeordneten Stegen 149 ein leerer Stegzwischenraum SZ befindet. Konsequenter weise liegen somit die Stegzwischenräume SZ in den Ringzwi schenräumen RZ1 bzw. RZ2.
Des Weiteren können -müssen aber nicht- zumindest die in axi aler Richtung A gesehen äußeren Ringe 141, 142 der Ringgrup pe, vorzugsweise und in der FIG 5 entsprechend dargestellt aber jeder Ring 141, 142, 143 der Ringgruppe, jeweils zumin dest einen radial inneren Teilringabschnitt 141', 142' bzw. 143' mit radialen Erstreckungen bzw. Dicken DT141', DT142 ' bzw. DT143' und einen radial äußeren Teilringabschnitt 141", 142", 143" mit Dicken DT141", DT142" bzw. DT143" aufweisen. Dabei gilt konsequenterweise DR141=DT141 '+DT141",
DR142=DT142 '+DT142" bzw. DR143=DT143 '+DT143" , wobei DR141, DR142, DR143 die radialen Erstreckungen bzw. Dicken der Ringe 141, 142, 143 bezeichnen. Dies ist in der FIG 6 dargestellt, die den in FIG 5 mit „V" gekennzeichneten Abschnitt zeigt.
Bei denjenigen Ringen 141, 142, 143 der Ringgruppe, die einen radial inneren 141', 142', 143' und einen radial äußeren Teilringabschnitt 141", 142", 143" aufweisen, ist jeweils der radial innere Teilringabschnitt 141', 142', 143' radial in nerhalb des radial äußeren Teilringabschnitts 141", 142",
143" angeordnet, wobei die zu jeweils einem Ring 141, 142,
143 gehörenden Teilringe 141' und 141" bzw. 142' und 142" bzw. 143' und 143" aneinander anliegen und also letztlich ei ne integrale Komponente bilden können - nämlich den jeweili gen Ring 141, 142, 143 der Ringgruppe. Zur Klarheit sei ange merkt, dass der Begriff „aufweisen" hier sowohl die Situation umfassen soll, in der die betroffenen Ringe 141, 142, 143 einstückig sind, d.h. die jeweiligen inneren 141', 142', 143' und äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" bilden ein integrales, einstückiges Bauteil 141, 142, 143. Ebenso soll die Situation umfasst sein, in der die betroffenen Ringe 141, 142, 143 jeweils aus zwei an sich separaten Teilringen 141' und 141" bzw. 142' und 142" bzw. 143' und 143" zusammenge setzt sind, bspw. indem jeweils der innere Teilringabschnitt 141', 142', 143' an den zugehörigen äußeren Teilringabschnitt 141", 142", 143" geklebt wird. Als geeignete Materialien kä men insbesondere nicht-leitfähige Werkstoffe in Frage, bspw. glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) .
Die Bandagenanordnung 140 ist insbesondere derart ausgebil det, dass ihre dem Stator 120 zugewandte Oberfläche 140z - abgesehen von den Zwischenräumen SZ bzw. RZ1, RZ2- eine glat te Oberfläche ist, im Wesentlichen einem Zylindermantel ent sprechend. Mit anderen Worten fluchten also benachbarte Ringe 141, 142, 143 und Stege 149 der Bandagenanordnung 140 an der Oberfläche 140z. Im Gegensatz hierzu ist in der gezeigten Ausführung die dem Stator 120 abgewandte Oberfläche 140a nicht glatt, da insbesondere die inneren Teilringabschnitte 141', 142', 143' in der vom Stator 120 weg und dem Rotor grundköper 112 zugewandten weisenden radialen Richtung über die inneren Oberflächen 140a der Stege 149 überstehen.
Wiederum Bezug nehmend auf die FIG 2 ist erkennbar, dass die so ausgestaltete Bandagenanordnung 140 derart am Rotor 110 angeordnet ist, dass sich zwischen zwei zueinander benachbart angeordneten Ringen 141, 143 bzw. 143, 142 der Ringgruppe je weils eine der Permanentmagnetgruppen 111-1 bzw. 111-2 befin det, d.h. die jeweilige Permanentmagnetgruppe 111-1 bzw. 111- 2 liegt in dem entsprechenden Zwischenraum RZ1 bzw. RZ2. Für den nicht dargestellten Fall, dass der Rotor bspw. nur eine einzelne Permanentmagnetgruppe aufweist, würde die Bandagena nordnung nur zwei Ringe mit sich dazwischen erstreckenden Stegen aufweisen, wobei die einzelne Permanentmagnetgruppe zwischen den Ringen angeordnet wäre.
Die Bandagenanordnung 140 ist derart angeordnet, dass sich die Ringe 141, 142, 143 und die Permanentmagnetgruppen 111-1, 111-2 in axialer Richtung gesehen abwechseln, so dass jeweils einer der Ringe 141, 142, 143 zwischen sowie vor bzw. hinter den Permanentmagnetgruppen 111-1, 111-2 liegt, wobei der dritte Ring 143 zwischen den Permanentmagnetgruppen 111-1, 111-2 positioniert ist. Des Weiteren ist die Bandagenanord nung 140 bzgl. des Rotors 110 derart angeordnet, dass die Stege 149 der Steggruppe die Permanentmagnete 111 an der Oberfläche 113 fixieren, d.h. die Stege der Steggruppe bilden jeweils einen Haltebereich 145 der Bandagenanordnung 140. Hierzu sind aufgrund der Anordnung der Bandagenanordnung 140 bezüglich der Permanentmagnete 111 insbesondere die Stege 149 in einer jeweiligen Nut 115 und über dem entsprechenden Nut- Oberflächenbereich 114n eines jeweiligen Permanentmagneten 111 der jeweiligen Permanentmagnetgruppe 111-1, 111-2 positi oniert. Die freien Oberflächenbereiche 114f liegen dagegen in entsprechenden Stegzwischenräumen SZ. Da die Ringe 141, 142,
143 selbst nicht in Nuten 115 o.ä. liegen, sondern letztlich zwischen den Permanentmagnetgruppen 111-1, 111-2 und deren
Magneten 111, bilden die Ringe 141, 142, 143 keine Haltebe reiche 145.
Die Stege 149 weisen jeweils eine Dicke bzw. radiale Erstre ckung DS149 auf, die idealerweise im Wesentlichen den Tiefen TN115 der Nuten 115 entsprechen, d.h. DS149=TN115. Da die Di cken DS149 der Stege 149 den Nuttiefen TN115 entsprechen und die Stege 149 in den Nuten 115 positioniert sind, fluchten die freien Oberflächen 114f der Permanentmagnete 111 und die äußeren Oberflächen 140z der Stege 149. Die Auswahl
TN115=DS149 stellt ein Optimum dar, da hiermit zum Einen ge währleistet ist, dass die Stege 149 eine ausreichende Dicke DS149 aufweisen, um die notwendige Haltekraft und Stabilität der Bandagenanordnung 140 zu bieten. Zum anderen sind die Stege 149 damit auch gleichzeitig dünn genug, um in radialer Richtung R nicht über die Magnetoberflächen 114 bzw. 114f hinauszuragen, so dass in der Konsequenz der Luftspalt 150 ohne die Dicke der Bandagenanordnung 140 berücksichtigen zu müssen ausgelegt werden kann.
Die Bandagenanordnung 140 ist somit derart ausgebildet und dimensioniert und insbesondere bzgl. der Permanentmagnetgrup pen 111-1, 111-2 am Rotor 110 angeordnet, dass sich eine aus ihrer äußeren Oberfläche 140z und den freien Magnetoberflä chen 114f zusammengesetzte Oberfläche ergibt, die weitestge hend glatt ist und der äußeren Oberfläche eines Zylinderman tels entspricht - natürlich abgesehen von den unvermeidlichen Spalten zwischen der Bandagenanordnung 140 und den Magneten 111 an den Stellen, an denen die freien Oberflächen 114f der Magnete 111 in den Stegzwischenräumen SZ liegen. D.h. die freien Magnetoberflächen 114f und die äußere Oberfläche 140z der Bandagenanordnung 140 fluchten, wenn die Bandagenanord nung 140 in den Rotor 110 eingebaut ist.
Zur Herstellung einer solchen Bandagenanordnung 140 kann bspw. ein flächiges Blech aus geeignetem Material verwendet werden, aus dem Abschnitte herausgestanzt werden, so dass sich die beschriebene Anordnung 140 mit den Zwischenräumen SZ, RZ1, RZ2 ergibt. Materialien wären dann geeignet, wenn sie nicht oder zumindest nur schlecht leitfähig sind, bspw. GFK, carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder ggf. Titan.
Dabei könnten jeweils die äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" integrale Teile des flächigen Blechs selbst sein, so dass sich die Dicken DS149 der Stege 149 und die Dicken DT141", DT142" bzw. DT143" der äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" quasi automatisch entsprechen. Damit würden die Stege 149 und die äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" ein integrales Bauteil darstellen. Der jeweilige innere Teilringabschnitt 141', 142', 143' könnte dann bspw. ein an dem jeweiligen äußeren Teilringabschnitt 141", 142", 143" be festigter weiterer Ring 141', 142', 143' sein, der sich also vom Blech weg in radialer Richtung R entsprechend seiner ra dialen Dicke DT141', DT142 ' bzw. DT143' erstreckt.
Die radialen Erstreckungen bzw. Dicken DR141, DR142, DR143 der Ringe 141, 142, 143 müssen nicht zwangsläufig den Dicken DS149 der Stege 149 entsprechen, sondern sind vorteilhafter weise größer als diese. Insbesondere bietet es sich an, wenn die Dicken DR141, DR142, DR143 den Dicken DP111 der Magnete 111 entsprechen. Dies lässt sich besonders plastisch für die oben beschriebene Ausgestaltung erläutern, in der die Stege 149 und die äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" in tegrale Teile des flächigen, ausgestanzten Blechs sind. In der axialen Richtung A überragen die äußeren Teilringab schnitte 141", 142", 143" die Permanentmagnete 111. Da die Bandagenanordnung 140 im eingebauten Zustand unter erhebli cher mechanischer Spannung steht, um die Permanentmagnete 111 zu fixieren, könnte es zu Beschädigungen der Magnete 111 an deren axialen Enden kommen, da die axial überstehenden Berei che 141", 142", 143" der Bandagenanordnung 140 aufgrund der mechanischen Spannung in Richtung zur Oberfläche 113 des Ro tors 110 hin verbogen werden und so insbesondere auf die ge nannten Enden eine Kraft ausüben, die zu Beschädigungen der Magnete 111 führen kann. Dies kann verhindert werden, wenn die axial überstehenden Bereiche 141", 142", 143" der Banda genanordnung 140 radial abgestützt werden. Diese Funktion wird durch die inneren Teilringabschnitte 141', 142', 143' übernommen, wenn diese entsprechende Dicken aufweisen, d.h. die inneren Teilringabschnitte 141', 142', 143' wirken ab stützend zwischen den äußeren Teilringabschnitten 141", 142",
143" und der Oberfläche 113. Konkret bedeutet das, dass vor teilhafterweise gilt DP111=DR141=DR142=DR143. Wenn des Weite ren gilt DT141"=DT142"=DT143"=TN115, ergeben sich automatisch die benötigten Dicken der inneren Teilringabschnitte
DT141 '=DT142 '=DT143 '=DP111-TN115.
In der somit beschriebenen Ausgestaltung der Bandagenanord nung 140 bilden also zumindest die Stege 149 und die äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" ein einstückiges Bauteil. Die inneren Teilringabschnitte 141', 142', 143' können ggf. ebenfalls integrale Teile des einstückigen Bauteils sein, welches dann bspw. durch ein Verfahren der additiven Ferti gung herstellbar ist. Alternativ können die inneren Teilring abschnitte 141', 142', 143' als separate Bauteile vorgesehen sein, die am ggf. einstückigen Bauteil 149, 141", 142", 143" befestigt werden.
In einer alternativen Ausgestaltung, welche im Zusammenhang mit den FIG 7-9 erläutert wird, bilden die Stege 149 und die äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" kein einstückiges Bauteil, sondern sind als separate Bauteile vorgesehen. Auch die inneren Teilringabschnitte 141', 142', 143' sind separate Bauteile, die mit den Stegen 149 und den äußeren Teilringab schnitten 141", 142", 143" zusammengefügt werden müssen, um die Bandagenanordnung 140 zu bilden. Im zusammengebauten Zu stand entspricht diese Bandagenanordnung 140 der bereits be schriebenen Bandagenanordnung. Die Stege 149, die in den FIG 8 und 9 detaillierter dargestellt sind, können insbesondere derart geformt bzw. gebogen sein, dass sie in dem in FIG 8 gezeigten Zustand, in dem sie noch nicht in die Bandagenano rdnung 140 eingebaut sind, eine Vorspannung aufweisen. Die FIG 9 zeigt dann die resultierende Form der Stege 149, wenn sie in die Bandagenanordnung 140 eingebaut sind. Dadurch, dass die axialen Enden der Stege in diesem Zustand durch die äußeren Teilringabschnitte 141", 142", 143" in radialer Rich tung R nach innen gegen die inneren Teilringabschnitte 141', 142', 143' gedrückt werden, sind die Stege 149 nicht mehr ge bogen, sondern weitestgehend gerade bzw. flach. Dies bewirkt letztlich, dass auf die Permanentmagnete 111 ein gleichmäßi ger Druck ausgeübt wird. Die Funktionsweise etc. der so gebildeten Bandagenanordnung 140 sowie ihre Dimensionierung und Positionierung am Rotor
110 entspricht der bereits beschriebenen Bandagenanordnung 140.
Die FIG 10 zeigt einen Rotor 110 mit einer Bandagenanordnung 140 gemäß einer zweiten Ausführungsform, in der die Banda genanordnung 140 lediglich mit Hilfe eines oder ggf. mehrerer flacher Ringe 146-1, 146-2 realisiert, Im Unterschied zur oben beschriebenen Ausführungsform entfallen hier die dort als „Stege" 149 bezeichneten axialen Verbindungen, die dort in den dementsprechend axialen Nuten 115 der Permanentmagnete
111 positioniert waren. Die Anzahl der flachen Ringe 146-1,
146-2 richtet sich nach der Anzahl der Permanentmagnetgruppen 111-1, 111-2, wobei je Gruppe 111-1, 111-2 zumindest ein sol cher Ring 146-1, 146-2 vorgesehen ist. Im Folgenden wird rein exemplarisch von zwei Gruppen 111-1, 111-2 ausgegangen. Dem entsprechend umfasst die Bandagenanordnung 140 zwei Ringe 146-1, 146-2. Die FIG 11 zeigt, wie diese Ringe 146-1, 146-2 ausgebildet sein können.
Grundsätzlich vergleichbar mit der ersten Ausführungsform weisen die Permanentmagnete 111 auch in der zweiten Ausfüh rungsform Nuten 115 auf, in denen die Ringe 146-1, 146-2 der Bandagenanordnung 140 positioniert werden, um die Magnete 111 zu fixieren. Im Unterschied zur axialen Ausrichtung der Nuten 115 in der ersten Ausführungsform sind die Nuten 115 in der zweiten Ausführungsform tangential ausgerichtet. Dies ist in FIG 12 dargestellt, wobei in FIG 11 nur zwei der Permanent magnete 111 einer Gruppe 111-1 bzw. 111-2 gezeigt sind. Jeder der Permanentmagnete 111 einer jeweiligen Permanentmagnet gruppe 111-1, 111-2 weist demnach eine tangentiale Nut 115 in der der Bandagenanordnung 140 zugewandten Magnetoberfläche 114 auf, wobei die Nuten 115 der Magnete 111 einer jeweiligen Gruppe 111-1 bzw. 111-2 insbesondere derart angeordnet und dimensioniert sind, dass die Nuten 115 von benachbarten Per manentmagneten 111 derselben Gruppe 111-1 bzw. 111-2 ineinan der übergehen bzw. aneinander anschließen, so dass die Ge- samtheit der so aneinander angeschlossenen Nuten 115 einer jeweiligen Gruppe 111-1, 111-2 letztlich eine jeweilige durchgehende, in tangentialer Richtung T umlaufende Nut 115' bilden. Die umlaufende Nut 115' hat wie die einzelnen Nuten 115 eine Tiefe TN115.
Jeder der Ringe 146-1, 146-2 wird in einer jeweiligen Nut 115' positioniert, wobei die Ringe 146-1, 146-2 jeweils eine radiale Erstreckung bzw. Dicke DR146 aufweisen, welche der Nuttiefe TN115 entspricht, d.h. DR146=TN115. Dadurch wird auch hier erreicht, dass die freien Oberflächen 114f der Mag nete 111 und die äußeren Oberflächen 140z der Ringe 146-1 bzw. 146-2 der Bandagenanordnung 140 fluchten, so dass der Luftspalt 150 minimiert werden kann.
Da die Ringe 146-1, 146-2 jeweils als Ganzes in der jeweili gen umlaufenden Nut 115 positioniert werden, stellt jeweils der gesamte Ring 146-1, 146-2 einen Haltebereich 145 dar. Konsequenterweise umfasst die Bandagenanordnung 140 in diesem Fall keine Bereiche, die nicht als Haltebereich 145 fungie ren .
In den Figuren sind der Übersichtlichkeit wegen teilweise je weils nur einige wenige Komponenten mit Bezugszeichen verse hen. Dies betrifft bspw. die Magnetoberflächen 114, die Per manentmagnete 111 und die Stege 149.
Lediglich der Klarheit wegen sei des Weiteren erwähnt, dass insbesondere die in den FIG 2, 5, 7, 10, 11 abgebildeten Ge genstände letztlich im Wesentlichen kreisringförmig sind, auch wenn in den genannten Figuren jeweils nur ein Abschnitt eines Kreisringes dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Rotor (110) für eine elektrische Maschine (100), aufwei send
- zumindest eine Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2), wobei jede Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) zumindest einen Permanentmagneten (111) umfasst,
- eine Bandagenanordnung (140) mit zumindest einem Haltebe reich (145) zum Fixieren eines jeden Permanentmagneten (111) an einer Oberfläche (113) des Rotors (110),
wobei
- jeder der Permanentmagnete (111) in einem Nut- Oberflächenbereich (114n) seiner der Bandagenanordnung (140) zugewandten äußeren Magnetoberfläche (114) eine Nut (115) aufweist,
- die Bandagenanordnung (140) derart dimensioniert und ausge bildet und bezüglich eines jeden der Permanentmagnete (111) der jeweiligen Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) ange ordnet ist, dass zumindest der jeweilige Haltebereich (145) der Bandagenanordnung (140) in einer jeweiligen Nut (115) eines jeweiligen Permanentmagneten (111) der jeweiligen Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) positioniert ist.
2. Rotor (110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Rotor (110) abgewandte Oberfläche (140z) der Banda genanordnung (140) zumindest in den Haltebereichen (145) mit außerhalb des jeweiligen Nut-Oberflächenbereichs (114n) lie genden, freien Oberflächenbereichen ( 114 f) der äußeren Mag netoberfläche (114) des jeweiligen Permanentmagneten (111) eine im Wesentlichen glatte Zylinderoberfläche bilden.
3. Rotor (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Bandagenanordnung (140) insbesondere im in einer jeweiligen Nut (115) positionierten jeweiligen Haltebereich (145) eine Dicke DS149 aufweist, die der Tiefe TN115 der jeweiligen Nut (115) entspricht, in der der jewei lige Haltebereich (145) positioniert ist.
4. Rotor (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass jede Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) jeweils eine Vielzahl von Permanentmagneten (111) aufweist, wobei
- die Permanentmagnete (111) der jeweiligen Permanentmagnet gruppe (111-1, 111-2) in der tangentialen Richtung gesehen hintereinander an der Oberfläche (113) des Rotors (110) po sitioniert sind, so dass sie einen jeweiligen Magnetring bilden,
- die Nuten (115) der Permanentmagnete (111) der jeweiligen Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) derart in der jeweili gen äußeren Magnetoberfläche (114) ausgebildet sind, dass die Nuten (115) von benachbarten Permanentmagneten (111) der jeweiligen Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) derart aneinander anschließen, dass die so aneinander angeschlos senen Nuten (115) eine in tangentialer Richtung umlaufende Nut (115') der jeweiligen Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) bilden.
5. Rotor (110) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandagenanordnung (140) für eine jeweilige Permanentmag netgruppe (111-1, 111-2) jeweils eine insbesondere als im We sentlichen flächiger Kreisring ausgebildete Bandagenkomponen te (146-1, 146-2) als Haltebereich (145) aufweist, wobei in einer jeweiligen umlaufenden Nut (115') einer jeweiligen Per manentmagnetgruppe (111-1, 111-2) eine jeweilige Bandagenkom ponente (146-1, 146-2) der Bandagenanordnung (140) positio niert ist.
6. Rotor (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass,
die Bandagenanordnung (140) aufweist
- eine Ringgruppe mit zumindest einem ersten Ring (141) und einem zweiten Ring (142), wobei die Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe in axialer Richtung hintereinander angeord net sind, so dass sich zwischen jeweils zwei zueinander be nachbart angeordneten Ringen (141 und 143; 142 und 143) der Ringgruppe ein Ringzwischenraum (RZ1, RZ2) befindet, - eine Steggruppe mit einer Vielzahl von Stegen (149), wobei ein jeder Steg (149) der Steggruppe zwischen zwei benach barten Ringen (141 und 143; 142 und 143) der Ringgruppe verläuft, und wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rin gen (141 und 143; 142 und 143) der Ringgruppe mehrere Stege (149) der Steggruppe verlaufen.
7. Rotor (110) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandagenanordnung (140) derart am Rotor (110) angeordnet ist, dass sich zwischen zwei zueinander benachbart angeordne ten Ringen (141 und 143; 142 und 143) der Ringgruppe jeweils eine der Permanentmagnetgruppen (111-1, 111-2) befindet, wo bei zumindest einige der Stege (149) der Steggruppe und/oder die Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe jeweils einen Halte bereich (145) der Bandagenanordnung (140) bilden.
8. Rotor (110) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass für jeden Permanentmagneten (111) die je weilige Nut (115) zwischen den beiden axialen Enden des je weiligen Permanentmagneten (111) verläuft.
9. Rotor (110) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweilige Nut (115) derart positioniert ist, dass sie auf ei nem magnetischen Pol des jeweiligen Permanentmagneten (111) liegt .
10. Rotor (110) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die mehreren Stege (149), die zwischen zwei benachbarten Ringen (141 und 143; 142 und 143) der Ring gruppe verlaufen, in tangentialer Richtung gesehen hinterei nander angeordnet sind, so dass sich zwischen jeweils zwei derart benachbart angeordneten Stegen (149) ein Stegzwischen raum (SZ) befindet, wobei diejenigen Stege (149) der Steg gruppe und/oder Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe, welche einen Haltebereich (145) der Bandagenanordnung (140) bilden, derart dimensioniert sind und die Bandagenanordnung (140) be züglich der jeweiligen Permanentmagnetgruppe (111-1, 111-2) derart angeordnet ist, dass ein außerhalb des Nut- Oberflächenbereiches (114n) liegender, freier Oberflächenbe reich ( 114 f) der äußeren Magnetoberfläche (114) in einem der Stegzwischenräume (SZ) positioniert ist.
11. Rotor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass zumindest die in axialer Richtung gesehen äu ßeren Ringe (141, 142) der Ringgruppe jeweils zumindest einen radial inneren (141', 142', 143') und einen radial äußeren Teilringabschnitt (141", 142", 143") aufweisen, wobei für diejenigen Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe, die aus ei nem radial inneren (141', 142', 143') und einem radial äuße ren Teilringabschnitt (141", 142", 143") bestehen,
- die Dicke eines der jeweiligen Teilringabschnitte (141", 142", 143") der Dicke der Stege (149) entspricht,
- die Gesamtdicke (DR141, DR142, DR143) des jeweiligen Ringes (141, 142, 143) größer ist als die Dicke (DS149) der Stege (149) .
12. Rotor (110) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (149) der Steggruppe und die Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe jeweils separate Bautei le darstellen, wobei die Bandagenanordnung (140) durch Zusam menfügen der einzelnen Stege (149) und der einzelnen Ringe (141, 142, 143) aufgebaut wird.
13. Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (149)
- im nicht in die Bandagenanordnung (140) eingebauten Zustand gebogen sind,
- im in die Bandagenanordnung (140) eingebauten Zustand im Wesentlichen flach sind.
14. Bandagenanordnung (140) zum Fixieren eines Permanentmag neten (111) an einem Rotor (110) einer elektrischen Maschine (100), aufweisend
- eine Ringgruppe mit zumindest einem ersten Ring (141) und einem zweiten Ring (142), wobei die Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe in axialer Richtung hintereinander angeord- net sind, so dass sich zwischen jeweils zwei zueinander be nachbart angeordneten Ringen (141 und 143, 142 und 143) der Ringgruppe ein Ringzwischenraum (RZ1, RZ2) befindet,
- eine Steggruppe mit einer Vielzahl von Stegen (149), wobei ein jeder Steg (149) der Steggruppe zwischen zwei benach barten Ringen (141 und 143, 142 und 143) der Ringgruppe verläuft, und wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Rin gen (141 und 143, 142 und 143) der Ringgruppe mehrere Stege (149) der Steggruppe verlaufen,
wobei
- die mehreren Stege (149), die zwischen zwei benachbarten Ringen (141 und 143, 142 und 143) der Ringgruppe verlaufen, in tangentialer Richtung gesehen hintereinander angeordnet sind, so dass sich zwischen jeweils zwei derart benachbart angeordneten Stegen (149) ein Stegzwischenraum (SZ) befin det .
15. Bandagenanordnung (140) nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass zumindest die in axialer Richtung gesehen äu ßeren Ringe (141, 142) der Ringgruppe jeweils zumindest einen radial inneren (141', 142', 143') und einen radial äußeren Teilringabschnitt (141", 142", 143") aufweisen, wobei für diejenigen Ringe (141, 142, 143) der Ringgruppe, die aus ei nem radial inneren (141', 142', 143') und einem radial äuße ren Teilringabschnitt (141", 142", 143") bestehen,
- die Dicke eines der jeweiligen Teilringabschnitte (141", 142", 143") der Dicke (DS149) der Stege (149) entspricht,
- die Gesamtdicke (DRE141, DR142, DR143) des jeweiligen Rin ges (141, 142, 143) größer ist als die Dicke (DS149) der Stege (149) .
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