WO2023052001A1 - Rotor - Google Patents

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WO2023052001A1
WO2023052001A1 PCT/EP2022/073285 EP2022073285W WO2023052001A1 WO 2023052001 A1 WO2023052001 A1 WO 2023052001A1 EP 2022073285 W EP2022073285 W EP 2022073285W WO 2023052001 A1 WO2023052001 A1 WO 2023052001A1
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WO
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rotor
base body
support
winding
end cap
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PCT/EP2022/073285
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French (fr)
Inventor
Gustavo Esteves Albieri
Leonard Lorenz
Christoph Schmülling
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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Publication date
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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
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
    • H—ELECTRICITY
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    • 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 according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a winding carrier for the rotor and an electrical machine with the rotor.
  • the invention relates to the use of the rotor in the electric machine, which is a traction motor for a motor vehicle.
  • An electrical machine usually includes a stator and a rotor that can rotate in the stator.
  • the rotor comprises a plurality of windings which are carried by a winding support.
  • the mechanical strength of the rotor and, correspondingly, the speed of the rotor can be increased by the winding support.
  • the winding carrier usually comprises a base body made of a laminated magnetic steel sheet and two end caps which are axially connected to the base body.
  • the end caps round off the contours of the winding support so that the windings can be wound onto the winding support with a suitable bending radius.
  • the base body reinforces the magnetic flux in the rotor and the end caps disadvantageously do not contribute to the magnetic flux in the rotor.
  • the object of the invention is therefore to specify an improved or at least alternative embodiment for a rotor of the generic type, a winding support for the rotor and an electrical machine with the rotor, in which the disadvantages described are overcome.
  • a rotor for an electrical machine has a winding carrier and at least two windings carried by the winding carrier.
  • the winding support has a shaft area and at least two support teeth.
  • the shaft portion is arranged circumferentially around an axis of rotation of the rotor and the respective support teeth extend radially outward from the shaft portion.
  • the respective windings are wound onto the respective support teeth of the winding support.
  • the winding support has a magnetic base body and two end caps that rest axially on both sides of the base body. The base body and the two end caps form the support teeth and the shaft area of the winding support in some areas.
  • the two end caps are formed from a magnetic material.
  • the end caps made of the magnetic material can have a positive effect on the magnetic properties of the rotor, as a result of which the overall axial length of the rotor can be reduced.
  • the axial length of the base body can be reduced, thereby reducing material costs and also the inertia of the rotor.
  • the end caps round off the contours of the winding carrier, so that the windings can be wound onto the supporting teeth of the winding carrier with a suitable bending radius.
  • the windings usually consist of a copper wire or an aluminum wire which is wound onto the support teeth of the bobbin.
  • the base body may be formed of a magnetic material and/or a laminated magnetic steel sheet.
  • the respective end cap can consist of NEM magnetic material, preferably formed of a magnetic steel.
  • the respective end cap can be formed integrally with the base body and/or can be materially connected to the base body.
  • the shape of the respective end cap can be adapted with respect to a magnetic flux, at least in a region forming the respective support tooth.
  • the contour of the end cap can be adjusted in such a way that the magnetic flux is optimized in an air gap between the rotor and a stator.
  • the respective end cap can have at least one recess arranged radially on the outside in a region forming the respective support tooth. The recess can also be designed in such a way that the magnetic flux is optimized in an air gap between the rotor and a stator.
  • the winding support has at least one peripheral ring.
  • the peripheral ring can run around and enclose the base body and/or the respective end cap on the outside around the axis of rotation. As a result, the mechanical strength of the winding support can be increased.
  • the at least one circumferential ring can advantageously be formed from a magnetic material and/or a laminated magnetic steel sheet.
  • the magnetic flux around the rotor can be optimized or adjusted.
  • the iron or core losses in the rotor can be reduced.
  • the winding support can have two mutually identical circumferential rings.
  • the peripheral rings can be arranged on opposite axial ends of the rotor and can encircle and enclose the base body and/or the respective end cap on the outside around the axis of rotation.
  • the invention also relates to a winding support for the rotor described above.
  • the winding support has a shaft area that extends parallel to an axis of rotation of the rotor and at least two support teeth that extend radially outwards from the shaft area.
  • the winding carrier also has a magnetic base body and two magnetic end caps that rest axially on both sides of the base body. In order to avoid repetition, reference is made to the above executives at this point.
  • the invention also relates to an electric machine with a stator and with the rotor described above.
  • the rotor is rotatably accommodated in the stator and an air gap surrounding the axis of rotation is formed between the rotor and the stator.
  • the electrical machine can in particular be a traction motor for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a use of the rotor described above in the electric machine, which is a traction motor for a motor vehicle. In order to avoid repetition, reference is made to the above executives at this point.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an electrical machine according to the invention
  • FIG. 2 shows a view of a winding carrier according to the invention for a rotor of the electrical machine
  • FIG. 3 shows a view of a rotor according to the invention for the electrical machine in a first embodiment
  • FIG. 4 shows a view of the rotor according to the invention for the electrical machine in a second embodiment
  • the machine 1 shows a sectional view of an electrical machine 1 according to the invention.
  • the machine 1 has a rotor 2, a stator 3 and a housing 4 on.
  • the rotor 2 is accommodated in the stator 3 so as to be rotatable about an axis of rotation RA.
  • An air gap 5 encircling the axis of rotation RA is formed between the rotor 2 and the stator 3 , the rotor 2 and the stator 3 being able to interact electromagnetically with one another via the air gap 5 .
  • the rotor 2 can be rotated in the housing 4 and the stator 3 is accommodated in a rotationally fixed manner.
  • the electrical machine 1 has two bearings 6 which arrange the rotor 2 in the stator 3 and in the housing 4 so that they can rotate.
  • the rotor 2 comprises a winding carrier 7 with a shaft area 8 and with four support teeth 9.
  • the shaft area 8 is cylindrical and extends axially with respect to the axis of rotation RA.
  • the shaft area 8 protrudes axially beyond the support teeth 9 on both sides and is rotatably accommodated in the bearing 6 on both sides axially.
  • the carrier teeth 9 extend radially outwards from the shaft portion 8 and axially with respect to the axis of rotation RA.
  • the rotor 2 comprises at least two—here four—windings 10 made of copper wire, which are wound onto the supporting teeth 9 of the winding support 7 .
  • the stator 3 also includes a plurality of stator windings 11 evenly distributed around the rotor 3 . The structure of the rotor 2 and the winding carrier 7 is explained in more detail below.
  • FIG. 2 shows a view of the winding support 7 according to the invention for the rotor 2.
  • the shaft area 8 and the support teeth 9 of the winding support 7 are partially reproduced or formed by the base body 12 and partially by the two end caps 13 .
  • the base body 12 is made of a laminated magnetic steel sheet and the end caps are formed of a magnetic material.
  • the two end caps 13 are shaped in such a way that the windings 10 can be wound onto the supporting teeth 9 of the winding carrier 7 with a suitable bending radius.
  • the shape of the respective end cap 13 is adapted with respect to the magnetic flux in the air gap 5--as shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a view of the rotor 2 according to the invention in a first embodiment.
  • the respective end cap 13 has a recess 14 in a region forming the respective support tooth 9 .
  • the recess 14 is formed radially on the outside and can contribute to the magnetic flux in the air gap between the rotor 2 and the stator 3 .
  • the winding carrier 7 has two—only one can be seen here—circular rings 15 .
  • Each peripheral ring 15 is formed of a magnetic material and/or a laminated magnetic steel sheet.
  • the respective circumferential ring 15 encloses the respective end cap 13 on the outside and circumferentially around the axis of rotation RA.
  • FIG. 5 shows the respective ring 15.
  • the rotor 2 is shown in the second embodiment with the ring 15 detached from the respective end cap 13.
  • FIG. 6 shows the rotor 2 in the second embodiment with the ring 15 detached from the respective end cap 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The invention relates to a rotor (2) for an electric machine (1). The rotor (2) has a winding carrier (7) and at least two windings (10) carried by the winding carrier (7). The winding carrier (7) has a shaft region (8) and at least two carrier teeth (9), and the windings (10) are wound onto the respective carrier teeth (9). The winding carrier (7) has a magnetic main part (12) and two end caps (13). According to the invention, the two end caps (13) are made of a magnetic material. The invention also relates to the winding carrier (7) for the rotor (2) and to the electric machine with the rotor (2). The invention further relates to a use of the rotor (2) in the electric machine (1), which is a traction motor for a motor vehicle.

Description

Rotor rotor
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch einen Wicklungsträger für den Rotor und eine elektrische Maschine mit dem Rotor. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung des Rotors in der elektrischen Maschine, die ein Traktionsmotor für ein Kraftfahrzeug ist. The invention relates to a rotor for an electrical machine according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a winding carrier for the rotor and an electrical machine with the rotor. Furthermore, the invention relates to the use of the rotor in the electric machine, which is a traction motor for a motor vehicle.
Eine elektrische Maschine umfasst üblicherweise einen Stator und einen in dem Stator drehbaren Rotor. Der Rotor umfasst dabei mehrere Wicklungen, die von einem Wicklungsträger getragen sind. Durch den Wicklungsträger kann die mechanische Festigkeit des Rotors und entsprechend die Drehzahl des Rotors erhöht werden. Der Wicklungsträger umfasst üblicherweise einen Grundkörper aus einem laminierten magnetischen Stahlblech und zwei Endkappen, die an den Grundkörper axial anschließen. Die Endkappen runden die Konturen des Wicklungsträgers ab, so dass die Wicklungen mit einem geeigneten Biegeradius auf dem Wicklungsträger aufgewickelt werden können. Der Grundkörper verstärkt den magnetischen Fluss in dem Rotor und die Endkappen tragen zum magnetischen Fluss in dem Rotor nachteiligerweise nicht bei. An electrical machine usually includes a stator and a rotor that can rotate in the stator. In this case, the rotor comprises a plurality of windings which are carried by a winding support. The mechanical strength of the rotor and, correspondingly, the speed of the rotor can be increased by the winding support. The winding carrier usually comprises a base body made of a laminated magnetic steel sheet and two end caps which are axially connected to the base body. The end caps round off the contours of the winding support so that the windings can be wound onto the winding support with a suitable bending radius. The base body reinforces the magnetic flux in the rotor and the end caps disadvantageously do not contribute to the magnetic flux in the rotor.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Rotor der gattungsgemäßen Art, einen Wicklungsträger für den Rotor und eine elektrische Maschine mit dem Rotor eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. The object of the invention is therefore to specify an improved or at least alternative embodiment for a rotor of the generic type, a winding support for the rotor and an electrical machine with the rotor, in which the disadvantages described are overcome.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ein Rotor für eine elektrische Maschine weist einen Wicklungsträger und wenigstens zwei von dem Wicklungsträger getragene Wicklungen auf. Der Wicklungsträger weist dabei einen Wellenbereich und wenigstens zwei Tragzähne auf. Der Wellenbereich ist um eine Rotationsachse des Rotors umlaufend angeordnet und die jeweiligen Tragzähne erstrecken sich von dem Wellenbereich radial nach außen. Die jeweiligen Wicklungen sind dabei auf den jeweiligen Tragzähnen des Wicklungsträgers aufgewickelt. Der Wicklungsträger weist zudem einen magnetischen Grundkörper und zwei an dem Grundkörper axial beidseitig anliegende Endkappen auf. Der Grundkörper und die beiden Endkappen bilden dabei jeweils bereichsweise die Tragzähne und den Wellenbereich des Wicklungsträgers. Erfindungsgemäß sind die beiden Endkappen aus einem magnetischen Material geformt. According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims. A rotor for an electrical machine has a winding carrier and at least two windings carried by the winding carrier. The winding support has a shaft area and at least two support teeth. The shaft portion is arranged circumferentially around an axis of rotation of the rotor and the respective support teeth extend radially outward from the shaft portion. The respective windings are wound onto the respective support teeth of the winding support. In addition, the winding support has a magnetic base body and two end caps that rest axially on both sides of the base body. The base body and the two end caps form the support teeth and the shaft area of the winding support in some areas. According to the invention, the two end caps are formed from a magnetic material.
Hier und weiter werden die Begriffe "axial" und "radial" stets auf die Rotationsachse des Rotors bezogen. Here and further on, the terms “axial” and “radial” always refer to the axis of rotation of the rotor.
Die Endkappen aus dem magnetischen Material können magnetische Eigenschaften des Rotors positiv beeinflussen, wodurch die axiale Länge des Rotors insgesamt reduziert werden kann. Insbesondere kann die axiale Länge des Grundkörpers reduziert werden, wodurch Materialkosten und auch Trägheit des Rotors reduziert werden. Zudem runden die Endkappen die Konturen des Wicklungsträgers ab, so dass die Wicklungen mit einem geeigneten Biegeradius auf den Tragzähnen des Wicklungsträgers aufgewickelt werden können. Die Wicklungen bestehen üblicherweise aus einem Kupferdraht oder einem Aluminiumdraht, das auf die Tragzähne des Wicklungsträgers aufgewickelt sind. The end caps made of the magnetic material can have a positive effect on the magnetic properties of the rotor, as a result of which the overall axial length of the rotor can be reduced. In particular, the axial length of the base body can be reduced, thereby reducing material costs and also the inertia of the rotor. In addition, the end caps round off the contours of the winding carrier, so that the windings can be wound onto the supporting teeth of the winding carrier with a suitable bending radius. The windings usually consist of a copper wire or an aluminum wire which is wound onto the support teeth of the bobbin.
Der Grundkörper kann aus einem magnetischen Material und/oder einem laminierten magnetischen Stahlblech geformt. Die jeweilige Endkappe kann aus ei- nem magnetischen Material, vorzugsweise aus einem magnetischen Stahl, geformt sein. Die jeweilige Endkappe kann mit dem Grundkörper integral ausgebildet und/oder mit dem Grundkörper stoffschlüssig verbunden sein. The base body may be formed of a magnetic material and/or a laminated magnetic steel sheet. The respective end cap can consist of NEM magnetic material, preferably formed of a magnetic steel. The respective end cap can be formed integrally with the base body and/or can be materially connected to the base body.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Rotors kann die Form der jeweiligen Endkappe zumindest in einem den jeweiligen Tragzahn bildenden Bereich bezüglich eines magnetischen Flusses angepasst sein. Insbesondere kann die Kontur der Endkappe so angepasst sein, dass der magnetische Fluss in einem Luftspalt zwischen dem Rotor und einem Stator optimiert ist. Vorteilhafterweise kann die jeweilige Endkappe in einem den jeweiligen Tragzahn bildenden Bereich wenigstens eine radial außenliegend angeordnete Ausnehmung aufweisen. Auch die Ausnehmung kann derart ausgebildet sein, dass der magnetische Fluss in einem Luftspalt zwischen dem Rotor und einem Stator optimiert ist. In an advantageous embodiment of the rotor, the shape of the respective end cap can be adapted with respect to a magnetic flux, at least in a region forming the respective support tooth. In particular, the contour of the end cap can be adjusted in such a way that the magnetic flux is optimized in an air gap between the rotor and a stator. Advantageously, the respective end cap can have at least one recess arranged radially on the outside in a region forming the respective support tooth. The recess can also be designed in such a way that the magnetic flux is optimized in an air gap between the rotor and a stator.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Rotors kann vorgesehen sein, dass der Wicklungsträger wenigstens einen Umlaufring aufweist. Der Umlaufring kann dabei den Grundkörper und/oder die jeweilige Endkappe außenseitig um die Rotationsachse um laufen und einfassen. Dadurch kann die mechanische Festigkeit des Wicklungsträgers erhöht werden. In an advantageous development of the rotor, it can be provided that the winding support has at least one peripheral ring. The peripheral ring can run around and enclose the base body and/or the respective end cap on the outside around the axis of rotation. As a result, the mechanical strength of the winding support can be increased.
Der wenigstens eine Umlaufring kann vorteilhafterweise aus einem magnetischen Material und/oder einem laminierten magnetischen Stahlblech geformt sein. Dadurch kann der magnetische Fluss um den Rotor optimiert bzw. angepasst werden. Zudem können die Eisen- bzw. Kernverluste in dem Rotor reduziert werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Wicklungsträger zwei zueinander identische Umlaufringe aufweisen. Die Umlaufringe können an einander gegenüberliegenden Axialenden des Rotors angeordnet sein und den Grundkörper und/oder die jeweilige Endkappe außenseitig um die Rotationsachse umlaufen und einfassen. The at least one circumferential ring can advantageously be formed from a magnetic material and/or a laminated magnetic steel sheet. As a result, the magnetic flux around the rotor can be optimized or adjusted. In addition, the iron or core losses in the rotor can be reduced. In an advantageous embodiment, the winding support can have two mutually identical circumferential rings. The peripheral rings can be arranged on opposite axial ends of the rotor and can encircle and enclose the base body and/or the respective end cap on the outside around the axis of rotation.
Die Erfindung betrifft auch einen Wicklungsträger für den oben beschriebenen Rotor. Der Wicklungsträger weist dabei einen sich parallel zu einer Rotationsachse des Rotors erstreckenden Wellenbereich und wenigstens zwei sich von dem Wellenbereich radial nach außen erstreckende Tragzähne auf. Der Wicklungsträger weist zudem einen magnetischen Grundkörper und zwei an dem Grundkörper axial beidseitig anliegende magnetische Endkappen auf. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführenden verwiesen. The invention also relates to a winding support for the rotor described above. The winding support has a shaft area that extends parallel to an axis of rotation of the rotor and at least two support teeth that extend radially outwards from the shaft area. The winding carrier also has a magnetic base body and two magnetic end caps that rest axially on both sides of the base body. In order to avoid repetition, reference is made to the above executives at this point.
Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Maschine mit einem Stator und mit dem oben beschriebenen Rotor. Der Rotor ist dabei drehbar in dem Stator aufgenommen und zwischen dem Rotor und dem Stator ist ein die Rotationsachse umlaufender Luftspalt gebildet. Die elektrische Maschine kann insbesondere ein Traktionsmotor für ein Kraftfahrzeug sein. Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung des oben beschriebenen Rotors in der elektrischen Maschine, die ein Traktionsmotor für ein Kraftfahrzeug ist. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführenden verwiesen. The invention also relates to an electric machine with a stator and with the rotor described above. The rotor is rotatably accommodated in the stator and an air gap surrounding the axis of rotation is formed between the rotor and the stator. The electrical machine can in particular be a traction motor for a motor vehicle. The invention also relates to a use of the rotor described above in the electric machine, which is a traction motor for a motor vehicle. In order to avoid repetition, reference is made to the above executives at this point.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Further important features and advantages of the invention result from the dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to identical or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch Show it, each schematically
Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine; 1 shows a sectional view of an electrical machine according to the invention;
Fig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Wicklungsträgers für einen Rotor der elektrischen Maschine; 2 shows a view of a winding carrier according to the invention for a rotor of the electrical machine;
Fig. 3 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Rotors für die elektrische Maschine in einer ersten Ausführungsform; 3 shows a view of a rotor according to the invention for the electrical machine in a first embodiment;
Fig. 4 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Rotors für die elektrische Maschine in einer zweiten Ausführungsform; 4 shows a view of the rotor according to the invention for the electrical machine in a second embodiment;
Fig. 5 und 6 Ansichten einzelnen Elemente des erfindungsgemäßen Rotors in der zweiten Ausführungsform. 5 and 6 views of individual elements of the rotor according to the invention in the second embodiment.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 . Die Maschine 1 weist dabei einen Rotor 2, einen Stator 3 und ein Gehäuse 4 auf. Der Rotor 2 ist in dem Stator 3 um eine Rotationsachse RA drehbar aufgenommen. Zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 3 ist ein die Rotationsachse RA umlaufender Luftspalt 5 gebildet, wobei der Rotor 2 und der Stator 3 über den Luftspalt 5 miteinander elektromagnetisch wechselwirken können. In dem Gehäuse 4 sind der Rotor 2 drehbar und der Stator 3 drehfest aufgenommen. Die elektrische Maschine 1 weist dabei zwei Lager 6 auf, die den Rotor 2 in dem Stator 3 bzw. in dem Gehäuse 4 drehbar anordnen. 1 shows a sectional view of an electrical machine 1 according to the invention. The machine 1 has a rotor 2, a stator 3 and a housing 4 on. The rotor 2 is accommodated in the stator 3 so as to be rotatable about an axis of rotation RA. An air gap 5 encircling the axis of rotation RA is formed between the rotor 2 and the stator 3 , the rotor 2 and the stator 3 being able to interact electromagnetically with one another via the air gap 5 . The rotor 2 can be rotated in the housing 4 and the stator 3 is accommodated in a rotationally fixed manner. The electrical machine 1 has two bearings 6 which arrange the rotor 2 in the stator 3 and in the housing 4 so that they can rotate.
Der Rotor 2 umfasst einen Wicklungsträger 7 mit einem Wellenbereich 8 und mit vier Tragzähnen 9. Der Wellenbereich 8 ist zylindrisch und erstreckt sich axial bezüglich der Rotationsachse RA. Der Wellenbereich 8 ragt axial beidseitig über die Tragzähne 9 hinaus und ist axial beidseitig in den Lager 6 drehbar aufgenommen. Die Trägerzahne 9 erstrecken sich von dem Wellenbereich 8 radial nach außen und axial bezüglich der Rotationsachse RA. Zudem umfasst der Rotor 2 wenigstens zwei - hier vier - Wicklungen 10 aus Kupferdraht, die auf den Tragzähnen 9 des Wicklungsträgers 7 aufgewickelt sind. Der Stator 3 umfasst auch mehrere Stator-Wicklungen 11 , die um den Rotor 3 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Im Folgenden wird der Aufbau des Rotors 2 und des Wicklungsträgers 7 näher erläutert. The rotor 2 comprises a winding carrier 7 with a shaft area 8 and with four support teeth 9. The shaft area 8 is cylindrical and extends axially with respect to the axis of rotation RA. The shaft area 8 protrudes axially beyond the support teeth 9 on both sides and is rotatably accommodated in the bearing 6 on both sides axially. The carrier teeth 9 extend radially outwards from the shaft portion 8 and axially with respect to the axis of rotation RA. In addition, the rotor 2 comprises at least two—here four—windings 10 made of copper wire, which are wound onto the supporting teeth 9 of the winding support 7 . The stator 3 also includes a plurality of stator windings 11 evenly distributed around the rotor 3 . The structure of the rotor 2 and the winding carrier 7 is explained in more detail below.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Wicklungsträgers 7 für den Rotor 2. Wie in Fig. 2 erkennbar ist, ist der Wicklungsträger 7 axial bezüglich der Rotationsachse RA aus einem Grundkörper 12 und zwei Endkappen 13 gebildet. Der Wellenbereich 8 und die Tragzähne 9 des Wicklungsträgers 7 sind dabei bereichsweise durch den Grundkörper 12 und bereichsweise durch die beiden Endkappen 13 abgebildet bzw. geformt. Der Grundkörper 12 ist aus einem laminierten magnetischen Stahlblech und die Endkappen sind aus einem magnetischen Material geformt. Dadurch trägt der gesamte Wicklungsträger 7 zu dem magnetischen Fluss um den Rotor 2 bei. Die beiden Endkappen 13 sind dabei derart ausgeformt, dass die Wicklungen 10 mit einem geeigneten Biegeradius auf den Tragzähnen 9 des Wicklungsträgers 7 aufgewickelt werden können. Zudem ist die Form der jeweiligen Endkappe 13 bezüglich des magnetischen Flusses in dem Luftspalt 5 - wie dieser in Fig. 1 gezeigt ist - angepasst. FIG. 2 shows a view of the winding support 7 according to the invention for the rotor 2. As can be seen in FIG. The shaft area 8 and the support teeth 9 of the winding support 7 are partially reproduced or formed by the base body 12 and partially by the two end caps 13 . The base body 12 is made of a laminated magnetic steel sheet and the end caps are formed of a magnetic material. As a result, the entire winding support 7 contributes to the magnetic flux around the rotor 2 . The two end caps 13 are shaped in such a way that the windings 10 can be wound onto the supporting teeth 9 of the winding carrier 7 with a suitable bending radius. In addition, the shape of the respective end cap 13 is adapted with respect to the magnetic flux in the air gap 5--as shown in FIG.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Rotors 2 in einer ersten Ausführungsform. Wie in Fig. 3 erkennbar ist, weist die jeweilige Endkappe 13 in einem den jeweiligen Tragzahn 9 bildenden Bereich jeweils eine Ausnehmung 14 auf. Die Ausnehmung 14 ist dabei radial außenliegend ausgebildet und kann zum magnetischen Fluss in dem Luftspalt zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 3 beitragen. 3 shows a view of the rotor 2 according to the invention in a first embodiment. As can be seen in FIG. 3, the respective end cap 13 has a recess 14 in a region forming the respective support tooth 9 . The recess 14 is formed radially on the outside and can contribute to the magnetic flux in the air gap between the rotor 2 and the stator 3 .
Fig. 4 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Rotors 1 in einer zweiten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform weist der Wicklungsträger 7 zwei - hier nur einer zu sehen - Umlaufringe 15 auf. Der jeweilige Umlaufring 15 ist aus einem magnetischen Material und/oder einem laminierten magnetischen Stahlblech geformt. Der jeweilige Umlaufring 15 fasst dabei die jeweilige Endkappe 13 außenseitig und um die Rotationsachse RA umlaufend ein. Dadurch können die mechanische Festigkeit des Wicklungsträgers 7 erhöht und der magnetische Fluss um den Rotor 2 optimiert werden. 4 shows a view of the rotor 1 according to the invention in a second embodiment. In the second embodiment, the winding carrier 7 has two—only one can be seen here—circular rings 15 . Each peripheral ring 15 is formed of a magnetic material and/or a laminated magnetic steel sheet. The respective circumferential ring 15 encloses the respective end cap 13 on the outside and circumferentially around the axis of rotation RA. As a result, the mechanical strength of the winding carrier 7 can be increased and the magnetic flux around the rotor 2 can be optimized.
Fig. 5 zeigt den jeweiligen Umlaufring 15. In Fig. 6 ist der Rotor 2 in der zweiten Ausführungsform mit dem von der jeweiligen Endkappe 13 gelösten Umlaufring 15 gezeigt. FIG. 5 shows the respective ring 15. In FIG. 6, the rotor 2 is shown in the second embodiment with the ring 15 detached from the respective end cap 13. FIG.
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Claims

Ansprüche Expectations
1 . Rotor (2) für eine elektrische Maschine (1 ), 1 . Rotor (2) for an electrical machine (1),
- wobei der Rotor (2) einen Wicklungsträger (7) und wenigstens zwei von dem Wicklungsträger (7) getragene Wicklungen (10) aufweist, - wherein the rotor (2) has a winding support (7) and at least two windings (10) carried by the winding support (7),
- wobei der Wicklungsträger (7) einen Wellenbereich (8) und wenigstens zwei Tragzähne (9) aufweist, - wherein the winding carrier (7) has a shaft area (8) and at least two support teeth (9),
- wobei der Wellenbereich (8) um eine Rotationsachse (RA) des Rotors (2) umlaufend angeordnet ist und die jeweiligen Tragzähne (9) sich von dem Wellenbereich (8) radial nach außen erstrecken, - wherein the shaft area (8) is arranged circumferentially around an axis of rotation (RA) of the rotor (2) and the respective support teeth (9) extend radially outwards from the shaft area (8),
- wobei die jeweiligen Wicklungen (10) auf den jeweiligen Tragzähnen (9) aufgewickelt sind, - the respective windings (10) being wound on the respective supporting teeth (9),
- wobei der Wicklungsträger (7) einen magnetischen Grundkörper (12) und zwei an dem Grundkörper (12) axial beidseitig anliegende Endkappen (13) aufweist,- wherein the winding carrier (7) has a magnetic base body (12) and two end caps (13) which rest axially on both sides of the base body (12),
- wobei der Grundkörper (12) und die beiden Endkappen (13) die Tragzähne (9) und den Wellenbereich (8) des Wicklungsträgers (7) jeweils bereichsweise bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endkappen (13) aus einem magnetischen Material geformt sind. - wherein the base body (12) and the two end caps (13) form the support teeth (9) and the shaft area (8) of the winding carrier (7) in some areas, characterized in that the two end caps (13) are formed from a magnetic material .
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) aus einem magnetischen Material und/oder einem laminierten magnetischen Stahlblech geformt ist. 2. Rotor according to claim 1, characterized in that the base body (12) is formed from a magnetic material and / or a laminated magnetic steel sheet.
3. Rotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 9 dass die jeweilige Endkappe (13) aus einem magnetischen Material, vorzugsweise aus einem magnetischen Stahl, geformt ist. 3. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that 9 that the respective end cap (13) is formed from a magnetic material, preferably from a magnetic steel.
4. Rotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Endkappe (13) mit dem Grundkörper (12) integral ausgebildet und/oder stoffschlüssig verbunden ist. 4. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the respective end cap (13) is formed integrally with the base body (12) and/or is materially connected.
5. Rotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 5. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that
- dass die Form der jeweiligen Endkappe (13) zumindest in einem den jeweiligen Tragzahn (9) bildenden Bereich bezüglich eines magnetischen Flusses angepasst ist, und/oder - that the shape of the respective end cap (13) is adapted at least in a region forming the respective support tooth (9) with respect to a magnetic flux, and/or
- dass die jeweilige Endkappe (13) in einem den jeweiligen Tragzahn (9) bildenden Bereich wenigstens eine radial außenliegend angeordnete Ausnehmung (14) aufweist. - that the respective end cap (13) has at least one recess (14) arranged radially on the outside in a region forming the respective supporting tooth (9).
6. Rotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (7) wenigstens einen Umlaufring (15) aufweist, der den Grundkörper (12) und/oder die jeweilige Endkappe (13) außenseitig um die Rotationsachse (RA) umläuft und einfasst. 6. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the winding carrier (7) has at least one circumferential ring (15) which surrounds the base body (12) and/or the respective end cap (13) on the outside around the axis of rotation (RA) and borders.
7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Umlaufring (15) aus einem magnetischen Material und/oder aus einem laminierten magnetischen Stahlblech geformt ist. 7. Rotor according to claim 6, characterized in that the at least one circumferential ring (15) is formed from a magnetic material and/or from a laminated magnetic steel sheet.
8. Rotor nach Anspruch 7 oder 8, 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (7) zwei zueinander identische Umlaufringe (15) aufweist, die an einander gegenüberliegenden Axialenden des Rotors (2) angeordnet sind und den Grundkörper (12) und/oder die jeweilige Endkappe (13) außenseitig um die Rotationsachse (RA) um laufen und einfassen. 8. Rotor according to claim 7 or 8, 10 characterized in that the winding support (7) has two mutually identical peripheral rings (15) which are arranged at opposite axial ends of the rotor (2) and the base body (12) and/or the respective end cap (13) on the outside around the axis of rotation (RA) to run and border.
9. Wicklungsträger (7) für den Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wicklungsträger (7) einen sich parallel zu einer Rotationsachse (RA) des Rotors (2) erstreckenden Wellenbereich (8) und wenigstens zwei sich von dem Wellenbereich (8) radial nach außen erstreckende Tragzähne (9) aufweist. 9. winding support (7) for the rotor (2) according to any one of claims 1 to 8, wherein the winding support (7) parallel to an axis of rotation (RA) of the rotor (2) extending shaft region (8) and at least two extending from the shaft area (8) has radially outwardly extending support teeth (9).
10. Elektrische Maschine (1 ) mit einem Stator (3) und mit einem Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Rotor (2) drehbar in dem Stator (3) aufgenommen ist und zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (3) ein die Rotationsachse (RA) ein umlaufender Luftspalt (5) gebildet ist. 10. Electrical machine (1) with a stator (3) and with a rotor (2) according to any one of claims 1 to 8, wherein the rotor (2) is rotatably accommodated in the stator (3) and between the rotor (2) and the stator (3) has an air gap (5) surrounding the axis of rotation (RA).
11 . Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Traktionsmotor für ein Kraftfahrzeug ist. 11 . Electrical machine according to Claim 10, characterized in that the electrical machine is a traction motor for a motor vehicle.
12. Verwendung eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer elektrischen Maschine (1 ) nach Anspruch 11 . 12. Use of a rotor (2) according to any one of claims 1 to 8 in an electrical machine (1) according to claim 11.
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