WO2024175693A1 - Rotor mit schrägung sowie verfahren zur herstellung des rotors - Google Patents

Rotor mit schrägung sowie verfahren zur herstellung des rotors Download PDF

Info

Publication number
WO2024175693A1
WO2024175693A1 PCT/EP2024/054479 EP2024054479W WO2024175693A1 WO 2024175693 A1 WO2024175693 A1 WO 2024175693A1 EP 2024054479 W EP2024054479 W EP 2024054479W WO 2024175693 A1 WO2024175693 A1 WO 2024175693A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
partial
sheet metal
insert
outer magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2024/054479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias WESA
Philipp NEIDHARDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of WO2024175693A1 publication Critical patent/WO2024175693A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • 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
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention relates to a rotor for an electrical machine with the features of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing the rotor.
  • Rotors for electrical machines which usually have a rotor core made up of several individual sheets stacked on top of each other, with the rotor core having several magnetic pockets distributed in the circumferential direction for accommodating permanent magnets.
  • rotors of permanently excited synchronous machines so-called buried permanent magnets are generally used, which are embedded within the rotor core. It is also known to supplement the buried permanent magnets with surface magnets to improve efficiency. These are arranged on the outside of the rotor core and fixed by bandaging the rotor core. By bandaging the rotor core, a particularly high mechanical strength and speed stability is achieved.
  • the publication DE 10 2019 117 686 A1 discloses a rotor device for an electrical machine, with a rotor comprising a rotor core and a bandage radially enclosing the rotor core and a plurality of rotor poles.
  • the rotor poles each comprise at least two magnet units buried in the rotor core, namely internal magnet units, and at least one magnet unit arranged between the rotor core and the bandage, namely surface magnet units.
  • the invention has for its object to provide a rotor of the type mentioned above, which is characterized by improved operating behavior.
  • the subject of the invention is a rotor which is designed and/or suitable for an electric machine.
  • the electric machine is designed and/or suitable for an electric axle drive and/or for driving a motor vehicle.
  • the electric machine is preferably designed as an internal rotor, with the rotor being arranged radially inside a stator.
  • the electric machine can be designed as a traction machine, also known as a separate motor generator (SMG).
  • SMG separate motor generator
  • the electric machine is particularly preferably designed as a permanent magnet synchronous machine, or PSM for short.
  • the rotor has a plurality of rotor poles distributed in the circumferential direction, each of which has at least or exactly one inner magnet unit and at least or exactly one outer magnet unit.
  • the inner magnet units are to be understood as radially inner, in particular buried, magnet units, whereas the outer magnet units are to be understood as radially outer magnet units.
  • the inner and outer magnet units each comprise one or more pole-generating magnets, in particular permanent magnets.
  • the rotor has more than four, preferably more than six, in particular more than eight rotor poles, which are evenly distributed in the circumferential direction.
  • the rotor has 1n, 2n or 3n inner magnet units and 1n, 2n or 3n outer magnet units, where n corresponds to the number of rotor poles.
  • the rotor has at least or exactly two partial laminated cores, each partial laminated core comprising a laminated core and several insert segments.
  • the at least two partial laminated cores are connected together, in particular in multiple parts, to form a rotor laminated core.
  • the at least two partial laminated cores are arranged together on a rotor shaft in the axial direction in relation to a rotor rotation axis, one after the other and/or in a rotationally fixed manner.
  • the rotor laminated core can comprise more than two, preferably more than four, in particular more than six of the partial laminated cores.
  • the The sheet metal core is closed all the way around, in particular essentially ring-shaped.
  • the sheet metal core can also be segmented all the way around.
  • the segmentation can take place in the circumferential direction in the area of the pole edges or at the pole edges.
  • the insert segments are preferably designed separately from the sheet metal core or as separate components.
  • Each rotor pole is preferably assigned exactly one insert segment.
  • the sheet metal core has a segment holder that is open radially outwards and is designed and/or suitable for receiving an insert segment.
  • the segment holders have a contour that is complementary to and/or geometrically similar to the insert segments.
  • the insert segments are preferably supported on the inner magnet units in a form-fitting manner in the circumferential direction and/or in the radial direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the insert segments are preferably supported on the inner magnet units with a precise fit and/or without play.
  • the insert segments are particularly preferably received in the segment holders in such a way that their radial outer side defines an outer circumference of the rotor and/or is arranged on a common pitch circle around the rotor rotation axis.
  • the sheet metal core has an inner magnet holder for each rotor pole, which is designed and/or suitable for receiving the at least one inner magnet unit.
  • the inner magnet holder is formed radially between the sheet metal core and the respective associated insert segment.
  • the inner magnet holder serves to positively and/or non-positively receive the inner magnet units.
  • the sheet metal core and/or the insert segment each have a holding structure for each magnet unit, which fixes the respective inner magnet unit in a positively and/or non-positively manner.
  • the holding structure is formed in one piece, in particular from a common material section, with the sheet metal core or the insert segment.
  • the holding structure is designed as a holding lug or constriction or projection or the like.
  • the holding structure can also be formed by a holding element on the sheet metal core. and/or the insert segment.
  • the inner magnet units can be inserted into the inner magnet holder from the outside in a first assembly step.
  • each insert segment has at least or exactly one outer magnet holder, which is designed and/or suitable for receiving the at least one outer magnet unit.
  • the outer magnet holder serves for the positive and/or non-positive reception of one or more of the outer magnet units.
  • the insert segment and/or a further insert segment each has a holding structure for each magnet unit, which fixes the respective outer magnet unit in a positive and/or non-positive manner.
  • the holding structure is preferably formed in one piece, in particular from a common material section, with the insert segment or the further insert segment.
  • the holding structure is designed as a holding lug or constriction or projection or the like.
  • the holding structure can also be formed by a recess formed on the insert segment and/or the further insert segment.
  • the outer magnet units can be inserted into the outer magnet holder from the outside in a further assembly step.
  • the rotor has a bandage that surrounds the partial laminated cores, via which the inner and outer magnet units and the insert segments are held in the respective segment holder.
  • the inner and outer magnet units and the insert segments are clamped between the laminated core and the bandage.
  • the bandage is preferably formed by a fiber wrapping, which can preferably be made of carbon fiber or other fiber materials, such as metal fibers or a fiber composite material, for example fiber-reinforced plastic.
  • the outer magnet units of two adjacent partial laminated cores are arranged offset in the circumferential direction by a helix angle.
  • the inner magnet units units of two adjacent partial laminated cores are arranged offset in the circumferential direction by a helix angle.
  • the inner magnet units of one partial laminated core are rotated relative to the inner magnet units of an adjacent partial laminated core and/or the outer magnet units of one partial laminated core are rotated relative to the outer magnet units of the adjacent partial laminated core by the helix angle.
  • the helix angle within the rotor laminated core between the first and the second partial laminated core forms an offset which is designed and/or suitable for axially supporting the respective magnet units.
  • the helix angle is smaller than a pole pitch of the rotor.
  • the helix angle is smaller than an angle defined by a center distance between two adjacent rotor poles, which can be represented as 360/n, where “n” corresponds to the number of rotor poles.
  • the invention is based on the knowledge that in the case of bandaged, non-slanted rotors, the torque ripple effect (torque fluctuation) can lead to noise excitation of the electrical machine.
  • the advantage of the invention is that the generated slant of the inner and outer magnet receptacles can reduce and/or optimize the noise behavior, in particular the noise-vibration-harshness behavior (NVH behavior), and/or rotational irregularities or torque fluctuations of the rotor.
  • NSH behavior noise-vibration-harshness behavior
  • a rotor is thus proposed which is characterized by improved operating behavior.
  • the outer magnet holder of each rotor pole is arranged asymmetrically with respect to a vertical axis running in the radial direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the vertical axis can be defined by a center line, axis of symmetry or a so-called d-axis of the respective rotor pole, which lies in the middle of each rotor pole.
  • the outer magnet holders of each rotor pole are designed with an asymmetry or offset off-center in the circumferential direction with respect to the rotor rotation axis on the respective insert segment.
  • the inner magnet holder is arranged with respect to the Vertical axis arranged asymmetrically.
  • the inner magnet holders of each rotor pole are designed with an asymmetry or offset off-center on the sheet metal core in the circumferential direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the asymmetry thus makes it easy to create a single or multiple inclination in the rotor sheet metal package by rotating the partial sheet metal packages around the respective vertical axis.
  • the sheet metal core and/or the insert segments of one partial sheet metal package are rotated by 180 degrees around the vertical axis in order to form the helix angle relative to the sheet metal core and/or the insert segments of the other partial sheet metal package.
  • “rotated” means that the sheet metal core and/or the insert segments of a first partial sheet metal package are rotated around the vertical axis relative to the sheet metal core or insert segments of a second partial sheet metal package in such a way that an end face of the sheet metal core or the insert segments that previously faced away from the second partial sheet metal package faces the second partial sheet metal package.
  • the at least two partial sheet packages can be of the same construction or identical to produce the bevel, since the bevel is only created by a rotation around the vertical axis. This makes the manufacturing process particularly simple and cost-effective.
  • a center line of the inner magnet holder running in the radial direction with respect to the rotor rotation axis is arranged offset in the circumferential direction by a differential angle to the vertical axis to form the helix angle.
  • a center line of the outer magnet holder running in the radial direction with respect to the rotor rotation axis is arranged offset in the circumferential direction by a differential angle to the vertical axis to form the helix angle.
  • the differential angle corresponds to half the helix angle.
  • the vertical axis forms an angle bisector of the helix angle.
  • the center lines of the particularly asymmetrically arranged magnet receptacles are arranged deviating from the vertical axis.
  • the first center line is to be understood as an axis of symmetry of the inner magnet receptacle, on which the inner magnet receptacle or the inner magnet units are mirrored.
  • the second center line is to be understood as an axis of symmetry of the outer magnet receptacle, on which the outer magnet receptacle or the outer magnet units are mirrored.
  • the helix angle is less than 6 degrees, preferably less than 4 degrees, in particular less than 2 degrees. As a result, the helix angle can be formed in a simple manner by rotating the laminated core and/or the insert segments of one partial laminated core about the vertical axis.
  • the sheet metal cores each have several through openings distributed and/or spaced apart in the circumferential direction, which are designed and/or suitable for forming a cooling channel and/or for reducing weight.
  • the through openings of the sheet metal cores of all partial sheet metal packages are congruent or aligned with one another in the axial direction.
  • the through openings pass through the rotor sheet metal package continuously and/or in a straight line in the axial direction.
  • the through openings designed as cooling channels define a flow path along which the coolant flows through the rotor in the axial direction with respect to the rotor axis of rotation and transports heat away.
  • the through-openings are arranged or formed symmetrically in the respective laminated core with respect to the vertical axis, so that the through-openings of one partial laminated core are arranged or can be arranged in alignment with the through-openings of the other partial laminated core when the associated laminated core is rotated around the vertical axis.
  • the rotor laminated core has one cooling channel per rotor pole. The advantage is that by rotating the laminated cores or the insert segments, a bevel is easily implemented in the rotor laminated core, with the through-openings, in particular the cooling channels, running straight through the rotor laminated core.
  • the sheet metal cores each have a central shaft receptacle which is designed and/or suitable for the rotationally fixed reception of a rotor shaft, wherein the shaft receptacles of the sheet metal cores of all partial sheet metal packages are congruent in the circumferential direction or aligned with one another in the axial direction.
  • the central shaft receptacle penetrates the rotor sheet metal package continuously and/or in a straight line in the axial direction.
  • the central shaft receptacle is formed as a central through-opening through which the rotor shaft is guided coaxially with respect to the rotor rotation axis.
  • the shaft receptacle has a polygonal shape, in particular a polygonal shape corresponding to the number of rotor poles.
  • the shaft receptacle and the rotor shaft have an n-fold rotational symmetry, wherein n corresponds to the number of rotor poles.
  • the rotor rotation axis is defined by a rotation axis of the rotor shaft.
  • the shaft holder has several support surfaces, each of which is designed and/or suitable for support on a respective counter surface formed on the rotor shaft.
  • a maximum of three of the support surfaces are designed as contact surfaces, which form a force connection with the respective associated counter surface at least in the circumferential direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the contact surfaces preferably lie on the respective counter surface via a press fit.
  • the press fit is preferably created either by an oversize on the respective counter surfaces or the respective support surfaces.
  • all other support surfaces are designed as auxiliary surfaces, which form a form connection with the respective associated counter surface at least in the circumferential direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the auxiliary surfaces preferably lie on the respective counter surface via a clearance fit.
  • the torque support via the counter surfaces enables a particularly simple and safe assembly of the partial sheet packages on the rotor shaft, whereby a skew in the classic sense can be dispensed with by an asymmetry of the shaft mount.
  • the vertical axis defines an axis of symmetry of the through openings and/or the shaft holder.
  • the vertical axis runs centrally to one of the through-openings or centrally between two adjacent through-openings.
  • the vertical axis runs centrally to one of the support surfaces or centrally between two adjacent support surfaces.
  • the rotor poles each have exactly two inner magnet units and exactly one outer magnet unit, wherein the two inner magnet units are arranged in a V-shape relative to one another and the outer magnet unit is arranged on a radial outer side of the insert segment and/or adjacent to the bandage.
  • the V-shaped arrangement opens outwards in the radial direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the two inner magnet units of each rotor pole are arranged at an angle to the radius of the rotor and/or along a secant.
  • the two inner magnet units are arranged mirrored with respect to the vertical axis and/or the associated center line and/or the d-axis.
  • the outer magnet unit is aligned in a tangential direction.
  • the outer magnet units of each rotor pole are arranged at a right angle to the radius of the rotor and/or along a tangent.
  • the outer magnet units are aligned essentially parallel and/or in the same direction to the respective support surface of the associated rotor pole.
  • the partial laminated cores have two inner and one outer magnet units per rotor pole, with the two inner and/or the outer magnet units being offset from one another at the helix angle.
  • the outer magnet unit is positioned in the radial direction with respect to the rotor rotation axis between the insert segment and the Bandage held in place with a positive and/or non-positive fit. This allows for a simple and cost-effective rotor design.
  • the rotor poles each have exactly two inner magnet units and exactly two outer magnet units, with the two inner magnet units and the two outer magnet units each being arranged in a V-shape relative to one another.
  • the V-shaped arrangement of the inner and outer magnet units opens outwards in the radial direction with respect to the rotor rotation axis.
  • the two inner and the two outer magnet units of each rotor pole are arranged at an angle, in particular at the same angle, to the radius of the rotor.
  • the two inner and the two outer magnet units can also be arranged at different angles to the radius of the rotor.
  • the inner and the outer magnet units are arranged in two layers in a V-shape or in a double V arrangement. The V-shaped arrangement of the inner and the outer magnet units allows the rotor to be easily optimized in terms of its drag torque.
  • each partial laminated core comprises a further insert segment for each rotor pole, which is arranged radially between the insert segment and the bandage, with the outer magnet holder being formed radially between the insert segment and the further insert segment.
  • the further insert segments are preferably designed separately from the laminated core and the insert elements or as separate components.
  • Each rotor pole is preferably assigned exactly one further insert segment.
  • the segment holders are each suitable for holding the two insert segments.
  • the inner, in particular V-shaped, magnet holder is formed radially between the laminated core and the insert segment and the outer, in particular V-shaped, magnet holder is formed radially between the insert segment and the further insert segment.
  • the further insert segments are preferably supported on the at least two outer magnet units in a precise fit and/or without play.
  • a simple assembly of the rotor with a double-V arrangement is thus proposed.
  • the magnet units and the insert segments are inserted one after the other into the segment holder and then held in place by the bandage.
  • the rotor poles each have at least one further outer magnet unit, wherein the further outer magnet unit is arranged on a radial outer side of the further insert segment and/or adjacent to the bandage.
  • the further insert element has a further outer magnet receptacle for receiving the further magnet unit.
  • the further outer magnet receptacle is formed by a recess that is open radially outwards and into which the further outer magnet unit is inserted.
  • the partial laminated cores thus preferably comprise five of the magnet units per rotor pole, wherein optionally the inner and/or the outer and/or the further magnet units can be arranged offset from one another with the helix angle.
  • the sheet metal core is formed by several individual sheets stacked in the axial direction with respect to a rotor rotation axis and the insert segments are formed by several individual sheet metal segments stacked in the axial direction with respect to the rotor rotation axis, wherein the individual sheets and/or the individual sheet metal segments of the at least two partial sheet metal packages are designed as identical parts.
  • the individual sheets and the individual sheet metal segments are preferably each joined to the respective partial sheet metal package, which in turn are connected together, in particular in multiple parts, to form the rotor sheet metal package.
  • the individual sheets and the individual sheet metal segments are preferably each made of a magnetized and/or magnetizable material, preferably a steel alloy.
  • the individual sheets and the individual sheet metal segments are designed as so-called electrical sheets. A skew of the rotor can thus be generated by means of at least two identical partial sheet metal packages.
  • a rotor lamination package is thus proposed which can be manufactured particularly cost-effectively.
  • Another object of the invention relates to a method for producing a
  • a second partial laminated core is provided, wherein the laminated core and/or the insert segments of the second partial laminated core are arranged offset by a helix angle relative to the first partial laminated core;
  • the partial sheet packages are wrapped with a bandage.
  • the partial laminated cores are manufactured separately from one another in a manufacturing process, e.g. by means of punching and stacking, and then stacked in the axial direction with respect to the rotor rotation axis according to the method described.
  • the respective partial laminated cores thus represent segments of the rotor, so-called rotor segments, which are arranged one after the other on a common rotor carrier, preferably the rotor shaft, in the axial direction with respect to the rotor axis.
  • the partial laminated cores are preferably of the same construction, in particular as already described above.
  • the rotor laminated core can be constructed from the two partial laminated cores.
  • the rotor laminated core is preferably constructed from more than two, preferably at least four of the partial laminated cores, with one or more of the laminated cores and/or insert segments of the partial laminated cores being rotated by the helix angle as part of the method in order to produce a single or multiple helix of the rotor laminated core.
  • the sheet metal core of the second partial sheet metal package is rotated around the vertical axis, in particular by 180 degrees, relative to the first partial sheet metal package, so that the sheet metal cores within the at least two partial sheet metal packages are rotated relative to one another by the helix angle.
  • the insert segments of the second partial sheet metal package are rotated around the vertical axis, in particular by 180 degrees, relative to the first partial sheet metal package, so that the insert segments within the at least two partial sheet metal packages are rotated relative to one another by the helix angle.
  • the sheet metal cores are rotated around the vertical axis before being mounted on the motor shaft in order to create the helix angle.
  • the sheet metal cores in particular the inner magnet holders, are arranged asymmetrically with respect to the vertical axis.
  • the insert segments are rotated around the vertical axis before being inserted into the segment holder in order to create the helix angle.
  • the insert elements in particular the outer magnet holder(s), are arranged asymmetrically with respect to the vertical axis. A method is thus proposed which enables different helix angles of the rotor in a simple manner.
  • Fig. 1 is an axial view of a rotor for an electrical machine as an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is an axial view of a rotor pole of the rotor of Fig. 1 with a bevel;
  • Fig. 3 shows an alternative embodiment of the inclination of the rotor without bandage from Fig. 1 in a perspective view
  • Fig. 4 in the same representation as Fig. 2 an alternative design of the rotor or the rotor poles without bandage;
  • Fig. 5 is a perspective view of the rotor without bandage according to Fig. 4;
  • Fig. 6 an exemplary rotor without bandage with four partial laminated cores in a perspective view
  • Figure 1 shows a rotor 1 in an axial view with respect to a rotor rotation axis 100, which is designed for an electric machine, not shown, of an electric vehicle designed or suitable.
  • the electrical machine is a permanent magnet synchronous machine.
  • the rotor 1 comprises six rotor poles 2 evenly distributed in the circumferential direction around the rotor rotation axis 100, with each rotor pole 2 having two inner magnet units 3a, 3b and two outer magnet units 4a, 4b.
  • the inner magnet units 3a, 3b and the outer magnet units 4a, 4b are each formed by at least one pole-generating magnet, which is designed, for example, as a rod-shaped permanent magnet.
  • the inner magnet units 3a, 3b and the outer magnet units 4a, 4b are each arranged in a V-shape, with the inner magnet units 3a, 3b being located radially inward and the outer magnet units 4a, 4b being located radially outward.
  • the rotor 1 comprises at least two partial laminated cores 5a, 5b, which are essentially formed from a star-shaped laminated core 6 and, for each rotor pole 2, from one insert segment 7 and one further insert segment 8, wherein the insert segments 7, 8 of each rotor pole 2 are received in a form-fitting manner in a segment holder 9 formed on the laminated core 6.
  • the laminated cores 6 of the two partial laminated cores 5a, 5b are each formed by several individual laminated sheets 10 stacked one above the other in the axial direction with respect to the rotor rotation axis 100, and the insert segments 7 and the further insert segments 8 are formed by several individual laminated sheet segments 11 stacked one above the other in the axial direction with respect to the rotor rotation axis 100.
  • the individual sheets 10 and the individual sheet segments 11 can each be manufactured by punching and stacking and connected to one another within the respective partial sheet stacks 5a, 5b.
  • an inner magnet holder 12 is formed, which serves to hold the two inner magnet units 3a, 3b.
  • an outer magnet holder 13 is formed, which serves to hold the two outer magnet units 4a, 4b.
  • the magnet units 3a, 3b, 4a, 4b are held in the respective magnet holder 12, 13 in a captive manner, e.g. positively and/or force-fitting manner, with the sheet metal core 6 and the Insert segment 7 can have a corresponding recess, holding structure or the like for this purpose.
  • the insert segment 7 is supported in a form-fitting manner on the two inner magnet units 3a, 3b in the radial direction and in the circumferential direction to form the inner magnet holder 12, and the further insert segment 8 is supported in a form-fitting manner on the two outer magnet units 4a, 4b in the radial direction and in the circumferential direction to form the outer magnet holder 13.
  • the rotor 1 also has a bandage 14 which encloses the partial sheet packages 5a, 5b on their outer circumference.
  • the bandage 14 serves to hold the individual components of the rotor 1 together and to shield the rotor 1 against heat.
  • the inner and outer magnet units 3a, 3b, 4a, 4b as well as the insert segments 7, 8 are each held or clamped captively between the sheet metal core 6 and the bandage 14 in the segment holders 9.
  • the bandage 14 can be formed by a carbon fiber wrapping.
  • the sheet metal cores 6 of each partial sheet metal package 5a, 5b each have a through opening 15 for each rotor pole 2, which serves to form a cooling channel 16 and at the same time to reduce weight.
  • the through openings 15 are each formed in the circumferential direction between the magnet holders 3a, 3b, 4a, 4b of two adjacent poles 2 on an inner circumference of the sheet metal core 6 and each lie on a q-axis 101 running in the radial direction, along which the pole edges of the rotor poles 2 run.
  • the through openings 15 each extend parallel to the rotor rotation axis 100, with the through openings 15 of all partial sheet metal packages 5a, 5b being arranged congruently or in alignment with one another.
  • each partial sheet metal package 5a, 5b have a central shaft holder 17, via which the partial sheet metal packages 5a, 5b are arranged together in a rotationally fixed manner on a rotor shaft 18.
  • the rotor shaft 18 is guided coaxially with respect to the rotor rotation axis 100 through the shaft holder 17, wherein the shaft holders 17 of all partial sheet metal packages 5a, 5b are arranged congruently or in alignment with one another.
  • the rotor 1 has a plurality of filler bodies 19 which are inserted into the through openings 15 in the axial direction with respect to the rotor rotation axis 100 in order to form at least one cooling channel 16 between the sheet metal core 6 and the rotor shaft 17.
  • the filler bodies 19 have one or more spacing contours 20 on an outer side facing the sheet metal core 6, via which the filler body 19 is supported with a slight clearance in the radial direction with respect to the rotor rotation axis 100 to form the cooling channel 16.
  • the filler bodies 19 are supported in a form-fitting and/or force-fitting manner on an outer circumference of the rotor shaft 18 in the radial direction.
  • the partial laminated cores 5a, 5b or the laminated cores 6 are connected to the rotor shaft 17 in a form-fitting and/or force-fitting manner via the shaft holder 17 in the circumferential direction around the rotor rotation axis 100.
  • the rotor shaft 18 has a support surface 21 for each rotor pole 2, which are each supported on a counter surface 22 formed on the rotor shaft 18.
  • the support surface 21 and the counter surface 22 are each designed as flat surface sections which at least form-fittingly abut one another in the radial direction with respect to the rotor rotation axis 100.
  • the support surfaces 21 are designed as contact surfaces 23 and the remaining, in particular three, support surfaces 21 are designed as auxiliary surfaces 24.
  • the contact surfaces 23 and the auxiliary surfaces 24 are arranged alternately in the circumferential direction. In other words, the contact surfaces 23 are arranged offset by 120 degrees in the circumferential direction around the rotor rotation axis 100.
  • the respective support surfaces 21 are supported by a press fit on the respective associated counter surface 22, so that the sheet metal cores 6 are centered during assembly via the contact surfaces 23.
  • the auxiliary surfaces 24 the respective support surfaces 21 are arranged by a clearance fit on the respective associated counter surface 22, wherein when the bandage 14 is assembled, the auxiliary surfaces 24 are at least positively placed on the respective counter surface 22.
  • the rotor 1 comprises at least one clamping device holder 25 for each rotor pole 2 for receiving a clamping device, which can be inserted into the Clamping device holder 25 can be mounted.
  • the clamping device holders 25 are formed in the further insert segments 8 and each extend parallel to the rotor rotation axis 100, wherein the clamping device holders 25 of all partial sheet packages 5a, 5b are arranged congruently or in alignment with one another.
  • the invention is based on the knowledge that a slant of the rotor laminated core can be provided to reduce torque fluctuations, also known as "torque ripple".
  • torque ripple also known as "torque ripple”.
  • the proposed rotor 1 has axially continuous through-openings 15, a polygonal shaft holder 17 and axially continuous clamping means holders 25 over the entire axial length, a slant known from the prior art by rotating the partial laminated cores 5a, 5b in the circumferential direction around the rotor rotation axis 100 is not possible.
  • rotating the partial laminated cores 5a, 5b in the circumferential direction has a negative impact on performance and assembly also becomes significantly more difficult since rotating the partial laminated cores 5a, 5b must be carried out in a process-safe manner.
  • a skew is created by the outer magnet units 4a, 4b of the two partial laminated cores 5a, 5b being arranged offset in the circumferential direction by a skew angle 102.
  • the outer magnet receptacles 13 are formed asymmetrically on the insert segment 7 and the further insert segment 8 with respect to a vertical axis 103 running in the radial direction with respect to the rotor rotation axis, so that an offset is formed within the rotor laminated core between the outer magnet receptacles 13 of the first partial laminated core 5a and the outer magnet receptacles 13 of the second partial laminated core 5b.
  • the insert segments 7, 8 of the second partial laminated core 5b are rotated by 180 degrees around the vertical axis 103 relative to the insert segments 7, 8 of the first partial laminated core 5a during assembly, with the laminated core 6 of the second partial laminated core 5b being congruent to the sheet core 6 of the first partial sheet package 5a.
  • This ensures that the through openings 16, the shaft holder 17 and the inner magnet holders 12 remain congruent or non-beveled.
  • these are formed symmetrically to the vertical axis 103 in the further insertion segments 8. This allows the partial sheet packages 5a, 5b to be aligned correctly in a simple manner by aligning the clamping device holders 25.
  • the vertical axis 103 is defined by a first center line 104a of the inner magnet holder 12 of the illustrated rotor pole 2, wherein a second center line 104b of the outer magnet holder 13 is arranged offset by a differential angle 105 to the vertical axis 103.
  • the first center line 104a is to be understood as an axis of symmetry of the inner magnet holder 12, wherein the two inner magnet units 3a, 3b are arranged mirror-symmetrically to the first center line 104a or the vertical axis 103.
  • the second center line 104b is to be understood as an axis of symmetry of the outer magnet holder 13, wherein the two outer magnet units 4a, 4b are arranged mirror-symmetrically to the second center line 104b or asymmetrically to the vertical axis 103.
  • the helix angle 102 is generated based on the difference angle 105.
  • the vertical axis 103 forms an angle bisector of the helix angle 102, so that the difference angle 105 corresponds to half the helix angle 102.
  • the helix angle 102 between the outer magnet units 4a, 4b is less than 5 degrees.
  • Figure 3 shows an alternative embodiment of the rotor 1, wherein a skew is created by the inner magnet units 3a, 3b and the outer magnet units 4a, 4b of the two partial laminated cores 5a, 5b being arranged offset in the circumferential direction by the skew angle 102.
  • the inner and outer magnet receptacles 12, 13 are formed asymmetrically with respect to the vertical axis 103 on the laminated core 6, the insert segment 7 and the further insert segment 8, so that an offset is created within the rotor laminated core both between the inner magnet receptacles 12 as well as the outer magnet receptacles 13 of the first and the second partial laminated core 5a, 5b.
  • the sheet metal core 6 and the insert segments 7, 8 of the second partial sheet metal package 5b are rotated by 180 degrees about the vertical axis 103 relative to the sheet metal core 6 or the insert segments 7, 8 of the first partial sheet metal package 5a during assembly, whereby the through openings 16, the shaft holder 17 and the clamping device holders 25 remain congruent or non-beveled.
  • the through openings 16, the shaft holder 17 and the clamping device holders 25 are designed symmetrically to the vertical axis 103 in the sheet metal core 6 or in the other insert segments 8.
  • the vertical axis 103 is thus to be understood as an axis of symmetry of the through openings 16, the shaft receptacle 17 and/or the clamping device receptacles 25 of a rotor pole 2, wherein the first and second center lines 104a, 104b are arranged offset from the vertical axis 103 by the difference angle 105.
  • the first and second center lines 104a, 104b can be arranged on the same axis.
  • the two inner magnet units 3a, 3b and the two outer magnet units 4a, 4b are thus arranged mirror-symmetrically to the first and second center lines 104a, 104b or asymmetrically to the vertical axis 103.
  • Figures 4 and 5 each show a further alternative embodiment of the rotor 1, which has only one outer magnet unit 4a and one insert segment 7 for each rotor pole 2 instead of the two outer magnet units 4a, 4b.
  • the inner magnet units 3a, 3b are arranged in a V-shape, with the outer magnet unit 4a being arranged radially on the outside and tangentially aligned between the insert segment 7 and the bandage 14, not shown.
  • the outer magnet unit 4a thus rests on both the radial outer side of the insert segment 7 and the bandage 14.
  • the insert segment has a recess on its outside as the outer magnet holder 13, into which the outer magnet unit 4a is inserted.
  • the insert segment 7 is supported in a form-fitting manner in the radial direction and in the circumferential direction on the two inner magnet units 3a, 3b to form the inner magnet holder 12, the outer magnet holder 13 being formed in the radial direction between the insert segment 7 and the bandage 14.
  • a skew is created by arranging the outer magnet units 4a of the two partial laminated cores 5a, 5b offset in the circumferential direction by the skew angle 102.
  • the outer magnet receptacles 13 are arranged asymmetrically on the insert segment 7 with respect to the vertical axis 103, so that an offset is formed within the rotor laminated core between the outer magnet receptacles 13 of the first partial laminated core 5a and the outer magnet receptacles 13 of the second partial laminated core 5b.
  • the insert segments 7 of the second partial laminated core 5b are rotated by 180 degrees around the vertical axis 103 relative to the insert segments 7 of the first partial laminated core 5a during assembly, with the laminated core 6 of the second partial laminated core 5b remaining congruent with the laminated core 6 of the first partial laminated core 5a, as already described in Figure 2.
  • the vertical axis 103 is therefore defined by the first center line 104a of the inner magnet holder 12, with the second center line 104b of the outer magnet holder 13 being offset from the vertical axis 103 by the difference angle 105.
  • the outer magnet unit 4a is thus arranged mirror-symmetrically to the second center line 104b or asymmetrically to the vertical axis 103.
  • FIG. 6 shows an example of a rotor 1 for an electrical machine designed as an internal rotor, the bandage 14 not being shown for reasons of illustration.
  • the rotor 1 has a rotor laminated core which is made up of four partial laminated cores 5a, 5b, 5c, 5d arranged axially one behind the other.
  • the rotor 1 shown corresponds to the design according to Figures 4 and 5, with the partial laminated cores 5a, 5b, 5c, 5d each having two inner magnet units 3a, 3b and one outer magnet unit 4a.
  • the partial laminated cores 5a, 5b, 5c, 5d are, as previously described, formed from several structurally identical laminated cores 6 and several insert segments 7, which are each received in a segment holder 9 of the laminated core 6.
  • the outer magnet units 4a are arranged offset from one another by the helix angle 102, so that they have a V-shaped helix in relation to the axial direction of the rotor rotation axis 100.
  • the V-shaped helix is created by two linear helixes with different offsets of the outer magnet receptacles 13 in the circumferential direction or with different offset directions around the rotor rotation axis 100 of the partial laminated cores 5a, 5b, 5c, 5d arranged one behind the other.
  • the insert segments 7 of the two middle partial laminated cores 5b, 5c can be rotated around the vertical axis 103 during assembly, with the linear or V-shaped helix being created by a corresponding offset of the insert segments 7 of the two middle partial laminated cores 5b, 5c to the two outer partial laminated cores 5a, 5d.
  • the rotor 1 has a first and a second end disk 26a, 26b, which are arranged at the end on each axial end face of the rotor laminated core coaxially to the rotor rotation axis 100.
  • the two end disks 26a, 26b are designed as balancing disks that are separate from the partial laminated cores 5a, 5b, 5c, 5d.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Es wird ein Rotor (1) für eine elektrische Maschine, mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten Rotorpolen (2), welche jeweils mindestens eine innere Magneteinheit (3a), (3b) und mindestens eine äußere Magneteinheit (4a,) (4b) aufweisen, mit mindestens zwei Teilblechpaketen (5a), (5b), wobei jedes Teilblechpaket (5a), (5b) einen Blechkern (6) sowie mehrere Einlegesegmente (7) umfasst, wobei der Blechkern (6) je Rotorpol (2) eine radial nach außen geöffnete Segmentaufnahme (9) zur Aufnahme jeweils eines Einlegesegmentes (7) aufweist, wobei der Blechkern (6) je Rotorpol (2) eine innere Magnetaufnahme (12) zur Aufnahme der inneren Magneteinheit (3a), (3b) und jedes Einlegesegment (7) eine äußere Magnetaufnahme (13) zur Aufnahme der äußeren Magneteinheit (3a), (3b) aufweist, und mit einer die Teilblechpakete (5a), (5b) umschließenden Bandage (14), über welche die Einlegesegmente (7) in der jeweiligen Segmentaufnahme (9) gehalten sind, vorgeschlagen, wobei die inneren Magneteinheiten (3a), (3b) und/oder die äußeren Magneteinheiten (4a), (4b) zweier benachbarter Teilblechpakete (5a), (5b) in Umfangsrichtung um einen Schrägungswinkel (102) versetzt angeordnet sind.

Description

Rotor mit Schrägung sowie Verfahren zur Herstellung des Rotors
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Ro- tors.
Es sind Rotoren für elektrische Maschinen bekannt, die üblicherweise einen aus mehreren übereinander gestapelten Einzelblechen gebildeten Rotorkern aufweisen, wobei der Rotorkern mehrere in Umfangsrichtung verteilte Magnettaschen zur Auf- nahme von Permanentmagneten aufweist. Für Rotoren von permanent erregten Syn- chronmaschinen (PSM) werden in der Regel sogenannte vergrabene Permanent- magnete eingesetzt, welche innerhalb des Rotorkerns eingebettet sind. Weiterhin ist es bekannt, die vergrabenen Permanentmagnete zur Verbesserung des Wirkungs- grades mit Oberflächenmagneten zu ergänzen, welche außenseitig des Rotorkerns angeordnet und durch eine Bandagierung des Rotorkerns fixiert werden. Durch die Bandagierung des Rotorkerns wird eine besonders hohe mechanische Festigkeit bzw. Drehzahlfestigkeit erreicht.
Die Druckschrift DE 10 2019 117 686 A1 offenbart eine Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine, mit einem Rotor, umfassend einen Rotorkern und eine den Ro- torkern radial umschließende Bandage und eine Mehrzahl von Rotorpolen. Die Ro- torpole umfassen jeweils wenigstens zwei im Rotorkern vergrabene Magneteinheiten, nämlich Innenmagneteinheiten, und jeweils wenigstens eine zwischen dem Rotor- kern und der Bandage angeordnete Magneteinheit, nämlich Oberflächenmagnetein- heiten.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher sich durch ein verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch einen Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. In den Unteransprüchen, der Beschreibung mit den beigefügten Figuren sind weitere Merkmale und Vorteile sowie Wirkungen der Erfindung beschrieben. Gegenstand der Erfindung ist ein Rotor, welcher für eine elektrische Maschine aus- gebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die elektrische Maschine für einen elektrischen Achsantrieb und/oder zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine als ein Innenläufer ausgebildet, wobei der Rotor radial innerhalb eines Stators angeordnet ist. Beispiels- weise kann die elektrische Maschine als eine Traktionsmaschine, auch als separater Motor-Generator (SMG) bekannt, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine als eine permanenterregte Synchronmaschine, kurz PSM, aus- gebildet.
Der Rotor weist mehrere in Umfangsrichtung verteilte Rotorpole auf, welche jeweils mindestens oder genau eine innere Magneteinheit und mindestens oder genau eine äußere Magneteinheit aufweisen. Insbesondere sind die inneren Magneteinheiten als radial innenliegende, insbesondere vergrabene, Magneteinheiten zu verstehen, wo- hingegen die äußeren Magneteinheiten als radial außenliegende Magneteinheiten zu verstehen sind. Vorzugsweise umfassen die inneren und die äußeren Magneteinhei- ten jeweils einen oder mehrere polerzeugende Magnete, insbesondere Permanent- magnete. Bevorzugt weist der Rotor mehr als vier, vorzugsweise mehr als sechs, im Speziellen mehr als acht der Rotorpole auf, welche in Umfangsrichtung gleichverteilt sind. Im Speziellen, weist der Rotor 1n, 2n oder 3n innere Magneteinheiten und 1n, 2n oder 3n äußere Magneteinheiten auf, wobei n der Anzahl an Rotorpolen ent- spricht.
Der Rotor weist mindestens oder genau zwei Teilblechpakete auf, wobei jedes Teil- blechpaket einen Blechkern sowie mehrere Einlegesegmente umfasst. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Teilblechpakete gemeinsam, insbesondere mehrteilig, zu einem Rotorblechpaket miteinander verbunden. Insbesondere sind die mindestens zwei Teilblechpakete gemeinsam auf einer Rotorwelle in axialer Richtung in Bezug auf eine Rotordrehachse aufeinanderfolgend und/oder drehfest angeordnet. Bei- spielsweise kann das Rotorblechpaket mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der Teilblechpakete umfassen. Vorzugsweise ist der Blechkern umlaufend geschlossen, insbesondere im Wesentlichen ringförmig ausge- bildet. Alternativ kann der Blechkern jedoch auch umlaufend segmentiert ausgebildet sein. Beispielsweise kann dabei die Segmentierung in Umfangsrichtung im Bereich der Polränder bzw. an den Polrändern erfolgen. Vorzugsweise sind die Einlegeseg- mente separat zu dem Blechkern bzw. als separate Bauteile ausgebildet. Bevorzugt ist jedem Rotorpol genau ein Einlegesegment zugeordnet.
Der Blechkern weist je Rotorpol jeweils eine radial nach außen hin geöffnete Seg- mentaufnahme auf, welche zur Aufnahme jeweils eines Einlegesegmentes ausgebil- det und/oder geeignet ist. Insbesondere weisen die Segmentaufnahmen eine zu den Einlegesegmenten komplementäre und/oder geometrisch ähnliche Kontur auf. Vor- zugsweise sind die Einlegesegmente in Umfangsrichtung und/oder in radialer Rich- tung bezüglich der Rotordrehachse formschlüssig an den inneren Magneteinheiten abgestützt. Vorzugsweise sind die Einlegesegmente passgenau und/oder spielfrei an den inneren Magneteinheiten abgestützt. Besonders bevorzugt sind die Einlegeseg- mente derart in den Segmentaufnahmen aufgenommen, dass diese mit ihrer radialen Außenseite einen Außenumfang des Rotors definieren und/oder auf einem gemein- samen Teilkreis um die Rotordrehachse angeordnet sind.
Der Blechkern weist je Rotorpol eine innere Magnetaufnahme auf, welche zur Auf- nahme der mindestens einen inneren Magneteinheiten ausgebildet und/oder geeig- net ist. Insbesondere ist die innere Magnetaufnahme radial zwischen dem Blechkern und dem jeweils zugehörigen Einlegesegment gebildet. Vorzugsweise dient die in- nere Magnetaufnahme zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Aufnahme der inneren Magneteinheiten. Hierzu weist der Blechkern und/oder das Einlegesegment je Magneteinheit jeweils eine Haltestruktur auf, welche die jeweilige innere Magnet- einheit formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixieren. Vorzugsweise ist die Hal- testruktur einstückig, insbesondere aus einem gemeinsamen Materialabschnitt, mit dem Blechkern bzw. dem Einlegesegment ausgebildet. Beispielsweise ist die Hal- testruktur als einer Haltenase oder Verengung oder Vorsprung oder dergleichen aus- gebildet, Alternativ kann die Haltestruktur jedoch auch durch eine an dem Blechkern und/oder dem Einlegesegment ausgebildete Vertiefung ausgebildet sein. Im Speziel- len sind die inneren Magneteinheiten in einem ersten Montageschritt von außen in die innere Magnetaufnahme einsetzbar.
Weiterhin weist jedes Einlegesegment mindestens oder genau eine äußere Magnet- aufnahme auf, welche zur Aufnahme der mindestens einen äußeren Magneteinheit ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die äußere Magnetaufnahme zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Aufnahme einer oder mehrerer der äußeren Magneteinheiten. Hierzu weist das Einlegesegment und/oder ein weiteres Einlegesegment je Magneteinheit jeweils eine Haltestruktur auf, welche die jeweilige äußere Magneteinheit formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixiert. Vorzugsweise ist die Haltestruktur einstückig, insbesondere aus einem gemeinsamen Materialab- schnitt, mit dem Einlegesegment bzw. dem weiteren Einlegesegment ausgebildet. Beispielsweise ist die Haltestruktur als eine Haltenase oder Verengung oder Vor- sprung oder dergleichen ausgebildet. Alternativ kann die Haltestruktur jedoch auch durch eine an dem Einlegesegment und/oder dem weiteren Einlegesegment ausge- bildete Vertiefung ausgebildet sein. Im Speziellen sind die äußeren Magneteinheiten in einem weiteren Montageschritt von außen in die äußere Magnetaufnahme einsetz- bar.
Der Rotor weist eine die Teilblechpakete umschließende Bandage auf, über welche die inneren und die äußeren Magneteinheiten sowie die Einlegesegmente in der je- weiligen Segmentaufnahme gehalten sind. Insbesondere sind die inneren und die äußeren Magneteinheiten sowie die Einlegsegmente zwischen dem Blechkern und der Bandage eingespannt. Vorzugsweise ist die Bandage durch eine Faserumwick- lung gebildet, welche vorzugsweise aus Kohlefaser oder anderen Fasermaterialien, wie zum Beispiel Metallfasern oder einem Faserverbundwerkstoff, beispielsweise fa- serverstärkter Kunststoff, gefertigt sein kann.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass die äußeren Magneteinheiten zweier benachbarter Teilblechpakete in Umfangsrichtung um einen Schrägungswinkel ver- setzt angeordnet sind. Alternativ oder optional ergänzend sind die inneren Magnet- einheiten zweier benachbarter Teilblechpakete in Umfangsrichtung um einen Schrä- gungswinkel versetzt angeordnet. Anders formuliert, sind die inneren Magneteinhei- ten des einen Teilblechpaketes gegenüber den inneren Magneteinheiten eines be- nachbarten Teilblechpaketes und/oder die äußeren Magneteinheiten des einen Teil- blechpaketes gegenüber den äußeren Magneteinheiten des benachbarten Teilblech- paketes um den Schrägungswinkel zueinander verdreht. Bevorzugt ist durch den Schrägungswinkel innerhalb des Rotorblechpaketes zwischen dem ersten und dem zweiten Teilblechpaket ein Versatz gebildet, welcher zur axialen Abstützung der je- weiligen Magneteinheiten ausgebildet und/oder geeignet ist. Im Speziellen ist der Schrägungswinkel kleiner als eine Polteilung des Rotors. Anders formuliert ist der Schrägungswinkel kleiner als ein durch einen Mittenabstand zweier benachbarter Ro- torpole definierter Winkel, welcher als 360/n dargestellt werden kann, wobei „n“ der Anzahl an Rotorpolen entspricht.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es bei bandagierten, ungeschräg- ten Rotoren aufgrund des Torquerippel-Effektes (Drehmomentschwankung) zu einer Geräuschanregung der elektrischen Maschine kommen kann. Der Vorteil der Erfin- dung besteht darin, dass durch die erzeugte Schrägung der inneren bzw. äußeren Magnetaufnahmen das Geräuschverhalten, insbesondere das Noise-Vibration-Har- shness-Verhalten (NVH-Verhalten), und/oder Drehungleichförmigkeiten bzw. Dreh- momentschwankungen des Rotors reduziert und/oder optimiert werden können. Es wird somit ein Rotor vorgeschlagen, welcher sich durch ein verbessertes Betriebsver- halten auszeichnet.
In einer konkreten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest die äußere Magnetaufnahme eines jeden Rotorpols bezüglich einer in radialer Richtung bezüg- lich der Rotordrehachse verlaufenden Hochachse asymmetrisch angeordnet ist. Ins- besondere kann die Hochachse durch eine Mittellinie, Symmetrieachse oder eine so- genannte d-Achse des jeweiligen Rotorpols definiert sein, welche in der Mitte eines jeden Rotorpols liegt. Vereinfacht formuliert, sind die äußeren Magnetaufnahmen ei- nes jeden Rotorpols in Umfangsrichtung bezüglich der Rotordrehachse mit einer Asymmetrie bzw. außermittig versetzt an dem jeweiligen Einlegesegment ausgebil- det. Alternativ oder optional ergänzend ist die innere Magnetaufnahme bezüglich der Hochachse asymmetrisch angeordnet. Vereinfacht formuliert, sind die inneren Mag- netaufnahme eines jeden Rotorpols in Umfangsrichtung bezüglich der Rotordreh- achse mit einer Asymmetrie bzw. außermittig versetzt an dem Blechkern ausgebildet. Durch die Asymmetrie kann somit in einfacher Weise eine ein- oder mehrfache Schrägung in dem Rotorblechpaket durch eine Verdrehung der Teilblechpakete um die jeweilige Hochachse erzeugt werden.
In einer Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Blechkern und/oder die Einlege- segmente des einen Teilblechpaketes zur Bildung des Schrägungswinkels relativ zu dem Blechkern und/oder den Einlegesegmenten des anderen Teilblechpaketes um 180 Grad um die Hochachse umgedreht sind. Insbesondere bedeutet „umgedreht“, dass der Blechkern und/oder die Einlegesegmente eines ersten Teilblechpaketes ge- genüber dem Blechkern bzw. Einlegesegmenten eines zweiten Teilblechpaketes der- art um die Hochachse verdreht ist bzw. sind, so dass eine dem zweiten Teilblechpa- ket zuvor abgewandte Stirnseite des Blechkerns bzw. der Einlegesegmente dem zweiten Teilblechpaket zugewandt ist. Es wird somit ein Rotorblechpaket geschaffen, welches eine bessere Ausnutzung des Bauraums mit aktiver Länge aufweist, da der axiale Abstand zwischen den beiden Teilblechpaketen dem normalen Abstand von zwei Blechlamellen in dem Blechpaket entspricht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass zur Erzeugung der Schrägung die mindestens zwei Teilblechpakete baugleich bzw. identisch ausgebildet sein können, da die Schrägung lediglich durch eine Ver- drehung um die Hochachse erfolgt. Dadurch kann der Herstellungsprozess beson- ders einfach und kostengünstig realisiert werden.
In einer konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass jeweils eine in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse verlaufende Mitellinie der inneren Magnetaufnahme zur Bildung des Schrägungswinkels in Umfangsrichtung um einen Differenzwinkel zu der Hochachse versetzt angeordnet ist. Alternativ oder optional ergänzend ist vorge- sehen, dass jeweils eine in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse verlau- fende Mittellinie der äußeren Magnetaufnahme zur Bildung des Schrägungswinkels in Umfangsrichtung um einen Differenzwinkel zu der Hochachse versetzt angeordnet ist. Der Differenzwinkel entspricht dabei dem halben Schrägungswinkel. Anders for- muliert, bildet die Hochachse eine Winkelhalbierende des Schrägungswinkels, Insbe- sondere sind die Mittellinien der insbesondere asymmetrisch angeordneten Magnet- aufnahmen abweichend zu der Hochachse angeordnet. Vorzugsweise ist die erste Mittellinie als eine Symmetrieachse der inneren Magnetaufnahme zu verstehen, an welcher die innere Magnetaufnahme bzw. die inneren Magneteinheiten gespiegelt sind. Vorzugsweise ist die zweite Mittellinie als eine Symmetrieachse der äußeren Magnetaufnahme zu verstehen, an welcher die äußere Magnetaufnahme bzw. die äußeren Magneteinheiten gespiegelt sind. Beispielsweise ist der Schrägungswinkel kleiner als 6 Grad, vorzugsweise kleiner als 4 Grad, im Speziellen kleiner als 2 Grad. Dadurch kann der Schrägungswinkel in einfacher Weise durch eine Verdrehung des Blechkerns und/oder der Einlegesegmente des einen Teilblechpaketes um die Hoch- achse gebildet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Blechkerne jeweils mehrere in Umfangsrichtung verteilte und/oder beabstandete Durchgangsöffnungen aufwei- sen, welche zur Bildung jeweils eines Kühlkanals und/oder zur Gewichtsreduzierung ausgebildet und/oder geeignet sind. Dabei sind die Durchgangsöffnungen der Blech- kerne aller Teilblechpakete deckungsgleich bzw. in axialer Richtung fluchtend zuei- nander ausgerichtet. Anders formuliert, durchsetzen die Durchgangsöffnungen das Rotorblechpaket in axialer Richtung durchgängig und/oder geradlinig. Insbesondere ist durch die als Kühlkanäle ausgebildeten Durchgangsöffnungen ein Strömungsweg definiert, entlang dessen das Kühlmittel den Rotor in axialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse durchströmt und Wärme abtransportiert. Vorzugsweise sind die Durchgangsöffnungen bezüglich der Hochachse symmetrisch in dem jeweiligen Blechkern angeordnet bzw. ausgebildet, so dass die Durchgangsöffnungen des ei- nen Teilblechpaketes beim Umdrehen des zugehörigen Blechkerns um die Hoch- achse fluchtend zu den Durchgangsöffnungen des anderen Teilblechpaketes ange- ordnet bzw. anordbar sind. Im Speziellen weist das Rotorblechpaket jeweils einen Kühlkanal pro Rotorpol auf. Der Vorteil besteht darin, dass durch die Verdrehung der Blechkerne bzw, der Einlegesegmente in einfacher Weise eine Schrägung in dem Rotorblechpaket umgesetzt wird, wobei zugleich die Durchgangsöffnungen, insbe- sondere die Kühlkanäle, geradlinig durch das Rotorblechpaket verlaufen. In einer konkreten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Blechkerne jeweils eine zentrale Weltenaufnahme aufweisen, welche zur drehfesten Aufnahme einer Rotor- welle ausgebildet und/oder geeignet ist, wobei die Wellenaufnahmen der Blechkerne aller Teilblechpakete in Umfangsrichtung deckungsgleich bzw. in axialer Richtung fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Anders formuliert, durchsetzt die zentrale Wellenaufnahme das Rotorblechpaket in axialer Richtung durchgängig und/oder ge- radlinig. Vorzugsweise ist die zentrale Wellenaufnahme als eine zentrale Durch- gangsöffnung gebildet, durch welche die Rotorwelte koaxial in Bezug auf die Rotord- rehachse geführt ist. Besonders bevorzugt weist die Wellenaufnahme eine Polygon- form, insbesondere eine der Anzahl an Rotorpolen entsprechende Polygonform, auf. Vorzugsweise weisen die Wellenaufnahme und die Rotorwelle eine n-fache Rotati- onssymmetrie auf, wobei n der Anzahl an Rotorpolen entspricht. Im Speziellen ist die Rotordrehachse durch eine Rotationsachse der Rotorwelle definiert.
In einer Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Wellenaufnahme mehrere Stützflä- chen aufweist, welche jeweils zur Abstützung an jeweils einer an der Rotorwelle aus- gebildeten Gegenfläche ausgebildet und/oder geeignet sind. Zur Vermeidung einer Überbestimmung sind maximal drei der Stützflächen als Kontaktflächen ausgebildet, welche bezüglich der Rotordrehachse zumindest in Umfangsrichtung mit der jeweils zugehörigen Gegenfläche einen Kraftschluss bilden. Vorzugsweise liegen die Kon- taktflächen hierzu über eine Presspassung an der jeweiligen Gegenfläche an. Vor- zugsweise wird die Presspassung wahlweise durch ein Übermaß an den jeweiligen Gegenflächen oder den jeweiligen Stützflächen erzeugt. Optional ergänzend sind alle weiteren Stützflächen als Hilfsflächen ausgebildet, welche bezüglich der Rotordreh- achse zumindest in Umfangsrichtung mit der jeweils zugehörigen Gegenfläche einen Formschluss bilden. Vorzugsweise liegen die Hilfsflächen jeweils über eine Spielpas- sung an der jeweiligen Gegenfläche an. Durch die Drehmomentabstützung über die Gegenflächen wird eine besonders einfache und sichere Montage der Teilblechpa- kete an der Rotorwelle vorgeschlagen, wobei auf eine Schrägung im klassischen Sinne durch eine Asymmetrie der Wellenaufnahme verzichtet werden kann.
In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass die Hochachse eine Symmetrieachse der Durchgangsöffnungen und/oder der Wellenaufnahme definiert. Insbesondere verläuft die Hochachse mittig zu einer der Durchgangsöffnungen oder mitig zwischen zwei benachbarten Durchgangsöffnungen. Alternativ oder optional ergänzend verläuft die Hochachse mittig zu einer der Stützflächen oder mittig zwi- schen zwei benachbarten Stützflächen. Durch die versetzte, insbesondere asymmet- rische, Anordnung der Magnetaufnahmen in Relation zu den Durchgangsöffnungen bzw. der Wellenaufnahme, können bei einer Drehung des Blechkerns um die Hoch- achse durchgehende Durchgangsöffnungen bzw. eine durchgehende Wellenauf- nahme bei gleichzeitiger Bildung der Schrägung erzeugt werden, ohne die Blech- kerne zusätzlich in Umfangsrichtung verdrehen zu müssen. Somit kann der Montage- prozess deutlich vereinfacht werden. Zudem können die Teilblechpakete in einfacher Weise ausgerichtet werden, indem die Durchgangsöffnungen der Teilblechpakete in Überdeckung miteinander gebracht werden.
In einer konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass die Rotorpole jeweils genau zwei innere Magneteinheiten und genau eine äußere Magneteinheit aufweisen, wobei die beiden inneren Magneteinheiten V-förmig zueinander angeordnet und die äußere Magneteinheit an einer radialen Außenseite des Einlegesegments und/oder an der Bandage anliegend angeordnet ist. Insbesondere öffnet sich die V-förmige Anord- nung in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse nach außen hin. Anders for- muliert, sind die beiden inneren Magneteinheiten jeweils eines Rotorpols winkelig zum Radius des Rotors und/oder entlang einer Sekante angeordnet. Insbesondere sind die beiden inneren Magneteinheiten bezüglich der Hochachse und/oder der zu- gehörigen Mittellinie und/oder der d-Achse gespiegelt angeordnet. Insbesondere ist die äußere Magneteinheit in tangentialer Richtung ausgerichtet. Anders formuliert, sind ist die äußeren Magneteinheiten jeweils eines Rotorpols rechtwinklig zum Ra- dius des Rotors und/oder entlang einer Tangente angeordnet. Im Speziellen sind die äußeren Magneteinheit im Wesentlichen parallel und/oder gleichgerichtet zu der je- weiligen Stützfläche des zugehörigen Rotorpols ausgerichtet. Vereinfacht dargestellt, weisen die Teilblechpakete je Rotorpol zwei innere und eine äußere Magneteinheit, wobei die beiden inneren und/oder die äußere Magneteinheit mit dem Schrägungs- winkel zueinander versetzt sind. Insbesondere ist die äußere Magneteinheit in radia- ler Richtung bezüglich der Rotordrehachse zwischen dem Einlegesegment und der Bandage formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten. Dadurch wird ein einfacher und kostengünstiger Aufbau des Rotors vorgeschlagen.
In einer alternativen Umsetzung ist vorgesehen, dass die Rotorpole jeweils genau zwei innere Magneteinheiten und genau zwei äußere Magneteinheiten aufweisen, wobei jeweils die beiden inneren Magneteinheiten und jeweils die beiden äußeren Magneteinheiten V-förmig zueinander angeordnet. Insbesondere öffnet sich die V- förmige Anordnung der inneren und der äußeren Magneteinheit in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse nach außen hin. Vorzugsweise sind die beiden inne- ren und die beiden äußeren Magneteinheiten jeweils eines Rotorpols winkelig, insbe- sondere gleichwinklig, zum Radius des Rotors angeordnet. Alternativ können die bei- den inneren und die beiden äußeren Magneteinheiten jedoch auch mit unterschiedli- chen Winkeln zum Radius des Rotors angeordnet sein. Vereinfacht formuliert, sind die inneren und die äußeren Magneteinheiten in zwei Lagen V-förmig bzw. in Doppel V-Anordnung angeordnet. Durch die V-förmige Anordnung der inneren und der äuße- ren Magneteinheiten kann der Rotor in einfacher Weise hinsichtlich seiner Schlepp- momente optimiert werden.
In einer Konkretisierung ist vorgesehen, dass jedes Teilblechpaket je Rotorpol jeweils ein weiteres Einlegesegment umfasst, welches radial zwischen dem Einlegesegment und der Bandage angeordnet ist, wobei radial zwischen dem Einlegesegment und dem weiteren Einlegsegment die äußere Magnetaufnahme gebildet ist. Vorzugs- weise sind die weiteren Einlegesegmente separat zu dem Blechkern und den Einle- geelementen bzw. als separate Bauteile ausgebildet. Bevorzugt ist jedem Rotorpol genau ein weiteres Einlegesegment zugeordnet. Insbesondere sind die Segmentauf- nahmen jeweils zur Aufnahme der beiden Einlegesegmente geeignet. Insbesondere ist radial zwischen dem Blechkern und dem Einlegesegment die innere, insbeson- dere V-förmige, Magnetaufnahme gebildet und radial zwischen dem Einlegesegment und dem weiteren Einlegesegment die äußere, insbesondere V-förmige, Magnetauf- nahme gebildet. Vorzugsweise sind die weiteren Einlegesegmente passgenau und/oder spielfrei an den mindestens zwei äußeren Magneteinheiten abgestützt. Es wird somit eine einfache Montage des Rotors mit Doppel-V Anordnung vorgeschla- gen, wobei die Magneteinheiten und die Einlegesegmente nacheinander in die Seg- mentaufnahme eingelegt und anschließend durch die Bandagierung gehalten wer- den.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Rotorpole jeweils mindes- tens eine weitere äußere Magneteinheit aufweisen, wobei die weitere äußere Mag- neteinheit an einer radialen Außenseite des weiteren Einlegesegments und/oder an der Bandage anliegend angeordnet ist. Insbesondere weist das weitere Einlegeele- ment eine weitere äußere Magnetaufnahme zur Aufnahme der weiteren Magnetein- heit auf. Insbesondere ist die weitere äußere Magnetaufnahme durch eine nach ra- dial außen offene Vertiefung gebildet, in welche die weitere äußere Magneteinheit eingesetzt ist. Vorzugsweise umfassen die Teilblechpakete somit je Rotorpol fünf der Magneteinheiten, wobei wahlweise die inneren und/oder die äußeren und/oder die weiteren Magneteinheiten mit dem Schrägungswinkel versetzt zueinander angeord- net sein können.
In einer weiteren Umsetzung ist vorgesehen, dass der Blechkern durch mehrere in axialer Richtung in Bezug auf eine Rotordrehachse gestapelte Einzelbleche und die Einlegesegmente durch mehrere in axialer Richtung in Bezug auf die Rotordreh- achse gestapelte Einzelblechsegmente gebildet sind, wobei die Einzelbleche und/oder die Einzelblechsegmente der mindestens zwei Teilblechpakete als Gleich- teile ausgebildet sind. Die Einzelbleche und die Einzelblechsegmente sind vorzugs- weise jeweils zu dem jeweiligen Teilblechpaket gefügt, welche wiederum gemein- sam, insbesondere mehrteilig, zu dem Rotorblechpaket miteinander verbunden sind. Die Einzelbleche und die Einzelblechsegmente sind vorzugsweise jeweils aus einem magnetisierten und/oder magnetisierbaren Material, vorzugsweise einer Stahllegie- rung, gebildet. Insbesondere sind die Einzelbleche und die Einzelblechsegmente als sogenannte Elektrobleche ausgebildet. Es kann somit eine Schrägung des Rotors mittels mindestens zwei gleicher bzw. identischer Teilblechpakete erzeugt werden.
Es wird somit ein Rotorblechpaket vorgeschlagen, welches besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Rotors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem:
- ein erstes Teilblechpaket bereitgestellt wird;
- ein zweites Teilblechpaket bereitgestellt wird, wobei der Blechkern und/oder die Einlegesegmente des zweiten Teilblechpaketes relativ zu dem ersten Teilblechpaket um einen Schrägungswinkel versetzt angeordnet werden;
- die Teilblechpakete mit einer Bandage umwickelt werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Teilblechpakete getrennt voneinander in ei- nem Fertigungsprozess, z.B. mittels Stanzpaketieren, hergestellt und anschließend gemäß dem beschriebenen Verfahren in axialer Richtung in Bezug auf die Rotord- rehachse gestapelt werden. Die jeweiligen Teilblechpakete stellen somit Segmente des Rotors, sogenannte Rotorsegmente dar, welche auf einem gemeinsamen Rotor- träger, vorzugsweise der Rotorwelle in axialer Richtung in Bezug auf die Rotorachse aufeinanderfolgend angeordnet werden. Vorzugsweise sind die Teilblechpakete bau- gleich, insbesondere wie bereits zuvor beschrieben, ausgebildet. Prinzipiell kann das Rotorblechpaket aus den beiden Teilblechpaketen aufgebaut sein. Bevorzugt jedoch ist das Rotorblechpaket durch mehr als zwei, vorzugsweise mindestens vier der Teil- blechpakete aufgebaut, wobei ein oder mehrere der Blechkerne und/oder Einlege- segmente der Teilblechpakete im Rahmen des Verfahren um den Schrägungswinkel verdreht werden, um eine ein- oder mehrfache Schrägung des Rotorblechpaketes zu erzeugen.
In einer konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass der Blechkern des zweiten Teil- blechpaketes relativ zu dem ersten Teilblechpaket um die Hochachse, insbesondere um 180 Grad, umgedreht wird, sodass die Blechkerne innerhalb der mindestens zwei Teilblechpakete um den Schrägungswinkel relativ zueinander verdreht sind. Alterna- tiv oder optional ergänzend werden die Einlegesegmente des zweiten Teilblechpa- ketes, insbesondere um 180 Grad, relativ zu dem ersten Teilblechpaket um die Hochachse umgedreht, sodass die Einlegesegmente innerhalb der mindestens zwei Teilblechpakete um den Schrägungswinkel relativ zueinander verdreht sind. Insbe- sondere werden die Blechkerne vor der Montage auf der Motorwelle um die Hoch- achse verdreht, um den Schrägungswinkel zu erzeugen. Hierzu sind die Blech kerne, insbesondere die inneren Magnetaufnahmen, bezüglich der Hochachse asymmet- risch angeordnet. Alternativ oder optional ergänzend werden die Einlegesegmente vor dem Einsetzen in die Segmentaufnahme um die Hochachse verdreht, um den Schrägungswinkel zu erzeugen. Hierzu sind die Einlegesemente, insbesondere die äußere(n) Magnetaufnahme(n), bezüglich der Hochachse asymmetrisch angeordnet. Es wird somit ein Verfahren vorgeschlagen, welches in einfacher Weise unterschied- liche Schrägungen des Rotors ermöglicht.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zei- gen:
Fig. 1 eine axiale Ansicht eines Rotors für eine elektrische Maschine als ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine axiale Ansicht eines Rotorpols des Rotors aus Fig. 1 mit einer Schrä- gung;
Fig. 3 eine alternative Ausführung der Schrägung des Rotors ohne Bandage aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht;
Fig, 4 in gleicher Darstellung wie Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung des Rotors bzw. der Rotorpole ohne Bandage;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Rotors ohne Bandage gemäß Fig. 4;
Fig. 6 ein beispielhafter Rotor ohne Bandage mit vier Teilblechpaketen in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 1 zeigt einen Rotor 1 in einer axialen Ansicht in Bezug auf eine Rotordrehachse 100, welcher für eine elektrische Maschine, nicht dargestellt, eines Elektrofahrzeugs ausgebildet bzw. geeignet ist. Die elektrische Maschine ist dabei eine permanenter- regte Synchronmaschine.
Der Rotor 1 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sechs in Umfangsrich- tung um die Rotordrehachse 100 gleich verteilte Rotorpole 2, wobei jeder Rotorpol 2 zwei innere Magneteinheiten 3a, 3b und zwei äußere Magneteinheiten 4a, 4b auf- weist. Die inneren Magneteinheiten 3a, 3b und die äußeren Magneteinheiten 4a, 4b sind jeweils durch mindestens einen polerzeugenden Magneten gebildet, welcher beispielsweise als stabförmige Permanentmagnet ausgebildet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die inneren Magneteinheiten 3a, 3b und die äußeren Mag- neteinheiten 4a, 4b jeweils V-förmig angeordnet, wobei die inneren Magneteinheiten 3a, 3b radial innen bzw. die äußeren Magneteinheiten 4a, 4b radial außen liegen.
Der Rotor 1 umfasst mindestens zwei Teilblechpakete 5a, 5b, welche im Wesentli- chen aus einem sternförmigen Blechkern 6 sowie je Rotorpol 2 aus jeweils einem Einlegesegment 7 und jeweils einem weiteren Einlegesegment 8 gebildet sind, wobei die Einlegesegmente 7, 8 eines jeden Rotorpols 2 in jeweils einer an dem Blechkern 6 ausgebildeten Segmentaufnahme 9 formschlüssig aufgenommen sind. Dabei sind die Blechkerne 6 der beiden Teilblechpakete 5a, 5b jeweils durch mehrere in axialer Richtung in Bezug auf die Rotordrehachse 100 übereinandergestapelte Einzelbleche 10 und die Einlegesegmente 7 bzw. die weiteren Einlegesegment 8 durch mehrere in axialer Richtung in Bezug auf die Rotordrehachse 100 übereinandergestapelte Ein- zelblechsegmente 11 gebildet. Beispielsweise können die Einzelbleche 10 und die Einzelblechsegmente 11 jeweils durch Stanzpaketieren gefertigt und innerhalb des jeweiligen Teilblechpakete 5a, 5b miteinander verbunden sein.
Zwischen dem Blechkern 6 und dem Einlegesegment 7 ist jeweils eine innere Mag- netaufnahme 12 gebildet, welche zur Aufnahme der beiden inneren Magneteinheiten 3a, 3b dient. Weiterhin ist zwischen dem Einlegesegment 7 und dem weiteren Einle- gesegment 8 jeweils eine äußere Magnetaufnahme 13 gebildet, welche zur Auf- nahme der beiden äußeren Magneteinheiten 4a, 4b dient. Beispielsweise sind die Magneteinheiten 3a, 3b, 4a, 4b in der jeweiligen Magnetaufnahme 12, 13 verliersi- cher, z.B. form- und/oder kraftschlüssig, gehalten, wobei der Blechkern 6 und das Einlegesegment 7 hierzu jeweils eine entsprechende Vertiefung, Haltestruktur oder dergleichen aufweisen kann. Im zusammengesetzten Zustand ist das Einlegeseg- ment 7 zur Bildung der inneren Magnetaufnahme 12 in radialer Richtung und in Um- fangsrichtung formschlüssig an den beiden inneren Magneteinheiten 3a„ 3b abge- stützt und das weitere Einlegesegment 8 zur Bildung der äußeren Magnetaufnahme 13 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung formschlüssig an den beiden äuße- ren Magneteinheiten 4a, 4b abgestützt.
Der Rotor 1 weist zudem eine Bandage 14 auf, welche die Teilblechpakete 5a, 5b an ihrem Außenumfang umschließt. Die Bandage 14 dient dazu, die einzelnen Kompo- nenten des Rotors 1 zusammenzuhalten und den Rotor 1 gegen Hitze abzuschir- men. Dabei sind die inneren und die äußeren Magneteinheiten 3a, 3b, 4a, 4b sowie die Einlegsegmente 7, 8 jeweils zwischen dem Blechkern 6 und der Bandage 14 in den Segmentaufnahmen 9 verliersicher gehalten bzw. eingespannt. Beispielsweise kann die Bandage 14 durch eine Umwicklung aus Kohlefaser gebildet sein.
Die Blechkerne 6 eines jeden Teilblechpaketes 5a, 5b weisen je Rotorpol 2 jeweils eine Durchgangsöffnung 15 auf, welche zur Bildung eines Kühlkanals 16 und zu- gleich zur Gewichtsreduzierung dient. Die Durchgangsöffnungen 15 sind jeweils in Umfangsrichtung zwischen den Magnetaufnahmen 3a, 3b, 4a, 4b zweier benachbar- ter Pole 2 an einem Innenumfang des Blechkerns 6 ausgebildet und liegen jeweils auf einer in radialer Richtung verlaufenden q-Achse 101 , entlang welcher die Polrän- der der Rotorpole 2 verlaufen. Die Durchgangsöffnungen 15 erstrecken sich jeweils parallel zu der Rotordrehachse 100, wobei die Durchgangsöffnungen 15 aller Teil- blechpakete 5a, 5b deckungsgleich bzw. fluchtend zueinander angeordnet sind.
Weiterhin weisen die Blechkerne 6 eines jeden Teilblechpaketes 5a, 5b eine zentrale Wellenaufnahme 17 auf, über welche die Teilblechpakete 5a, 5b gemeinsam auf ei- ner Rotorwelle 18 drehfest angeordnet sind. Die Rotorwelle 18 ist hierzu koaxial in Bezug auf die Rotordrehachse 100 durch die Wellenaufnahme 17 geführt, wobei die Wellenaufnahmen 17 aller Teilblechpakete 5a, 5b deckungsgleich bzw, fluchtend zu- einander angeordnet sind. Der Rotor 1 weist mehrere Füllkörper 19 auf, welche in axialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse 100 in die Durchgangsöffnungen 15 eingesetzt sind, um zwi- schen dem Blechkern 6 und der Rotorwelle 17 mindestens einen Kühlkanal 16 aus- zubilden. Die Füllkörper 19 weisen hierzu an einer dem Blechkern 6 zugewandten Außenseite ein oder mehrere Abstandskonturen 20 auf, über welche der Füllkörper 19 zur Bildung des Kühlkanals 16 in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse 100 mit einem geringen Spiel beabstandet zu dem Blechkern 3 abgestützt ist. An ei- ner der Rotorwelle 18 zugewandten Innenseite sind die Füllkörper 19 in radialer Rich- tung formschlüssig und/oder kraftschlüssig an einem Außenumfang der Rotorwelle 18 abgestützt.
Die Teilblechpakete 5a, 5b bzw. die Blechkerne 6 sind über die Wellenaufnahme 17 in Umfangsrichtung um die Rotordrehachse 100 formschlüssig und/oder kraftschlüs- sig mit der Rotorwelle 17 verbunden. Hierzu weist die Rotorwelle 18 je Rotorpol 2 je- weils eine Stützfläche 21 auf, welche jeweils an einer an der Rotorwelle 18 ausgebil- deten Gegenfläche 22 abgestützt sind. Die Stützfläche 21 und die Gegenfläche 22 sind jeweils als ebene Flächenabschnitte ausgebildet, welche in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse 100 zumindest formschlüssig aneinander anliegen. Zur Vermeidung von einer Überbestimmung ist dabei vorgesehen, dass drei der Stützflächen 21 als Kontaktflächen 23 und die restlichen, insbesondere drei, Stützflä- chen 21 als Hilfsflächen 24 ausgebildet sind. Dabei sind die Kontaktflächen 23 und die Hilfsflächen 24 in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Anders formuliert, sind die Kontaktflächen 23 in Umfangsrichtung um jeweils 120 Grad um die Rotord- rehachse 100 versetzt angeordnet. Zur Bildung der Kontaktflächen 23 sind die jewei- ligen Stützflächen 21 über eine Presspassung an der jeweils zugehörigen Gegenflä- che 22 abgestützt, sodass eine Zentrierung der Blechkerne 6 bei der Montage über die Kontaktflächen 23 erfolgt. Zur Bildung der Hilfsflächen 24 sind die jeweiligen Stützflächen 21 über eine Spielpassung an der jeweils zugehörigen Gegenfläche 22 angeordnet, wobei bei einer Montage der Bandage 14 die Hilfsflächen 24 an die je- weilige Gegenfläche 22 zumindest formschlüssig angelegt werden.
Der Rotor 1 umfasst je Rotorpol 2 mindestens eine Spannmittelaufnahme 25 zur Auf- nahme eines Spannmittels, welches beispielsweise zu Montagezwecken in die Spannmittelaufnahme 25 montierbar sind. Die Spannmittelaufnahmen 25 sind in der gezeigten Ausführungsform in den weiteren Einlegesegmenten 8 ausgebildet und er- strecken sich jeweils parallel zu der Rotordrehachse 100, wobei die Spannmittelauf- nahmen 25 aller Teilblechpakete 5a, 5b deckungsgleich bzw. fluchtend zueinander angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Reduzierung von Drehmo- mentschwankungen, auch als „Torquerippel“ bekannt, eine Schrägung des Ro- torblechpaketes vorgesehen werden kann. Da der vorgeschlagene Rotor 1 über die gesamte axiale Baulänge jedoch axial durchgängige Durchgangsöffnungen 15, eine polygonförmige Wellenaufnahme 17 sowie axial durchgängige Spannmitelaufnah- men 25 aufweist, ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Schrägung durch eine Verdrehung der Teilblechpakete 5a, 5b in Umfangsrichtung um die Rotordreh- achse 100 nicht möglich. Zudem geht eine Verdrehung der Teilblechpakete 5a, 5b in Umfangsrichtung zu Lasten der Performance und die Montage wird auch deutlich schwieriger, da eine Verdrehung der Teilblechpakete 5a, 5b prozesssicher erfolgen muss.
Wie in Figur 2 dargestellt, wird eine Schrägung dadurch erzeugt, dass die äußeren Magneteinheiten 4a, 4b der beiden Teilblechpakete 5a, 5b in Umfangsrichtung um einen Schrägungswinkel 102 versetzt angeordnet sind. Hierzu sind die äußeren Mag- netaufnahmen 13 bezüglich einer in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse verlaufenden Hochachse 103 asymmetrisch an dem Einlegesegment 7 und dem wei- teren Einlegesegment 8 ausgebildet, sodass innerhalb des Rotorblechpaketes ein Versatz zwischen den äußeren Magnetaufnahmen 13 des ersten Teilblechpaketes 5a und den äußeren Magnetaufnahmen 13 des zweiten Teilblechpakete 5b gebildet ist.
Zur Erzeugung des Schrägungswinkels 102 werden die Einlegesegmente 7, 8 des zweiten Teilblechpaketes 5b im Rahmen einer Montage relativ zu den Einlegeseg- menten 7, 8 des ersten Teilblechpaketes 5a um die Hochachse 103 um 180 Grad umgedreht, wobei der Blechkern 6 des zweiten Teilblechpaketes 5b deckungsgleich zu dem Blechkem 6 des ersten Teilblechpaketes 5a verbleibt. Dadurch wird sicher- gestellt, dass die Durchgangsöffnungen 16, die Wellenaufnahme 17 sowie die inne- ren Magnetaufnahmen 12 deckungsgleich bzw. ungeschrägt bleiben. Um eine de- ckungsgleiche Anordnung der Spannmittelaufnahmen 25 sicherzustellen, sind diese symmetrisch zu der Hochachse 103 in den weiteren Einlegesegmenten 8 ausgebil- det. Dadurch können die Teilblechpakete 5a, 5b in einfacher Weise über die Ausrich- tung der Spannmittelaufnahmen 25 lagerichtig ausgerichtet werden.
Beispielsweise ist die Hochachse 103 durch eine erste Mittellinie 104a der inneren Magnetaufnahme 12 des dargestellten Rotorpols 2 definiert, wobei eine zweite Mittel- linie 104b der äußeren Magnetaufnahme 13 um einen Differenzwinkel 105 versetzt zu der Hochachse 103 angeordnet ist. Die erste Mittellinie 104a ist dabei als eine Symmetrieachse der inneren Magnetaufnahme 12 zu verstehen, wobei die beiden in- neren Magneteinheiten 3a, 3b spiegelsymmetrisch zu der ersten Mittellinie 104a bzw. der Hochachse 103 angeordnet sind. Die zweite Mittelinie 104b ist entsprechend als eine Symmetrieachse der äußeren Magnetaufnahme 13 zu verstehen, wobei die bei- den äußeren Magneteinheiten 4a, 4b spiegelsymmetrisch zu der zweiten Mittellinie 104b bzw. asymmetrisch zu der Hochachse 103 angeordnet sind. Durch eine Verdre- hung der beiden Einlegesegmente 7, 8 um die Hochachse 103 wird somit aufgrund des Differenzwinkels 105 der Schrägungswinkel 102 erzeugt. Vereinfacht gesagt, bil- det die Hochachse 103 eine Winkelhalbierende des Schrägungswinkel 102, sodass der Differenzwinkel 105 dem halben Schrägungswinkel 102 entspricht. Beispiels- weise beträgt der Schrägungswinkel 102 zwischen den äußeren Magneteinheiten 4a, 4b weniger als 5 Grad.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführung des Rotors 1 dargestellt, wobei eine Schrä- gung dadurch erzeugt ist, dass die inneren Magneteinheiten 3a, 3b und die äußeren Magneteinheiten 4a, 4b der beiden Teilblechpakete 5a, 5b in Umfangsrichtung um den Schrägungswinkel 102 versetzt angeordnet sind. Hierzu sind die inneren und die äußeren Magnetaufnahmen 12, 13 bezüglich der Hochachse 103 asymmetrisch an dem Blechkern 6, dem Einlegesegment 7 und dem weiteren Einlegesegment 8 aus- gebildet, sodass innerhalb des Rotorblechpaketes ein Versatz sowohl zwischen den inneren Magnetaufnahmen 12 als auch den äußeren Magnetaufnahmen 13 des ers- ten und des zweiten Teilblechpaketes 5a, 5b gebildet ist.
Zur Erzeugung des Schrägungswinkels 102 werden der Blechkern 6 sowie die Einle- gesegmente 7, 8 des zweiten Teilblechpaketes 5b im Rahmen einer Montage relativ zu dem Blechkem 6 bzw. den Einlegesegmenten 7, 8 des ersten Teilblechpaketes 5a um die Hochachse 103 um 180 Grad umgedreht, wobei die Durchgangsöffnungen 16, die Wellenaufnahme 17 sowie Spannmittelaufnahmen 25 deckungsgleich bzw. ungeschrägt bleiben. Um eine deckungsgleiche Anordnung dieser sicherzustellen, sind die Durchgangsöffnungen 16, die Wellenaufnahme 17 sowie die Spannmittelauf- nahmen 25 symmetrisch zu der Hochachse 103 in dem Blechkern 6 bzw. in den wei- teren Einlegesegmenten 8 ausgebildet.
Die Hochachse 103 ist somit als eine Symmetrieachse der Durchgangsöffnungen 16, der Wellenaufnahme 17 und/oder der Spannmittelaufnahmen 25 eines Rotorpols 2 zu verstehen, wobei die erste und die zweite Mittellinie 104a, 104b um den Differenz- winkel 105 versetzt zu der Hochachse 103 angeordnet sind. Beispielsweise können die erste und die zweite Mittellinie 104a, 104b achsgleich angeordnet sein. Die bei- den inneren Magneteinheiten 3a, 3b und die beiden äußeren Magneteinheiten 4a, 4b sind somit spiegelsymmetrisch zu der ersten und der zweiten Mittellinie 104a, 104b bzw. asymmetrisch zu der Hochachse 103 angeordnet. Durch eine Verdrehung des Blechkerns 6 sowie der beiden Einlegesegmente 7, 8 um die Hochachse 103 wird somit aufgrund des Differenzwinkels 105 der Schrägungswinkel 102 erzeugt.
Dadurch kann in einfacher Weise eine mehrfache, insbesondere vierfache, Schrä- gung des Rotors 1 erzeugt werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils eine weitere alternative Ausführung des Rotors 1 , welcher je Rotorpol 2 anstelle der beiden äußeren Magneteinheiten 4a, 4b nur noch eine äußere Magneteinheit 4a sowie ein Einlegesegment 7 aufweist. In dem gezeig- ten Ausführungsbeispiel sind die inneren Magneteinheiten 3a, 3b V-förmig angeord- net, wobei die äußere Magneteinheit 4a radial außenliegend und tangential ausge- richtet zwischen dem Einlegesegment 7 und der Bandage 14, nicht dargestellt, ange- ordnet ist. Die äußere Magneteinheit 4a liegt somit sowohl an der radialen Außen- seite des Einlegesegmentes 7 als auch an der Bandage 14 an. Hierzu weist das Ein- legesegment? an seiner Außenseite eine Vertiefung als die äußere Magnetaufnahme 13 auf, in welche die äußere Magneteinheit 4a eingesetzt ist. Im zusammengesetzten Zustand ist das Einlegesegment 7 zur Bildung der inneren Magnetaufnahme 12 in ra- dialer Richtung und in Umfangsrichtung formschlüssig an den beiden inneren Mag- neteinheiten 3a, 3b abgestützt, wobei die äußere Magnetaufnahme 13 in radialer Richtung zwischen dem Einlegesegment 7 und der Bandage 14 gebildet ist.
Wie in Figur 4 und 5 dargestellt, wird eine Schrägung dadurch erzeugt, dass die äu- ßerem Magneteinheiten 4a der beiden Teilblechpakete 5a, 5b in Umfangsrichtung um den Schrägungswinkel 102 versetzt angeordnet sind. Hierzu sind die äußeren Magnetaufnahmen 13 bezüglich der Hochachse 103 asymmetrisch an dem Einlege- segment 7 angeordnet, sodass innerhalb des Rotorblechpaketes ein Versatz zwi- schen den äußeren Magnetaufnahmen 13 des ersten Teilblechpaketes 5a und den äußeren Magnetaufnahmen 13 des zweiten Teilblechpakete 5b gebildet ist.
Zur Erzeugung des Schrägungswinkels 102 werden die Einlegesegmente 7 des zweiten Teilblechpaketes 5b im Rahmen einer Montage relativ zu den Einlegeseg- menten 7 des ersten Teilblechpaketes 5a um die Hochachse 103 um 180 Grad um- gedreht, wobei der Blechkern 6 des zweiten Teilblechpaketes 5b deckungsgleich zu dem Blechkern 6 des ersten Teilblechpaketes 5a verbleibt, wie dies bereits in Figur 2 beschrieben wurde. Die Hochachse 103 ist daher durch die erste Mitellinie 104a der inneren Magnetaufnahme 12 definiert, wobei die zweite Mittellinie 104b der äußeren Magnetaufnahme 13 um den Differenzwinkel 105 versetzt zu der Hochachse 103 an- geordnet ist. Die äußere Magneteinheit 4a ist somit spiegelsymmetrisch zu der zwei- ten Mittellinie 104b bzw. asymmetrisch zu der Hochachse 103 angeordnet. Durch eine Verdrehung der Einlegesegmente 7 um die Hochachse 103 wird somit aufgrund des Differenzwinkels 105 der Schrägungswinkel 102 erzeugt.
Der Vorteil der verschiedenen Ausführungen der Figuren 1 bis 5 besteht darin, dass die Blechkerne 6, insbesondere die Einzelbleche 10, sowie die Einlegesegmente 7 sowie ggf. die weiteren Einlegesegmente 8, insbesondere die Einzelblechsegmente 11 , als Gleichteile ausgebildet werden können, wodurch eine besonders kostengüns- tige Fertigung des Rotors 1 bzw. der Teilblechpakete 5a, 5b ermöglicht wird.
Figur 6 zeigt einen beispielhaften Rotor 1 für eine als Innenläufer ausgebildete elekt- rische Maschine, wobei die Bandage 14 aus Gründen der Darstellung nicht gezeigt ist. Der Rotor 1 weist ein Rotorblechpaket auf, welches aus vier axial hintereinander angeordneten Teilblechpaketen 5a, 5b, 5c, 5d aufgebaut ist. Der dargestellte Rotor 1 entspricht dabei der Ausgestaltung nach den Figuren 4 und 5, wobei die Teilblechpa- kete 5a, 5b, 5c, 5d jeweils zwei innere Magneteinheiten 3a, 3b und eine äußere Mag- neteinheit 4a aufweisen. Die Teilblechpakete 5a, 5b, 5c, 5d sind, wie zuvor beschrie- ben, aus mehreren baugleichen Blechkernen 6 sowie mehreren Einlegesegmenten 7 gebildet, welche in jeweils einer Segmentaufnahme 9 des Blechkerns 6 aufgenom- men sind.
Die äußeren Magneteinheiten 4a sind derart zueinander um den Schrägungswinkel 102 versetzt angeordnet, so dass diese bezogen auf die axiale Richtung der Rotord- rehachse 100 eine V-förmige Schrägung aufweisen. Die V-förmige Schrägung wird durch zwei lineare Schrägungen mit unterschiedlichen Versatz der äußeren Magen- taufnahmen 13 in Umfangsrichtung bzw. mit unterschiedlichen Versatzrichtungen um die Rotordrehachse 100 der hintereinander angeordneten Teilblechpakete 5a, 5b, 5c, 5d erzeugt. Beispielsweise können hierzu die Einlegesegmente 7 der beiden mittle- ren Teilblechpakete 5b, 5c bei einer Montage jeweils um die Hochachse 103 umge- dreht werden, wobei die lineare bzw. V-förmige Schrägung durch einen entsprechen- den Versatz der Einlegesegmente 7 der beiden mittleren Teilblechpakete 5b, 5c zu den beiden äußeren Teilblechpaketen 5a, 5d erzeugt wird.
Weiterhin weist der Rotor 1 eine erste und eine zweite Endscheibe 26a, 26b auf, wel- che endseitig an jeweils einer axialen Stirnseite des Rotorblechpakets koaxial zur Rotordrehachse 100 angeordnet sind. Die beiden Endscheiben 26a, 26b sind dabei als separat zu dem Teilblechpaketen 5a, 5b, 5c, 5d ausgebildete Wuchtscheiben ausgeführt. Bezugszeichen
1 Rotor
2 Rotorpol
3a, b innere Magneteinheiten
4a, b äußere Magneteinheiten 5a-d Teilblechpakete
6 Blechkern
7 Einlegesegmente
8 weitere Einlegesegmente
9 Segmentaufnahme
10 Einzelbleche
11 Einzelblechsegmente
12 innere Magnetaufnahmen
13 äußere Magnetaufnahmen
14 Bandage
15 Durchgangsöffnungen
16 Kühlkanäle
17 Weltenaufnahme
18 Rotorwelle
19 Füllkörper
20 Abstandskontur
21 Stützflächen
22 Gegenflächen
23 Kontaktflächen
24 Hilfsflächen
25 Spannmittelaufnahmen
26a, b Endscheiben
100 Rotordrehachse
101 q-Achse
102 Schrägungswinkel
103 Hochachse 104a,b Mittellinien
105 Differenzwinkel

Claims

Patentansprüche
1 . Rotor (1 ) für eine elektrische Maschine,
- mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten Rotorpolen (2), welche jeweils mindes- tens eine innere Magneteinheit (3a, 3b) und mindestens eine äußere Magneteinheit (4a, 4b) aufweisen,
- mit mindestens zwei Teilblechpaketen (5a, 5b), wobei jedes Teilblechpaket (5a, 5b) einen Blechkern (6) sowie mehrere Einlegesegmente (7) umfasst, wobei der Blech- kern (6) je Rotorpol (2) eine radial nach außen geöffnete Segmentaufnahme (9) zur Aufnahme der Magneteinheiten (3a, 3b, 4a, 4b) und jeweils eines Einlegesegmentes (7) aufweist, wobei der Blechkern (6) je Rotorpol (2) eine innere Magnetaufnahme (12) zur Aufnahme der inneren Magneteinheit (3a, 3b) und jedes Einlegesegment (7) eine äußere Magnetaufnahme (13) zur Aufnahme der äußeren Magneteinheit (3a, 3b) aufweist,
- mit einer die Teilblechpakete (5a, 5b) umschließenden Bandage (14), über welche die Magneteinheiten (3a, 3b ,4a, 4c) und die Einlegesegmente (7) in der jeweiligen Segmentaufnahme (9) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Magneteinheiten (3a, 3b) und/oder die äußeren Magneteinheiten (4a, 4b) zweier benachbarter Teilblechpakete (5a, 5b) in Umfangsrichtung um einen Schrä- gungswinkel (102) versetzt angeordnet sind.
2. Rotor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Mag- netaufnahmen (12) und/oder die äußeren Magnetaufnahmen (13) bezüglich einer in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse (100) verlaufenden Hochachse (103) asymmetrisch angeordnet sind.
3. Rotor (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkern (6) und/oder die Einlegesegmente (7) des einen Teilblechpaketes (5a) zur Bildung des Schrägungswinkels (102) relativ zu dem Blechkern (6) und/oder den Einlegesegmen- ten (7) des anderen Teilblechpaketes (5b) um 180 Grad um die Hochachse (103) umgedreht sind.
4. Rotor (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine in radialer Richtung bezüglich der Rotordrehachse (100) verlaufende erste Mittellinie (104a) der inneren Magnetaufnahme (12) und/oder eine in radialer Richtung bezüg- lich der Rotordrehachse (100) verlaufende zweite Mittellinie (105b) der äußeren Mag- netaufnahme (13) zur Bildung des Schrägungswinkels (102) in Umfangsrichtung um einen Differenzwinkel (105) zu der Hochachse (103) versetzt angeordnet ist, wobei der Differenzwinkel (105) dem halben Schrägungswinkel (102) entspricht.
5. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Blechkerne (6) jeweils mehrere in Umfangsrichtung verteilte Durch- gangsöffnungen (15) zur Bildung jeweils eines Kühlkanals (16) und/oder zur Ge- wichtsreduzierung aufweisen, wobei die Durchgangsöffnungen (15) der Blechkerne (6) aller Teilblechpakete (5a, 5b, 5c, 5d) deckungsgleich zueinander ausgerichtet sind.
6. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Blechkerne (6) jeweils eine zentrale Wellenaufnahme (17) zur drehfes- ten Aufnahme einer Rotorweile (18) aufweisen, wobei die Wellenaufnahmen (17) der Blechkerne (6) aller Teilblechpakete (5a, 5b, 5c, 5d ) deckungsgleich zueinander aus- gerichtet sind.
7. Rotor (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenauf- nahme (17) mehrere in Umfangsrichtung verteilte Stützflächen (21 ) zur Abstützung an jeweils einer an der Rotorwelle (18) ausgebildeten Gegenfläche (22) aufweist.
8. Rotor (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochachse (103) eine Symmetrieachse der Durchgangsöffnungen (15) und/oder der Wellenaufnahme
Figure imgf000027_0001
definiert.
9. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Rotorpole (2) jeweils genau zwei innere Magneteinheiten (3a, 3b) und genau eine äußere Magneteinheit (4a) aufweisen, wobei die beiden inneren Magnet- einheiten (3a, 3b) V-förmig zueinander angeordnet und die äußere Magneteinheit (4a) an einer radialen Außenseite des Einlegesegments (7) und/oder an der Ban- dage (14) anliegend angeordnet ist.
10. Rotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorpole (2) jeweils genau zwei innere Magneteinheiten (3a, 3b) und genau zwei äußere Magneteinheiten (4a, 4b) aufweisen, wobei jeweils die beiden inneren Magneteinheiten (3a, 3b) und jeweils die beiden äußeren Magneteinheiten (4a, 4b) V-förmig zueinander angeordnet sind.
11. Rotor (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Teilblechpa- ket (5a, 5b) je Rotorpol (2) jeweils ein weiteres Einlegesegment (8) umfasst, welches radial zwischen dem Einlegesegment (2) und der Bandage (14) angeordnet ist, wo- bei die äußere Magnetaufnahme (13) radial zwischen dem Einlegesegment (7) und dem weiteren Einlegsegment (8) gebildet ist.
12. Rotor (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorpole (2) jeweils mindestens eine weitere äußere Magneteinheit aufweisen, wobei die weitere äußere Magneteinheit an einer radialen Außenseite des weiteren Einlegesegments - (8) und/oder an der Bandage (14) anliegend angeordnet ist.
13. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der Blechkern (6) durch mehrere in axialer Richtung in Bezug auf die Rotor- drehachse (100) gestapelte Einzelbleche (10) und die Einlegesegmente (7, 8) durch mehrere in axialer Richtung in Bezug auf die Rotordrehachse (100) gestapelte Ein- zelblechsegmente (11 ) gebildet sind, wobei die Einzelbleche (10) und/oder die Ein- zelblechsegmente (11 ) der mindestens zwei Teilblechpakete (5a, 5b) als Gleichteile ausgebildet sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem:
- mindestens zwei Teilblechpakete (5a, 5b) bereitgestellt werden; - der Blechkern (6) und/oder die Einlegesegmente (7) des einen Teilblechpaketes (5b) relativ zu dem anderen Teilblechpaket (5b) um einen Schrägungswinkel (102) versetzt angeordnet werden;
- die Teilblechpakete (5a, 5b) mit einer Bandage (14) umwickelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkern (6) des einen Teilblechpaketes (5a) relativ zu dem Blechkern (6) des anderen Teilblech- paketes (5b) um die Hochachse (103) umgedreht wird, sodass die Blechkerne (6) in- nerhalb der mindestens zwei Teilblechpakete (5a, 5b) um den Schrägungswinkel (102) relativ zueinander verdreht sind, und/oder die Einlegesegmente (7) des einen Teilblechpaketes (5a) relativ zu den Einlegesegmenten (7) des anderen Teilblechpa- ketes (5b) um die Hochachse (103) umgedreht werden, sodass die Einlegesegmente (7) innerhalb der mindestens zwei Teilblechpakete (5a, 5b) um den Schrägungswin- kel (103) relativ zueinander verdreht sind.
PCT/EP2024/054479 2023-02-24 2024-02-22 Rotor mit schrägung sowie verfahren zur herstellung des rotors Ceased WO2024175693A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023201706.7 2023-02-24
DE102023201706.7A DE102023201706A1 (de) 2023-02-24 2023-02-24 Rotor mit Schrägung sowie Verfahren zur Herstellung des Rotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024175693A1 true WO2024175693A1 (de) 2024-08-29

Family

ID=90059451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2024/054479 Ceased WO2024175693A1 (de) 2023-02-24 2024-02-22 Rotor mit schrägung sowie verfahren zur herstellung des rotors

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023201706A1 (de)
WO (1) WO2024175693A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240162769A1 (en) * 2021-03-11 2024-05-16 Robert Bosch Gmbh Rotor of an electric machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170040854A1 (en) * 2014-04-10 2017-02-09 Moteurs Leroy-Somer Rotor for a rotary electric machine
US20180205276A1 (en) * 2017-01-13 2018-07-19 United Technologies Corporation Internal mount permanent magnet attachment for electric machine
DE102019117686A1 (de) 2019-07-01 2021-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug
DE102019117691A1 (de) * 2019-07-01 2021-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer elektrischen Maschine und Rotor einer elektrischen Maschine
WO2021225902A1 (en) * 2020-05-04 2021-11-11 Tesla, Inc. Permanent magnet motor with wrapping

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3493865B2 (ja) * 1995-12-27 2004-02-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 モータ
JP2012023900A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Fuji Electric Co Ltd 永久磁石形回転機の回転子
CN203339916U (zh) * 2013-07-02 2013-12-11 杭州通灵自动化股份有限公司 一种永磁同步电机转子
CN206149053U (zh) * 2016-11-14 2017-05-03 合普动力股份有限公司 一种错极永磁转子
DE102017011412A1 (de) * 2017-12-11 2018-06-28 Daimler Ag Rotor für permanent erregte Elektromaschinen
CN208971266U (zh) * 2018-11-30 2019-06-11 湘电莱特电气有限公司 一种永磁同步电机转子及电机
DE102019113456A1 (de) * 2019-05-21 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor mit optimierter Rotorblechgeometrie zur Fluidführung
DE102019212256A1 (de) * 2019-08-15 2021-02-18 Robert Bosch Gmbh Rotor mit minierten Streustegen
DE102019127583A1 (de) * 2019-10-14 2021-04-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotoreinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug
DE102019129243A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine, zugehöriges Herstellungsverfahren und elektrische Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs
DE102020201982A1 (de) * 2020-02-18 2021-08-19 Vitesco Technologies Germany Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine sowie Verfahren zur Herstellung
DE102021211716A1 (de) * 2021-10-18 2022-11-17 Zf Friedrichshafen Ag Rotoranordnung für eine elektrische Maschine
CN217216133U (zh) * 2022-04-25 2022-08-16 广州小鹏汽车科技有限公司 碳纤维电机转子、电机和车辆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170040854A1 (en) * 2014-04-10 2017-02-09 Moteurs Leroy-Somer Rotor for a rotary electric machine
US20180205276A1 (en) * 2017-01-13 2018-07-19 United Technologies Corporation Internal mount permanent magnet attachment for electric machine
DE102019117686A1 (de) 2019-07-01 2021-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Fahrzeugantrieb für ein Elektrofahrzeug
DE102019117691A1 (de) * 2019-07-01 2021-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer elektrischen Maschine und Rotor einer elektrischen Maschine
WO2021225902A1 (en) * 2020-05-04 2021-11-11 Tesla, Inc. Permanent magnet motor with wrapping

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240162769A1 (en) * 2021-03-11 2024-05-16 Robert Bosch Gmbh Rotor of an electric machine
US12494684B2 (en) * 2021-03-11 2025-12-09 Robert Bosch Gmbh Rotor of an electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023201706A1 (de) 2024-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011050094B4 (de) Rotor für eine drehende elektrische Maschine
DE69811057T2 (de) Rotorkern für reluktanzmotoren
DE19915664A1 (de) Elektrische Maschine mit einem Stator
EP1657801A2 (de) Rotoranordnung für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung
DE102013110141B4 (de) Drehende elektrische Maschine
EP3352331A1 (de) Rotorblech für einen permanenterregten elektromotor und rotor
DE102014019217A1 (de) Verfahren zum Stanzpaketieren eines Blechpakets
DE102021211050A1 (de) Elektromotor mit verschiedenen aufeinandergestapelten rotorsegmenten und verfahren zum ausgestalten desselben
DE112017001847T5 (de) Rotor
DE102023201706A1 (de) Rotor mit Schrägung sowie Verfahren zur Herstellung des Rotors
WO2020260565A1 (de) Rotor für eine permanenterregte elektrische maschine
WO2024175723A1 (de) Rotor sowie verfahren zur herstellung des rotors
DE102010010434A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine
DE102020114008A1 (de) Blechpaketsatz sowie Rotor mit auf Rotorwelle aufgestecktem Blechpaketsatz
DE102023116522A1 (de) Rotoreinrichtung einer elektrischen Maschine insbesondere für einen Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs
WO2024175722A1 (de) Verfahren zur herstellung eines rotors mittels einer montagerichtung sowie nach dem verfahren hergestellter rotor
DE102019215343A1 (de) Rotor, Verfahren zur Herstellung des Rotors und elektrische Maschine
DE102014019218A1 (de) Blechpaket für eine elektrische Maschine
WO2025172333A1 (de) Rotor mit versetzten teilblechpaketen mit überlappungsbereichen sowie verfahren zur montage des rotors
DE102022213452A1 (de) Rotorblechpaket mit Schrägung, Verfahren zur Herstellung des Rotorblechpaketes sowie Rotor mit dem Rotorblechpaket
DE102024118167A1 (de) Rotorblechpaket für einen Rotor eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs, Rotor, elektrischer Antrieb, Kraftfahrzeug
EP2871752A1 (de) Läufer einer rotatorischen permanenterregten Synchronmaschine
DE102024122913A1 (de) Rotorblech für einen Rotor einer elektrischen Antriebsmaschine, sowie ein Rotor für eine elektrische Antriebsmaschine
DE102023123444A1 (de) Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, Verfahren zur Herstellung des Rotors und elektrische Rotationsmaschine
DE102024122151A1 (de) Aktivteil für eine elektrische Traktionsmaschine, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Auswuchten eines Aktivteils

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24707706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 24707706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1