DE102012205760A1 - Rotary electric machine e.g. wheel hub motor, for integration into powertrain of electrical vehicle, has rotor whose functional component molded on rotor and is designed as end winding cover, impact element and transmitter wheel - Google Patents

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Abstract

The machine has a rotor (1) arranged on a rotor shaft (3) and comprising a rotor laminated core (2) and an excitation winding. The excitation winding is embedded into a plastic mass (6) using an injection molding method. A functional component of the rotor is molded on the rotor using the injection molding method and is designed as an end winding cover (5), an impact element and a transmitter wheel of a rotor position transmitter. The functional component comprises a plastic coating for producing a firmly bonded connection with the plastic mass and is made of plastic. An independent claim is also included for a method for manufacturing a rotary electric machine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor oder einen Generator. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer rotierenden elektrischen Maschine. The present invention relates to a rotary electric machine, in particular an electric motor or a generator. It further relates to a method for producing a rotating electrical machine.

In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend Elektromotoren verbaut. Sie werden dabei insbesondere als im Antriebsstrang vollintegrierte Antriebsmotoren oder in Hybridanwendungen beispielsweise als Startergeneratoren oder Achsmotoren eingesetzt. Dabei kommen zum Teil fremderregte Synchronmaschinen zum Einsatz, die einen Rotor aus einem mit einer Erregerwicklung versehenen Blechpaket aufweisen. Bei derartigen Maschinen sind oftmals Wickelkopfabdeckungen vorgesehen, die die Wickelköpfe der Erregerwicklung abdecken und topfförmig ausgebildet sein können. In modern motor vehicles are increasingly installed electric motors. They are used in particular as drive trains fully integrated in the drive train or in hybrid applications, for example as starter generators or axle motors. In some cases, externally excited synchronous machines are used which have a rotor made of a laminated core provided with a field winding. In such machines often winding head covers are provided which cover the winding heads of the field winding and can be cup-shaped.

Die Erregerwicklung wird elektrisch isoliert. Zudem ist es insbesondere bei hochdrehenden Rotoren erforderlich, die Erregerwicklung gegen ein Austreten aus der Nut aufgrund der im Betrieb wirkenden hohen Fliehkräfte zu sichern. Üblicherweise wird die Erregerwicklung daher mit einer Verguss- oder Tränkmasse umgeben, z.B. mit einem Epoxidharzsystem oder einem Tränkharz. The exciter winding is electrically isolated. In addition, it is particularly necessary for high-speed rotors to secure the field winding against leakage from the groove due to the high centrifugal forces acting during operation. Usually, the field winding is therefore surrounded by a potting compound, e.g. with an epoxy resin system or an impregnating resin.

Die Taktzeit und der Arbeitsaufwand beim Verguss- oder Tränkprozess sind jedoch relativ hoch. Zudem sind die Verfahren verhältnismäßig energieaufwendig und es kann leicht zu Inhomogenitäten beim Vergießen oder Tränken kommen, die die Stabilität des Rotors beschränken. However, the cycle time and the workload during the casting or impregnation process are relatively high. In addition, the processes are relatively energy-intensive and it can easily come to inhomogeneities in potting or watering, which limit the stability of the rotor.

Bekannt ist auch das Umspritzen des Rotors mit einem Kunststoff. Aus der DE 10 2006 044 767 A1 ist es beispielsweise bekannt, den Rotor zur Verringerung der hydraulischen Verluste mit einer Umhüllung aus Kunststoff zu versehen. Also known is the overmolding of the rotor with a plastic. From the DE 10 2006 044 767 A1 For example, it is known to provide the rotor with a plastic sheath to reduce hydraulic losses.

Reicht das Umspritzen mit einem Kunststoff zur Stabilisierung des Rotors nicht aus, können eine zusätzliche Umhüllung aus Metall, eine Bandage, Nutkeile oder im Bereich der Blechpaketenden Wickelkopfabdeckungen vorgesehen sein. If the overmolding with a plastic for stabilizing the rotor is not sufficient, an additional metal casing, a bandage, slot wedges or winding head covers in the area of the laminated core can be provided.

Bei derartigen Rotoren erfolgt typischerweise ein Unwuchtausgleich entweder durch ein lokales Reduzieren von Masse oder durch ein Hinzufügen. Zum Beispiel können Wuchtringe oder andere Wuchtelemente vorgesehen sein, bei denen Material durch Fräsen oder Bohren entfernt werden kann.In such rotors, balancing is typically done either by reducing mass locally or by adding. For example, balancing rings or other balancing elements may be provided in which material can be removed by milling or drilling.

Bei einer derartigen Maschine kann ein Rotorlagegeber vorgesehen sein, der ein sich mit dem Rotor drehendes Geberrad mit einer Geberkontur und ein ortsfestes Sensorelement zum Auslesen der Geberkontur aufweist. In such a machine, a rotor position sensor may be provided which has a rotating with the rotor encoder wheel with a donor contour and a stationary sensor element for reading the encoder contour.

Die Komponenten Wickelkopfabdeckung, Wuchtringe und Geberrad sitzen auf der Rotorwelle und sind mit dieser drehfest verbunden. Sie machen demnach jeweils einen Sitz und damit eine separate Bearbeitung der Rotorwelle erforderlich. Die Bauteile müssen zudem sehr genau gefertigt werden, damit sich der Sitz auf der Welle im Betrieb nicht löst. Dies macht einen hohen fertigungstechnischen Aufwand nötig, weil sowohl die Komponenten selbst als auch die Welle bearbeitet werden müssen.The winding head cover, balancing ring and encoder wheel components are located on the rotor shaft and are connected to it in a torque-proof manner. They therefore each make a seat and thus a separate machining of the rotor shaft required. The components must also be made very accurately, so that the seat does not dissolve on the shaft during operation. This makes a high manufacturing effort required because both the components themselves and the shaft must be edited.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfach aufgebaute und gleichzeitig robuste rotierende elektrische Maschine anzugeben.The object of the invention is to provide a simple as possible and at the same time robust rotating electrical machine.

Ferner soll ein ökonomisches Verfahren zur Herstellung einer solchen rotierenden elektrischen Maschine angegeben werden. Furthermore, an economical method for producing such a rotary electric machine is to be specified.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine rotierende elektrische Maschine angegeben, die einen Rotor mit einem auf einer Rotorwelle angeordneten Rotorblechpaket und einer Erregerwicklung aufweist. Die Erregerwicklung ist in einem Spritzgussverfahren in eine Kunststoffmasse eingebettet. Zumindest eine Funktionskomponente des Rotors ist in dem Spritzgussverfahren an den Rotor angespritzt, wobei die zumindest eine Funktionskomponente ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend eine Wickelkopfabdeckung, ein Wuchtelement und ein Geberrad eines Rotorlagegebers. According to one aspect of the invention, there is provided a rotary electric machine having a rotor with a rotor lamination stack arranged on a rotor shaft and a field winding. The excitation winding is embedded in an injection molding process in a plastic mass. At least one functional component of the rotor is sprayed onto the rotor in the injection molding process, wherein the at least one functional component is selected from the group comprising a winding head cover, a balancing element and a rotor wheel of a rotor position sensor.

Bei dieser rotierenden elektrischen Maschine sind demnach die Wickelkopfabdeckung, ein Wuchtelement wie beispielsweise ein Wuchtring oder das Geberrad eines Rotorlagegebers an den Rotor angespritzt und auf diese Weise mit ihm verbunden. Es können auch mehrere dieser Funktionskomponenten angespritzt sein. Accordingly, in this rotating electrical machine, the winding head cover, a balancing element such as a balancing ring or the rotor wheel of a rotor position sensor are molded onto the rotor and in this way connected to it. It can also be sprayed several of these functional components.

Unter der Wickelkopfabdeckung wird hier und im folgenden eine Abdeckung eines Wickelkopfs eines Rotors verstanden, die das Rotorblechpaket in axialer Richtung abschließt. Wickelkopfabdeckungen können an beiden Enden des Rotors vorgesehen sein. Under the winding head cover is here and in the following understood a cover of a winding head of a rotor, which closes the rotor core in the axial direction. Winding head covers may be provided at both ends of the rotor.

Unter einem Wuchtelement wird ein Bauteil verstanden, dem bei einem Unwuchtausgleich am Rotor Material entfernt oder hinzugefügt werden kann, bis der Schwerpunkt in den Wuchtebenen annähernd auf der Drehachse des Rotors liegt. Ein solcher Unwuchtausgleich wird typischerweise durchgeführt, weil der Rotor nach seiner Fertigung aufgrund von Toleranzen in den Bauteilen sowie aufgrund unvermeidbarer Ungleichmäßigkeiten in den Fertigungsprozessen eine von seiner Rotationsachse abweichende Trägheitsachse hat. Es können auch mehrere Wuchtelemente an einem Rotor vorgesehen sein, beispielsweise im Bereich jeder Wickelkopfabdeckung. A balancing element is understood to be a component which can be removed or added to material during an imbalance compensation on the rotor until the center of gravity in the balancing planes lies approximately on the axis of rotation of the rotor. Such unbalance compensation is typically performed because the rotor, after its manufacture, due to component tolerances and unavoidable nonuniformities in the manufacturing processes, is one of its own Rotation axis has different axis of inertia. It can also be provided several balancing elements on a rotor, for example in the region of each winding head cover.

Das Geberrad des Rotorlagegebers weist eine Geberkontur, auch Sensorspur genannt, auf, die zusammen mit einem ortsfest am Motorgehäuse angeordneten und sich demnach nicht mit dem Rotor drehenden Sensorelement zusammen den Sensor ausbildet. Die Geberkontur kann aus Metall ausgebildet sein oder eine metallische Beschichtung aufweisen. The sender wheel of the rotor position sensor has an encoder contour, also called sensor track, which together with a stationary arranged on the motor housing and therefore not rotating with the rotor sensor element together forms the sensor. The encoder contour may be formed of metal or have a metallic coating.

Bei diesem Rotoraufbau kann auf zusätzlich auf der Welle vorgesehene Sitze für die Funktionskomponenten verzichtet werden. Die Funktionskomponenten sind mit dem Rotor durch Formschluss und/oder Stoffschluss verbunden. Dieser Rotoraufbau ist im Hinblick auf Fertigungstoleranzen vorteilhaft. Bei dem Rotor ist eine robuste, auch bei hohen Drehzahlen stabile Bauart demnach besonders einfach herstellbar. In this rotor structure can be dispensed with additionally provided on the shaft seats for the functional components. The functional components are connected to the rotor by positive locking and / or material connection. This rotor structure is advantageous in terms of manufacturing tolerances. The rotor is a robust, even at high speeds stable design therefore particularly easy to produce.

Beim Anspritzen der Funktionskomponenten im Spritzgussverfahren entsteht eine Grenzfläche der Kunststoffmasse zu der Funktionskomponente. An der Grenzfläche sind die jeweils nicht vollständig glatten Oberflächen der Kunststoffmasse und der Funktionskomponente miteinander verzahnt. During injection molding of the functional components in the injection molding process, an interface of the plastic compound to the functional component is formed. At the interface, the respectively not completely smooth surfaces of the plastic compound and the functional component are interlinked.

In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Funktionskomponente aus Metall ausgebildet oder weist ein Metall auf. INsbesondere kann sie ein Material aufweisen, das Eisen aufweist sowie Chrom in einem Anteil von mindestens 18 und höchstens 19 Gewichtsprozent sowie Nickel in einem Anteil von mindestens 12 und höchstens 13 Gewichtsprozent. In one embodiment, the at least one functional component is made of metal or comprises a metal. Specifically, it may comprise a material comprising iron and chromium in an amount of at least 18 and at most 19 weight percent, and nickel in a proportion of at least 12 and at most 13 weight percent.

Insbesondere kann sie ein Material aufweisen, das im Wesentlichen die Legierungszusammensetzung FeRestCraNibMncCdSiePfSgNh aufweist, worin a, b, c, d, e, f, g und h in Gewichtsprozent angegeben sind und 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1,4; 0 ≤ d ≤ 0,055; 0 ≤ e ≤ 0,6; 0 ≤ f ≤ 0,04; 0 ≤ g ≤ 0,008 und 0 ≤ h ≤ 0,1 gilt. Daneben kann das Material fertigungstypische Verunreinigungen mit anderen Stoffen aufweisen. In particular, it may comprise a material which substantially has the alloy composition Fe radical Cr a Ni b Mn c C d Si e P f S g N h , in which a, b, c, d, e, f, g and h are in percent by weight and 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1.4; 0 ≤ d ≤ 0.055; 0 ≤ e ≤ 0.6; 0 ≤ f ≤ 0.04; 0 ≤ g ≤ 0.008 and 0 ≤ h ≤ 0.1. In addition, the material can have production-typical impurities with other substances.

Gegenüber bekannten nicht rostenden Stählen, beispielsweise den Stählen 1.4301 oder 1.4303, weist dieses Material einen besonders hohen Anteil an Chrom und Nickel auf. Es hat sich gezeigt, dass Werkstücke aus diesem Stahl, im Gegensatz zu Werkstücken aus bekannten nicht rostenden Stählen, aufgrund ihres relativ hohen Anteils an Chrom und Nickel auch nach dem Umformen, Stanzen oder Schneiden unmagnetisierbar bleiben. Wirbelstromverluste werden somit reduziert. Compared to known stainless steels, for example steels 1.4301 or 1.4303, this material has a particularly high proportion of chromium and nickel. It has been found that workpieces made of this steel, in contrast to workpieces made of known stainless steels, remain unmagnetizable even after forming, stamping or cutting due to their relatively high content of chromium and nickel. Eddy current losses are thus reduced.

Die Funktionskomponente kann auch aus anderen nicht magnetiserbaren Materialien ausgebildet sein, beispielsweise aus Zinkdruckguss, der im Wesentlichen die Legierungszusammensetzung ZnRestAlaCubMgc aufweist, worin a, b und c in Gewichtsprozent angegeben sind und 3,7 ≤ a ≤ 4,3; 0,7 ≤ b ≤ 1,2; 0,025 ≤ c ≤ 0,06 gilt.The functional component can also be formed of other non-magnetizable materials, for example of die-cast zinc, which essentially has the alloy composition Zn radical Al a Cu b Mg c , in which a, b and c are given in percent by weight and 3.7 ≦ a ≦ 4, 3; 0.7 ≤ b ≤ 1.2; 0.025 ≤ c ≤ 0.06.

In einer Ausführungsform weist die Funktionskomponente eine Kunststoffbeschichtung auf. Damit wird erreicht, dass sich die Funktionskomponente mit der Kunststoffmasse im Spritzgussprozess besser verbindet. Alternativ kann die Funktionskomponente auch im Wesentlichen vollständig aus Kunststoff ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionskomponente vollständig aus Metall auszubilden, so dass die Verbindung zwischen Funktionskomponente und Rotor formschlüssig erfolgt. In one embodiment, the functional component comprises a plastic coating. This ensures that the functional component with the plastic compound in the injection molding process better connects. Alternatively, the functional component can also be substantially completely formed from plastic. However, it is also possible to form the functional component completely from metal, so that the connection between the functional component and the rotor takes place in a form-fitting manner.

Es können für die Funktionskomponenten insbesondere auch Zwei- oder Mehrkomponententeile eingesetzt werden, bei denen zwei oder mehr verschiedene Kunststoffe oder andere Werkstoffe miteinander kombiniert werden. It is also possible to use two-component or multi-component parts for the functional components, in which two or more different plastics or other materials are combined with one another.

In einer Ausführungsform ist die Funktionskomponente nicht rotationssymmetrisch ausgebildet. Damit wird eine zusätzliche Verdrehsicherung erreicht. Beispielsweise kann, wenn die Funktionskomponente als Wickelkopfabdeckung ausgebildet ist, eine Anzahl von Durchbrüchen oder anderen Hinterschnitte ausbildenden Strukturen in der Wickelkopfabdeckung vorgesehen sein, die Verankerungspunkte für die Vergussmasse bilden. In one embodiment, the functional component is not rotationally symmetrical. For an additional anti-rotation is achieved. For example, if the functional component is designed as a winding head cover, a number of openings or other undercut-forming structures may be provided in the winding head cover, which form anchoring points for the casting compound.

In einer Ausführungsform sind mindestens zwei Funktionskomponenten in einem einzigen Bauteil verbunden, beispielsweise die Wickelkopfabdeckung und ein Wuchtelement. Bei dieser Ausführungsform wird das Bauteil, das die Funktionalitäten der mindestens zwei Funktionskomponenten vereinigt, entweder von Anfang an als ein Teil konzipiert, oder die Funktionskomponenten werden spätestens vor dem Anspritzen miteinander verbunden und können während des Spritzgießens als ein Bauteil gehandhabt werden. In one embodiment, at least two functional components are connected in a single component, for example the winding head cover and a balancing element. In this embodiment, the component that unites the functionalities of the at least two functional components is either designed as one piece from the beginning, or the functional components are joined together at the latest before injection and can be handled as a component during injection molding.

Die einzelnen Funktionskomponenten können vor dem Spritzgießen insbesondere durch Einrollieren, Vernieten, Verschrauben, Kleben, Verschweißen, Verstemmen oder Einpressen miteinander verbunden werden. The individual functional components can be connected to each other prior to injection molding in particular by curling, riveting, screwing, gluing, welding, caulking or pressing.

In einer Ausführungsform ist die Funktionskomponente als Geberrad ausgebildet und weist eine Geberkontur auf, die ebenfalls im Spritzgussverfahren aufgebracht ist und eine metallische Beschichtung aufweist. Bei dieser Ausführungsform kann die Geberkontur besonders einfach durch entsprechende Anpassung des Spritzgusswerkzeugs im Spritzgussverfahren erzeugt werden und muss anschließend nur noch beschichtet werden. Die Geberkontur kann aber auch beispielsweise vollständig aus Aluminium ausgebildet sein. In one embodiment, the functional component is designed as a transmitter wheel and has an encoder contour, which is also applied by injection molding and has a metallic coating. In this embodiment, the encoder contour can be particularly simple by appropriate adaptation of the injection molding in the Injection molding process must be produced and then only needs to be coated. The encoder contour can also be formed, for example, completely made of aluminum.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Funktionskomponente als Geberrad ausgebildet und weist eine hohlzylindrische Form mit einer die Rotorwelle konzentrisch umgebenden Innenfläche auf, wobei die Geberkontur senkrecht von der Innenfläche nach innen ragt. Bei dieser Ausführungsform kann das Geberrad als Sinter- oder Tiefziehteil gefertigt werden. Sein fast offener Boden bildet dann die Geberkontur. Diese Kontur kann durch Stanzen oder, bei größerer geforderter Genauigkeit, beispielsweise durch Fräsen hergestellt werden. In an alternative embodiment, the functional component is designed as a transmitter wheel and has a hollow cylindrical shape with an inner surface concentrically surrounding the rotor shaft, the encoder contour projecting inwardly perpendicularly from the inner surface. In this embodiment, the donor wheel can be manufactured as a sintered or deep-drawn part. Its almost open bottom then forms the donor contour. This contour can be produced by punching or, with greater required accuracy, for example by milling.

Eine derartige rotierende elektrische Maschine ist auch für hohe Drehzahlen von mehr als 10000 Umdrehungen pro Minute geeignet. Such a rotary electric machine is also suitable for high speeds of more than 10,000 revolutions per minute.

In einer Ausführungsform ist die rotierende elektrische Maschine als Elektromotor ausgebildet. Sie kann auch als Generator ausgebildet sein oder sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar sein. In one embodiment, the rotating electric machine is designed as an electric motor. It can also be designed as a generator or be operable both as a motor and as a generator.

Derartige Elektromotoren eignen sich für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Sie können sowohl als im Antriebsstrang vollintegrierte Antriebsmotoren als auch beispielsweise als Startergeneratoren, Radnaben- oder Achsmotoren eingesetzt werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird deshalb ein Kraftfahrzeug mit einem Antrieb angegeben, der den beschriebenen Elektromotor aufweist. Das Kraftfahrzeug kann dabei als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Such electric motors are suitable for use in a motor vehicle. They can be used both as drive motors fully integrated in the drive train and, for example, as starter generators, wheel hub or axle motors. According to one aspect of the invention, therefore, a motor vehicle is specified with a drive having the described electric motor. The motor vehicle can be designed as an electric or hybrid vehicle.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer rotierenden elektrischen Maschine angegeben, wobei das Verfahren folgendes aufweist:

  • – Bereitstellen eines Rotorblechpakets eines Rotors mit einer Erregerwicklung;
  • – Einbetten der Erregerwicklung in eine Kunststoffmasse in einem Spritzgussverfahren,
wobei in dem Spritzgussverfahren zumindest eine Funktionskomponente ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Wickelkopfabdeckung, ein Wuchtelement und ein Geberrad eines Rotorlagegebers im Spritzgusswerkzeug gehalten und an den Rotor angespritzt wird. According to one aspect of the invention, there is provided a method of making a rotary electric machine, the method comprising:
  • - Providing a rotor core of a rotor with a field winding;
  • Embedding the excitation winding in a plastic mass in an injection molding process,
wherein in the injection molding process at least one functional component selected from the group comprising a winding head cover, a balancing element and a sender wheel of a rotor position sensor is held in the injection molding tool and molded onto the rotor.

Bei diesem Verfahren wird der ohnehin durchgeführte Verfahrensschritt des Umspritzens der Erregerwicklung für die Befestigung der mindestens einen Funktionskomponente genutzt. Es kann daher auf den zusätzlichen Arbeitsschritt des Verbauens der Funktionskomponenten verzichtet werden. Eine zusätzliche Bearbeitung der Welle zur Bildung des Sitzes ist ebenfalls nicht nötig. In this method, the already performed process step of extrusion-coating the excitation winding is used for fastening the at least one functional component. It can therefore be dispensed with the additional step of shoring the functional components. An additional machining of the shaft to form the seat is also not necessary.

Die Funktionskomponente wird direkt im Spritzgusswerkzeug gehalten und die Erregerwicklung wird mit dem Kunststoff umspritzt. Als Kunststoff können verschiedene spritzbare Kunststoffe eingesetzt werden, wobei beispielsweise Polypropylene (PP bzw. PPS) geeignet sind. Der Kunststoff kann getempert werden, um Eigenschaften wie die Wärmebeständigkeit und das Kriechverhalten zu verbessern. The functional component is held directly in the injection mold and the field winding is overmolded with the plastic. As plastic different sprayable plastics can be used, for example, polypropylene (PP or PPS) are suitable. The plastic can be tempered to improve properties such as heat resistance and creep behavior.

Spritzgießen kann in hoher Taktrate durchgeführt werden. Durch die hohe Taktrate sinkt auch der Heizbedarf und damit der Energieverbrauch pro Rotor. Injection molding can be performed at a high rate. The high cycle rate also reduces the heating demand and thus the energy consumption per rotor.

Nach dem Spritzgussprozess hält die Funktionskomponente durch Formschluss. Eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung kann erreicht werden, wenn die Funktionskomponente aus Kunststoff ausgeführt oder mit einer Kunststoffbeschichtung versehen ist.After the injection molding process, the functional component holds tight. An additional cohesive connection can be achieved if the functional component is made of plastic or provided with a plastic coating.

In einer Ausführungsform werden vor dem Spritzgussverfahren zumindest zwei Funktionskomponenten zu einem einzigen Bauteil vereinigt. Die Verbindung der Funktionskomponenten kann entweder dadurch erfolgen, dass das Bauteil von vornherein so konzipiert ist, dass es die Funktionalitäten von mindestens zwei Funktionskomponenten aufweist. Alternativ können jedoch auch zwei zunächst separat gefertigte Bauteile vor dem Spritzgießen miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Einrollieren, Verstemmen, Verschrauben, Verschweißen, Kleben, Vernieten oder Einpressen. In der weiteren Verarbeitung während des Spritzgießens ist dann nur noch das eine Bauteil zu handhaben. In one embodiment, at least two functional components are combined to form a single component prior to the injection molding process. The connection of the functional components can either take place in that the component is designed from the outset so that it has the functionalities of at least two functional components. Alternatively, however, two initially manufactured separately components can be connected to each other before injection molding, for example by curling, caulking, screwing, welding, gluing, riveting or pressing. In the further processing during injection molding then only one component is to be handled.

Ausführungsbeispiele werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments will now be explained in more detail with reference to the drawings.

1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rotors einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 schematically shows a perspective view of a rotor of a rotary electric machine according to a first embodiment of the invention;

2 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors gemäß 1; 2 schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor according to 1 ;

3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rotors einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 3 shows schematically a perspective view of a rotor of a rotary electric machine according to a second embodiment of the invention;

4 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors gemäß 3; 4 schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor according to 3 ;

5 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rotors einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 5 schematically shows a perspective view of a rotor of a rotary electric machine according to a third embodiment of the invention;

6 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors gemäß 5; 6 schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor according to 5 ;

7 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors gemäß einer vierten Ausführungsform; 7 schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor according to a fourth embodiment;

8 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors gemäß einer fünften Ausführungsform und 8th schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor according to a fifth embodiment and

9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 9 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rotors 1 einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Stator ist nicht gezeigt. 1 shows a perspective view of a rotor 1 a rotating electrical machine according to a first embodiment of the invention. The stator is not shown.

Die rotierende elektrische Maschine ist in dieser Ausführungsform als fremderregte Synchronmaschine ausgebildet. Ihr Rotor 1 weist ein Rotorblechpaket 2 mit einer in 1 nicht gezeigten Erregerwicklung auf. Die Erregerwicklung ist in nicht gezeigten Nuten des Rotorblechpakets 2 untergebracht. The rotary electric machine is formed in this embodiment as a separately excited synchronous machine. Your rotor 1 has a rotor core 2 with an in 1 not shown excitation winding. The excitation winding is not shown in grooves of the rotor core 2 accommodated.

Im Bereich der Wickelköpfe 4 ist jeweils eine im Tiefziehverfahren oder Sinterverfahren hergestellte Wickelkopfabdeckung 5 vorgesehen. Diese umgeben beide Enden des Rotorblechpakets 2 und die Erregerwicklung und weisen eine zentrale Öffnung 12 zur Durchführung der Rotorwelle 3 auf. Die Rotorwelle 3 ist mit dem Rotorblechpaket 2 drehfest verbunden und an nicht gezeigten Gehäuseteilen der elektrischen Maschine drehbar gelagert. Eine Wickelkopfabdeckung 5 kann auch nur an einem Ende des Rotors 1 vorgesehen sein. In the area of the winding heads 4 is in each case a winding head cover produced by deep drawing or sintering 5 intended. These surround both ends of the rotor core 2 and the excitation winding and have a central opening 12 for carrying out the rotor shaft 3 on. The rotor shaft 3 is with the rotor laminated core 2 rotatably connected and rotatably mounted on not shown housing parts of the electric machine. A winding head cover 5 can also only at one end of the rotor 1 be provided.

Die Wickelkopfabdeckung 5 schließt das Rotorblechpaket 2 in axialer Richtung ab. The winding head cover 5 closes the rotor core 2 in the axial direction.

Die Wickelkopfabdeckung 5 besteht aus einem unmagnetisierbaren Stahl mit der Legierungszusammensetzung FeRestCraNibMncCdSiePfSgNh, worin a, b, c, d, e, f, g und h in Gewichtsprozent angegeben sind und 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1,4; 0 ≤ d ≤ 0,055; 0 ≤ e ≤ 0,6; 0 ≤ f ≤ 0,04; 0 ≤ g ≤ 0,008 und 0 ≤ h ≤ 0,1 gilt.The winding head cover 5 consists of a non-magnetizable steel having the alloy composition Fe radical Cr a Ni b Mn c C d Si e P f S g N h , where a, b, c, d, e, f, g and h are given in weight percent and 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1.4; 0 ≤ d ≤ 0.055; 0 ≤ e ≤ 0.6; 0 ≤ f ≤ 0.04; 0 ≤ g ≤ 0.008 and 0 ≤ h ≤ 0.1.

Zur Stabilisierung der Erregerwicklung im Betrieb ist das Rotorblechpaket 2 in einem Spritzgussverfahren mit einer Kunststoffmasse 6 umspritzt. Die Wickelkopfabdeckungen 5 sind in diesem Spritzgussverfahren an das Rotorblechpaket 2 angespritzt. Als Kunststoffmasse 6 kann beispielsweise Polypropylen eingesetzt werden. To stabilize the excitation winding during operation is the rotor core 2 in an injection molding process with a plastic mass 6 molded. The winding head covers 5 are in this injection molding process to the rotor core 2 molded. As plastic mass 6 For example, polypropylene can be used.

2 zeigt einen Bereich des Rotors 1 im Längsschnitt. In der Kunststoffmasse 6 ist die nicht gezeigte Erregerwicklung eingebettet. Die Kunststoffmasse 6 weist eine im Spritzgussprozess gebildete Grenzfläche 7 zu der Wickelkopfabdeckung 5 auf. 2 shows a region of the rotor 1 in longitudinal section. In the plastic mass 6 the field winding, not shown, is embedded. The plastic mass 6 has an interface formed in the injection molding process 7 to the winding head cover 5 on.

Die Verbindung von Wickelkopfabdeckung 5 und Rotorblechpaket 2 ist in dieser Ausführungsform formschlüssig. Alternativ kann die Wickelkopfabdeckung 5 auch aus Kunststoff ausgebildet sein oder eine Kunststoffbeschichtung aufweisen. In diesem Fall kann eine stoffschlüssige Verbindung zustande kommen. The connection of winding head cover 5 and rotor core 2 is form-fitting in this embodiment. Alternatively, the winding head cover 5 also be made of plastic or have a plastic coating. In this case, a cohesive connection can come about.

Zur Herstellung des Rotors 1 wird folgendermaßen vorgegangen: Zunächst wird das Blechpaket 2 bereitgestellt und in bekannter Weise mit der Erregerwicklung bewickelt. Ferner wird die Wickelkopfabdeckung 5 bereitgestellt, beispielsweise als Tiefziehteil, falls sie aus Metall ausgebildet ist. For the production of the rotor 1 The procedure is as follows: First, the laminated core 2 provided and wound in a known manner with the exciter winding. Furthermore, the winding head cover 5 provided, for example, as a deep-drawn part, if it is formed of metal.

Für den Spritzgussprozess werden die Wickelkopfabdeckung 5 und das bewickelte Blechpaket 2 in das Spritzgusswerkzeug eingebracht und die Kunststoffmasse 6 wird eingespritzt. Anschließend kann der Rotor 1 entnommen werden. Die Wickelkopfabdeckung 5 ist nun formschlüssig mit dem Rotorblechpaket 2 verbunden. For the injection molding process, the winding head cover 5 and the wound laminated core 2 introduced into the injection mold and the plastic material 6 is injected. Then the rotor can 1 be removed. The winding head cover 5 is now form-fitting with the rotor laminated core 2 connected.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rotors 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass nicht eine Wickelkopfabdeckung 5, sondern ein als Wuchtring 8 ausgebildetes Wuchtelement an den Rotor 1 angespritzt ist. 3 shows a perspective view of the rotor 1 according to a second embodiment of the invention. This embodiment differs from the first in that it does not have a winding head cover 5 but as a balancing ring 8th trained balancing element to the rotor 1 is injected.

Der Wuchtring 8 umgibt die Rotorwelle 3 konzentrisch und ist in dieser Ausführungsform im Bereich eines Endes des Rotors 1 angeordnet. Es können auch Wuchtringe 8 an beiden Enden vorgesehen sein, gegebenenfalls auch mehrere, oder in anderen Bereichen des Rotors 1. The growth ring 8th surrounds the rotor shaft 3 concentric and is in this embodiment in the region of one end of the rotor 1 arranged. It can also balancing rings 8th be provided at both ends, possibly even more, or in other areas of the rotor 1 ,

Der Wuchtring 8 besteht aus einem unmagnetisierbaren Stahl mit der Legierungszusammensetzung FeRestCraNibMncCdSiePfSgNh, worin a, b, c, d, e, f, g und h in Gewichtsprozent angegeben sind und 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1,4; 0 ≤ d ≤ 0,055; 0 ≤ e ≤ 0,6; 0 ≤ f ≤ 0,04; 0 ≤ g ≤ 0,008 und 0 ≤ h ≤ 0,1 gilt. The growth ring 8th consists of a non-magnetizable steel having the alloy composition Fe radical Cr a Ni b Mn c C d Si e P f S g N h , where a, b, c, d, e, f, g and h are given in weight percent and 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1.4; 0 ≤ d ≤ 0.055; 0 ≤ e ≤ 0.6; 0 ≤ f ≤ 0.04; 0 ≤ g ≤ 0.008 and 0 ≤ h ≤ 0.1.

In 4 ist ein Bereich des Rotors 1 gemäß der zweiten Ausführungsform im Längsschnitt gezeigt. Der Wuchtring 8 ist teilweise in die Kunststoffmasse 6 eingebettet. Die Verbindung zwischen Wuchtring 8 und Rotor 1 ist in dieser Ausführungsform formschlüssig. Alternativ kann der Wuchtring 8 auch eine Kunststoffbeschichtung aufweisen. In diesem Fall kommt eine stoffschlüssige Verbindung zustande. In 4 is an area of the rotor 1 shown in longitudinal section according to the second embodiment. The growth ring 8th is partially in the plastic mass 6 embedded. The connection between balancing ring 8th and rotor 1 is form-fitting in this embodiment. Alternatively, the balancing ring 8th also have a plastic coating. In this case, a cohesive connection is established.

Bei der Herstellung des Rotors 1 wird analog zum anhand der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahren vorgegangen. Zum Auswuchten des Rotors 1 wird radial oder axial Material des Wuchtringes 8 entfernt, beispielsweise durch Fräsen oder Bohren. In the manufacture of the rotor 1 The procedure is analogous to the method described with reference to the first embodiment. For balancing the rotor 1 becomes radial or axial material of the balancing ring 8th removed, for example by milling or drilling.

5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rotors 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten dadurch, dass nicht eine Wickelkopfabdeckung 5 oder ein Wuchtring 8, sondern ein Geberrad 9 eines Rotorlagegebers an den Rotor 1 angespritzt ist. 5 shows a perspective view of the rotor 1 according to a third embodiment of the invention. This embodiment differs from the first and second in that not a winding head cover 5 or a growth ring 8th but a donor wheel 9 a rotor position sensor to the rotor 1 is injected.

6 zeigt einen Bereich des Rotors 1 im Längsschnitt. Das Geberrad 9 ist topfförmig ausgebildet, umgibt die Rotorwelle 3 konzentrisch und ist im Bereich des einen Endes des Rotors 1 angeordnet. Es weist eine die Rotorwelle 3 konzentrisch umgebende Innenfläche 11 auf. Teile der Innenfläche 11 bilden die Grenzfläche 7 zur Kunststoffmasse 6 aus. Das Geberrad 9 weist eine Geberkontur 10 auf, die senkrecht von der Innenfläche 11 nach innen ragt. Die Geberkontur 10 ist somit aus der durch den Pfeil 13 angedeuteten Richtung durch ein nicht dargestelltes Sensorelement auslesbar. Die Geberkontur 10 weist in der gezeigten Ausführungsform eine sinusförmige Begrenzung nach innen auf mit vier Perioden. Sie kann jedoch auch anders ausgestaltet sein und beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Zähnen aufweisen. 6 shows a region of the rotor 1 in longitudinal section. The donor wheel 9 is cup-shaped, surrounds the rotor shaft 3 concentric and is in the area of one end of the rotor 1 arranged. It has a rotor shaft 3 concentric surrounding inner surface 11 on. Parts of the inner surface 11 form the interface 7 to the plastic mass 6 out. The donor wheel 9 has an encoder contour 10 on, perpendicular to the inner surface 11 protrudes inwards. The encoder contour 10 is thus out of the arrow 13 indicated direction readable by an unillustrated sensor element. The encoder contour 10 has in the embodiment shown a sinusoidal boundary inward with four periods. However, it can also be designed differently and, for example, have a certain number of teeth.

Bei dieser Ausführungsform ist somit der Durchmesser d der zentralen Öffnung 14 nicht konstant, sondern variiert entlang dem Umfang der Geberkontur 10. Die Geberkontur 10 kann aus dem als Tiefziehteil hergestellten Geberrad 9 gestanzt oder gefräst oder im Sinterverfahren hergestellt sein. In this embodiment, therefore, the diameter d of the central opening 14 not constant, but varies along the circumference of the encoder contour 10 , The encoder contour 10 can from the donor wheel produced as a deep-drawn part 9 punched or milled or produced by sintering.

Das Geberrad 9 mit der Geberkontur 10 besteht aus einem unmagnetisierbaren Stahl mit der Legierungszusammensetzung FeRestCraNibMncCdSiePfSgNh, worin a, b, c, d, e, f, g und h in Gewichtsprozent angegeben sind und 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1,4; 0 ≤ d ≤ 0,055; 0 ≤ e ≤ 0,6; 0 ≤ f ≤ 0,04; 0 ≤ g ≤ 0,008 und 0 ≤ h ≤ 0,1 gilt.The donor wheel 9 with the encoder contour 10 consists of a non-magnetizable steel having the alloy composition Fe radical Cr a Ni b Mn c C d Si e P f S g N h , where a, b, c, d, e, f, g and h are given in weight percent and 18 ≤ a ≤ 19; 12 ≤ b ≤ 13; 0 ≤ c ≤ 1.4; 0 ≤ d ≤ 0.055; 0 ≤ e ≤ 0.6; 0 ≤ f ≤ 0.04; 0 ≤ g ≤ 0.008 and 0 ≤ h ≤ 0.1.

Bei der Herstellung des Rotors 1 wird analog zum anhand der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen Verfahren vorgegangen.In the manufacture of the rotor 1 The procedure is analogous to the method described with reference to the first and second embodiments.

7 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors 1 gemäß einer vierten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten lediglich durch die Ausgestaltung der Geberkontur 9. Bei dieser Ausführungsform ist das Geberrad an seiner Stirnseite 15 etwas nach innen gezogen und die Geberkontur 10 ist auf die entstandene Stirnfläche 16 aufgebracht. Bei dieser Ausführungsform ist somit der Durchmesser d der zentralen Öffnung 14 konstant entlang dem Umfang des Geberrads 9. Für die Geberkontur 10 können verschiedene Werkstoffe gewählt werden, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Stahl oder beschichtete Kunststoffe. 7 schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor 1 according to a fourth embodiment. The fourth embodiment differs from the third only by the configuration of the encoder contour 9 , In this embodiment, the sender wheel is on its front side 15 pulled something inside and the encoder contour 10 is on the resulting face 16 applied. In this embodiment, therefore, the diameter d of the central opening 14 constant along the circumference of the encoder wheel 9 , For the encoder contour 10 Different materials can be chosen, for example copper, aluminum, steel or coated plastics.

8 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Bereich des Rotors 1 gemäß einer fünften Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist ein Bauteil 17 an den Rotor 1 angespritzt, das die Funktionalitäten der Wickelkopfabdeckung 5, des Wuchtrings 8 und des Geberrads 9 in sich vereinigt. 8th schematically shows a longitudinal section through a portion of the rotor 1 according to a fifth embodiment. In this embodiment, a component 17 to the rotor 1 molded, the functionalities of the winding head cover 5 , the balancing ring 8th and the donor wheel 9 united in itself.

Das Bauteil 17 wird beispielsweise als Tiefziehteil gefertigt, das die Funktionalitäten der Wickelkopfabdeckung 5 und des Geberrads 9 in sich vereinigt. Der Wuchtring 8 wird separat gefertigt, beispielsweise als Guss- oder Umformteil. Als Materialien kommen für den Wuchtring 8 Metalle mit hoher Dichte in Frage, insbesondere nur schwach oder gar nicht magnetisierbare Metalle. The component 17 is manufactured, for example, as a deep-drawn part, the functionalities of the winding head cover 5 and the donor wheel 9 united in itself. The growth ring 8th is manufactured separately, for example as a cast or formed part. As materials come for the growth ring 8th High-density metals in question, in particular only weakly or not magnetisable metals.

Der Wuchtring 8 wird mit dem Tiefziehteil, das die Funktionalitäten der Wickelkopfabdeckung 5 und des Geberrads 9 in sich vereinigt, beispielsweise mittels Einrollieren, Verstemmen, Kleben, Vernieten oder Einpressen verbunden. Als Anschlag für den Wuchtring 8 kann dabei zum Beispiel der Boden oder ein Absatz 18 im Tiefziehteil dienen. The growth ring 8th comes with the deep-drawn part, which is the functionalities of the winding head cover 5 and the donor wheel 9 unified, for example by means of curling, caulking, gluing, riveting or pressing. As a stop for the growth ring 8th can for example be the bottom or a heel 18 serve in the deep-drawn part.

Das so entstandene Bauteil 17 wird in das Spritzgusswerkzeug eingebracht und dort gehalten, während das Rotorblechpaket 2 umspritzt wird. The resulting component 17 is introduced into the injection mold and held there while the rotor core 2 is overmoulded.

Es ist auch denkbar, nur zwei der drei Funktionalitäten in dem Bauteil 17 zu vereinigen. Beispielsweise kann typischerweise an einem Ende des Rotors 1 auf ein Geberrad 9 verzichtet werden. Dort könnte folglich ein Bauteil vorgesehen sein, das lediglich den Wuchtring 8 und die Wickelkopfabdeckung 5 vereinigt.It is also conceivable only two of the three functionalities in the component 17 to unite. For example, typically at one end of the rotor 1 on a donor wheel 9 be waived. There could therefore be provided a component that only the balancing ring 8th and the winding head cover 5 united.

9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Rotors 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Verfahren wird in einem Schritt S1 ein Rotorblechpaket 2 eines Rotors 1 mit einer Erregerwicklung bereitgestellt. Ferner wird zumindest eine Funktionskomponente bereitgestellt. In der gezeigten Ausführungsform werden zunächst in den Schritten S01 und S02 zwei Funktionskomponenten bereitgestellt, die im Schritt S2 zu einem einzigen Bauteil vereinigt werden, beispielsweise durch Einrollieren, Verstemmen, Verschrauben, Verschweißen, Kleben, Vernieten oder Einpressen. Das die Funktionalitäten der beiden Funktionskomponenten aufweisende Bauteil kann im Folgenden als ein Bauteil gehandhabt werden, was insbesondere beim Spritzgussprozess vorteilhaft ist. 9 shows a flowchart of a method for manufacturing a rotor 1 according to an embodiment of the invention. In this method, in a step S1, a rotor lamination stack 2 a rotor 1 provided with a field winding. Furthermore, at least one functional component is provided. In the embodiment shown, first in steps S01 and S02 two functional components are provided, which are combined in step S2 into a single component, for example by rolling in, Caulking, screwing, welding, gluing, riveting or pressing. The component having the functionalities of the two functional components can in the following be handled as one component, which is advantageous in particular in the injection molding process.

Im Schritt S3 werden das Rotorblechpaket 2 und das im Schritt S2 hergestellte Bauteil in ein Spritzgusswerkzeug eingebracht. In step S3, the rotor laminated core 2 and the component produced in step S2 is introduced into an injection molding tool.

Im Schritt S4 wird die Erregerwicklung in einem Spritzgussverfahren in eine Kunststoffmasse 6 eingebettet, wobei in dem Spritzgussverfahren das im Schritt S2 hergestellte Bauteil an den Rotor 1 angespritzt wird. In step S4, the field winding is in an injection molding process in a plastic mass 6 embedded, wherein in the injection molding process, the component produced in step S2 to the rotor 1 is injected.

Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.Although at least one exemplary embodiment has been shown in the foregoing description, various changes and modifications may be made. The above embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a scheme for practicing at least one example embodiment, which may make numerous changes in the function and arrangement of elements described in an exemplary embodiment without departing from the scope of the appended claims and their legal equivalents ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rotor rotor
22
Rotorblechpaket Laminated core
33
Rotorwelle rotor shaft
44
Wickelkopf winding
55
Wickelkopfabdeckung Wrap head cover
66
Kunststoffmasse Plastic compound
77
Grenzfläche interface
88th
Wuchtring balancing ring
99
Geberrad sensor wheel
1010
Geberkontur donors contour
1111
Innenfläche palm
1212
zentrale Öffnung central opening
1313
Pfeil arrow
1414
zentrale Öffnung central opening
1515
Stirnseite front
1616
Stirnfläche face
1717
Bauteil component
1818
Absatz  paragraph
dd
Durchmesser diameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006044767 A1 [0005] DE 102006044767 A1 [0005]

Claims (10)

Rotierende elektrische Maschine, die folgendes aufweist: – einen auf einer Rotorwelle (3) angeordneten Rotor (1) mit einem Rotorblechpaket (2) und einer Erregerwicklung; – wobei die Erregerwicklung in einem Spritzgussverfahren in eine Kunststoffmasse (6) eingebettet ist; – wobei zumindest eine Funktionskomponente des Rotors (1) in dem Spritzgussverfahren an den Rotor (1) angespritzt ist, wobei die zumindest eine Funktionskomponente ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend eine Wickelkopfabdeckung (5), ein Wuchtelement und ein Geberrad (9) eines Rotorlagegebers. Rotary electrical machine comprising: - one on a rotor shaft ( 3 ) arranged rotor ( 1 ) with a rotor core ( 2 ) and a field winding; - wherein the excitation winding in an injection molding process in a plastic mass ( 6 ) is embedded; - wherein at least one functional component of the rotor ( 1 ) in the injection molding process to the rotor ( 1 ) is sprayed, wherein the at least one functional component is selected from the group comprising a winding head cover ( 5 ), a balancing element and a transmitter wheel ( 9 ) of a rotor position sensor. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Funktionskomponente ein Material aufweist, das – Eisen aufweist sowie – Chrom in einem Anteil von mindestens 18 und höchstens 19 Gewichtsprozent sowie – Nickel in einem Anteil von mindestens 12 und höchstens 13 Gewichtsprozent. A rotary electric machine according to claim 1, wherein the functional component comprises a material comprising - iron and - chromium in a proportion of at least 18 and at most 19 weight percent and - nickel in a proportion of at least 12 and at most 13 Weight. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Funktionskomponente Zinkdruckguss aufweist, der im Wesentlichen die Legierungszusammensetzung ZnRestAlaCubMgc aufweist, worin a, b und c in Gewichtsprozent angegeben sind und 3,7 ≤ a ≤ 4,3; 0,7 ≤ b ≤ 1,2; 0,025 ≤ c ≤ 0,06 gilt.The rotary electric machine according to claim 1, wherein the functional component comprises die-cast zinc having substantially the alloy composition Zn residue Al a Cu b Mg c wherein a, b and c are in weight percent and 3.7 ≤ a ≤ 4.3; 0.7 ≤ b ≤ 1.2; 0.025 ≤ c ≤ 0.06. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Funktionskomponente zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit der im Spritzgussverfahren eingebrachten Kunststoffmasse eine Kunststoffbeschichtung aufweist.Rotary electric machine according to one of claims 1 to 3, wherein the functional component for producing a cohesive connection with the introduced by injection molding plastic mass comprises a plastic coating. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Funktionskomponente aus Kunststoff ausgebildet ist.The rotary electric machine according to claim 1, wherein the functional component is made of plastic. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens zwei Funktionskomponenten in einem einzigen Bauteil (17) mechanisch verbunden sind. Rotating electrical machine according to one of claims 1 to 5, wherein at least two functional components in a single component ( 17 ) are mechanically connected. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Funktionskomponente als Geberrad (9) ausgebildet ist und eine Geberkontur (10) aufweist, die ebenfalls im Spritzgussverfahren aufgebracht ist und eine metallische Beschichtung aufweist. Rotary electrical machine according to one of claims 1 to 6, wherein the functional component as a sender wheel ( 9 ) is formed and a donor contour ( 10 ), which is also applied by injection molding and has a metallic coating. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Funktionskomponente als Geberrad (9) ausgebildet ist und eine hohlzylindrische Form mit einer die Rotorwelle (3) konzentrisch umgebenden Innenfläche (11) aufweist, wobei die Geberkontur (10) senkrecht von der Innenfläche (11) nach innen ragt. Rotary electrical machine according to one of claims 1 to 7, wherein the functional component as a transmitter wheel ( 9 ) is formed and a hollow cylindrical shape with a rotor shaft ( 3 ) concentrically surrounding inner surface ( 11 ), wherein the encoder contour ( 10 ) perpendicular to the inner surface ( 11 ) protrudes inside. Verfahren zur Herstellung einer rotierenden elektrischen Maschine, wobei das Verfahren folgendes aufweist: – Bereitstellen eines Rotorblechpakets (2) eines Rotors (1) mit einer Erregerwicklung; – Einbetten der Erregerwicklung in eine Kunststoffmasse (6) in einem Spritzgussverfahren, wobei in dem Spritzgussverfahren zumindest eine Funktionskomponente ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Wickelkopfabdeckung (5), ein Wuchtelement und ein Geberrad (9) eines Rotorlagegebers im Spritzgusswerkzeug gehalten und an den Rotor (1) angespritzt wird. A method of manufacturing a rotary electric machine, the method comprising: - providing a rotor lamination stack ( 2 ) of a rotor ( 1 ) with a field winding; Embedding the excitation winding in a plastic compound ( 6 ) in an injection molding process, wherein in the injection molding process at least one functional component selected from the group comprising a winding head cover ( 5 ), a balancing element and a transmitter wheel ( 9 ) of a rotor position sensor held in the injection mold and to the rotor ( 1 ) is injected. Verfahren nach Anspruch 9, wobei vor dem Spritzgussverfahren zumindest zwei Funktionskomponenten zu einem einzigen Bauteil (17) vereinigt werden. The method of claim 9, wherein prior to the injection molding at least two functional components to a single component ( 17 ).
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