DE102022212459A1

DE102022212459A1 - Rotor mit Verspannkavitäten für eine Elektromaschine

Info

Publication number: DE102022212459A1
Application number: DE102022212459.6A
Authority: DE
Inventors: Sven Pieper; Tim Bachmann; Stefan Prokoph
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-11-22
Filing date: 2022-11-22
Publication date: 2024-05-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors (1) für eine Elektromaschine (2) für ein Kraftfahrzeug (3), aufweisend:
- Bereitstellen eines sich um eine Rotorlängsachse (4) erstreckenden Blechpakets (5) aus mehreren nebeneinander angeordneten Scheiben (6),
- Anordnen eines elektrisch isolierenden Verspannmittels (13) in Verspannkavitäten (12) der Rotorzähne (9) derart, dass das Verspannmittel (13) außerhalb eines Wicklungsraums (10) des Blechpakets (5) angeordnet ist und die Scheiben (6) des Blechpakets (5) durch das Verspannmittel (13) miteinander verspannt sind, und
- Anordnen des Wicklungsdrahts (11) im Wicklungsraum (10) derart, dass das Verspannmittel (13) durch den Wicklungsdraht (11) vor einem Entfernen vom Blechpaket (5) gesichert ist.
Ferner betrifft die Erfindung einen Rotor (1), eine Elektromaschine (2) und ein Kraftfahrzeug (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung einen Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug, eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Rotor sowie ein Kraftfahrzeug mit einer gattungsgemäßen Elektromaschine.
Es sind viele unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von Rotoren für Elektromaschinen bekannt, bei welchen Blechpakete aus mehreren Scheiben aus Elektroblech mit einem Wicklungsdraht umwickelt werden. Der Wicklungsdraht wird hierbei in einem Wicklungsraum des Blechpakets, welcher durch Rotorzähne und Polkappen des Blechpakets gebildet ist, durch Wickeln angeordnet.
Beim Erzeugen der Wicklung wird der Wicklungsdraht unter Spannung um das Blechpaket herumgewickelt. Durch die hohe Drahtspannung wird eine entsprechend hohe Kraft auf das Blechpaket aufgebracht. In Abhängigkeit der angewandten Verknüpfungstechnologis sind Blechpakete mehr oder weniger stark kompressibel und somit mit einem Stapel Tellerfedern vergleichbar.
Während des Wickelprozesses wird der Wicklungsdraht sukzessive um die einzelnen Pole des Blechpakets gewickelt, sodass die Pole einer entsprechenden inhomogenen sowie sich zeitlich verändernden äußeren Belastung ausgesetzt sind. Somit ist beim Erzeugen der Wicklung eine asymmetrische Verformung des Blechpakets bewirkbar. Hieraus können sich Probleme ergeben, wie beispielsweise eine Maßhaltigkeit des Rotors, eine Unwucht, spätere Setzeffekte der Wicklung im Betrieb der Elektromaschine, ungleichmäßige Spannungen in den einzelnen Wicklungslagen der Wicklung oder dergleichen.
Zum Reduzieren einer derartigen Verformung des Blechpakets ist es bekannt, das Blechpaket mit eine axialen Druckkraft zu beaufschlagen. Um den Wicklungsprozess nicht zu behindern ist es daher üblich, die Druckkraft in der Nähe der Rotorlängsachse über die äußeren Scheiben in das Blechpaket einzuleiten. Somit erfolgt eine ungleichmäßig über eine Stirnseite des Blechpakets verteilte Einleitung der Druckkraft im Bereich einer zentralen Durchführung des Blechpakets zur Anordnung der Rotorwelle.
Zur besseren Verteilung dieser Druckkraft über das Blechpaket erfordert ein solches Verfahren eine besonders steife Ausführung der Polkappen des Blechpakets. Um ein Abkippen des Blechpakets zu verhindern können auch Spanndorne beidseitig in die zentrale Durchführung des Blechpakets zur Aufnahme der Rotorwelle eingeführt werden. Alternativ zu Spanndornen kann das Blechpaket mitunter auch vor dem Erstellen der Wicklung auf der Rotorwelle angeordnet, beispielsweise aufgeschrumpft oder aufgepresst werden. Überdies ist ein Verschweißen der Scheiben des Blechpakets am Rand des Wicklungsraums, insbesondere an einem zwischen benachbarten Polkappen gebildeten Nutgrund, bekannt.
Aus dem Dokument DE 10 2020 113 110 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine bekannt, bei welchem das Blechpaket zunächst durch Umwickeln mit Wicklungsdraht stabilisiert und anschließend eine gekühlte Rotorwelle in das erwärmte Blechpaket geschoben wird. Eine verbesserte Formstabilität des Blechpakets wird durch die Verwendung besonders biegesteifer Endscheiben erreicht.
Das Dokument DE 10 2019 207 865 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklung auf einem Statorgrundkörper eines Stators. Über entsprechende Messmittel wird eine Drahtspannung des Wicklungsdrahts oder eine Biegeauslenkung einer hohlen Wickelnadel erfasst und über einen Regelkreis unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts gehalten. Auf diese Weise soll gewährleistet werden, dass die Wicklung eine möglichst gleichmäßige Ausbildung aufweist.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von Wicklungen haben den Nachteil, dass bei hohen Drahtspannungen weiterhin ein erhöhtes Risiko einer übermäßigen Verformung der Scheiben des Blechpakets besteht. Bei niedrigeren Drahtspannungen besteht die Gefahr, dass die Wicklung zu locker wird. Bei einem Zusammendrücken des Blechpakets im Bereich der inneren Durchführung besteht weiterhin die Gefahr eines Aufbiegens der Scheiben im Bereich der Polkappen aufgrund der durch die Wicklung erzeugten Spannungen. Ein Verschweißen der Scheiben kann sich aus elektromagnetischer Sicht negativ auf den Rotor auswirken und ist zudem sehr kostenintensiv.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug, einen Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug, Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen oder hybriden Antriebssystem zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine reduzierte Verformung der Scheiben des Blechpakets beim Erzeugen der Wicklung und/oder eine geringere Unwucht und/oder eine höhere Maßhaltigkeit aufweisen und/oder eine gleichmäßige sowie stabile Wicklung gewährleisten.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch einen Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 8, eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen oder hybriden Antriebssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 11 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor, der erfindungsgemäßen Elektromaschine sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Verfahren weist auf:

- Bereitstellen eines sich um eine Rotorlängsachse erstreckenden Blechpakets aus mehreren nebeneinander angeordneten Scheiben, wobei das Blechpaket einen Paketinnenbereich mit einer koaxial zur Rotorlängsachse ausgebildeten zentralen Durchführung und mehrere vom Paketinnenbereich in radiale Richtung nach außen abstehende Rotorzähne aufweist, wobei zwischen benachbarten Rotorzähnen jeweils ein Wicklungsraum zur Anordnung einer Wicklung aus Wicklungsdraht ausgebildet ist, wobei in den Rotorzähnen eine Verspannkavität zur Anordnung eines Verspannmittels ausgebildet ist,
- Anordnen eines elektrisch isolierenden Verspannmittels in den Verspannkavitäten derart, dass das Verspannmittel überwiegend oder vollständig außerhalb des Wicklungsraums angeordnet ist und die Scheiben des Blechpakets durch das Verspannmittel parallel zur Rotorlängsachse miteinander verspannt sind, und
- Anordnen des Wicklungsdrahts im Wicklungsraum des Blechpakets derart, dass das Verspannmittel durch den Wicklungsdraht vor einem Entfernen vom Blechpaket gesichert ist.

Zunächst wird das sich um die Rotorlängsachse erstreckenden Blechpaket bereitgestellt. Das Blechpaket weist eine Mehrzahl von Scheiben auf, die koaxial zur Rotorlängsachse nebeneinander angeordnet und zu dem Blechpaket zusammengefasst sind. Durch die Scheiben ist der Paketinnenbereich des Blechpakets mit der koaxial zur Rotorlängsachse ausgebildeten zentralen Durchführung gebildet. Die zentrale Durchführung ist zum Durchführen einer Rotorwelle des Rotors ausgebildet. Somit ist das Blechpaket auf die Rotorwelle montierbar, beispielsweise im Presssitz. Der Paketinnenbereich ist vorzugsweise hohlzylinderförmig oder zumindest hohlzylinderartig ausgebildet.
Das Blechpaket weist die Mehrzahl von Rotorzähnen auf, die sich vom Paketinnenbereich in radiale Richtung nach außen erstrecken und somit vom Paketinnenbereich radial abstehen. Die Rotorzähne sind vorzugsweise durch die Scheiben des Blechpakets gebildet. Vorzugsweise weisen die Rotorzähne an einem der Rotorlängsachse abgewandten Zahnende eine Zahnkappe auf, die in Umfangsrichtung eine größere Ausbildung als ein zwischen dem Paketinnenbereich und dem Zahnende angeordneter mittlerer Zahnbereich des Rotorzahns aufweist. Die Zahnkappe kann auch als Polkappe des Rotors bezeichnet werden. Benachbarte Rotorzähne sind vorzugsweise beabstandet voneinander am Paketinnenbereich angeordnet.
Zwischen den benachbarten Rotorzähnen sind Nuten ausgebildet, welche einen Teil, insbesondere einen Großteil, des Wicklungsraums binden. Der Wicklungsraum ist zur Anordnung der Wicklung des Rotors aus Wicklungsdraht ausgebildet. Vorzugsweise ist der Wicklungsraum durch die Zahnkappe zumindest teilweise in radiale Richtung begrenzt. Der Wicklungsraum erstreckt sich zudem über Stirnseiten der Rotorzähne, sodass die Wicklung um die einzelnen Rotorzähne herum am Blechpaket anordenbar ist. Somit sind an den Stirnseiten Wickelköpfe der Wicklung bildbar.
Die Scheiben des Blechpakets sind vorzugsweise allesamt oder zumindest überwiegend als Blechscheiben aus Elektroblech oder einem anderen Metall ausgebildet. Vorzugsweise sind derartige elektrisch leitende Scheiben mit einem elektrischen Isolator, wie beispielsweise Backlack, beschichtet. Alternativ oder zusätzlich kann ein elektrischer Isolator, wie beispielsweise Papier, zwischen zwei benachbarten Scheiben angeordnet sein. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der Scheiben aus einem anderen Material gebildet sind, wie beispielsweise einem Kunststoff oder einem Faserverbundmaterial mit leitenden und/oder nichtleitenden Verstärkungsfasern, welche in einen Matrixwerkstoff, wie beispielsweise einem Harz oder dergleichen, eingebettet sind. Somit ist eine Biegesteifigkeit des Blechpakets erhöhbar.
Die zwei jeweils stirnseitig am Blechpaket angeordneten stirnseitigen Scheiben des Blechpakets können erfindungsgemäß als Blechscheiben aus Elektroblech oder einem anderen Metall ausgebildet sein. Vorzugsweise weisen die stirnseitigen Scheiben eine größere Dicke als die übrigen Scheiben des Blechpakets auf. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die stirnseitigen Scheiben eine größere Biegesteifigkeit als die übrigen Scheiben aufweisen.
Die Verspannkavität ist in den Rotorzähnen ausgebildet. In der Verspannkavität ist das Verspannmittel zum Verspannen der Scheiben des Blechpakets anordenbar. Die Verspannkavität weist vorzugsweise eine Kavitätsbreite auf, die kleiner ist als eine der Verspannkavität benachbart ausgebildete Wicklungsraumbreite des Wicklungsraums. Es kann erfindungsgemäß alternativ vorgesehen sein, dass die Kavitätsbreite der Wicklungsraumbreite entspricht. Eine Kavitätstiefe entspricht vorzugsweise einer Verspannmitteldicke des Verspannmittels oder beträgt für eine mehrlagige Anordnung des Verspannmittels in der Verspannkavität einem ganzen Vielfachen der Verspannmitteldicke. Vorzugsweise weist zumindest ein Kavitätsabschnitt der Verspannkavität eine Längserstreckung in axiale Richtung, also parallel zu Rotorlängsachse, auf.
Das elektrisch isolierende Verspannmittel wird derart in der Verspannkavität angeordnet, dass das Verspannmittel überwiegend oder vollständig außerhalb des Wicklungsraums angeordnet ist. Demnach kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein Teil des Verspannmittels in den Wicklungsraum hineinragt. Hierbei ist es bevorzugt, dass das Verspannmittel derart in den Wicklungsraum hineinragt, dass der anschließende Wicklungsprozess durch das Verspannmittel nicht behindert wird. Es können erfindungsgemäß mehrere Verspannkavitäten und mehrere Verspannmittel vorgesehen sein. Erfindungsgemäß kann ein Verspannmittel in mehreren Verspannkavitäten angeordnet werden. Ebenso kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass in einer Verspannkavität mehrere Verspannmittel angeordnet werden. Vorzugsweise ist durch das Verspannmittel eine seitliche Begrenzung des Wicklungsraums bereitgestellt. Weiter bevorzugt ist die Verspannkavität durch das Verspannmittel vollständig ausgefüllt. Das Verspannmittel kann erfindungsgemäß als Klammer, beispielsweise mit einem u-förmigen Längsschnitt zum Umgreifen des Rotorzahns von drei Seiten, als Bandage zum Umwickeln des Rotorzahns oder dergleichen ausgebildet sein. Unter einem elektrisch isolierenden Verspannmittel wird im Rahmen der Erfindung ein Verspannmittel verstanden, welches zumindest auf einer das Blechpaket kontaktierenden Seite elektrisch isolierend ausgebildet ist. Vorzugsweise ist eine dem Wicklungsraum zugewandte Seite des Verspannmittels ebenfalls als elektrischer Isolator ausgebildet. Vorzugsweise ist ein Kernbereich des Verspannmittels auch als elektrischer Isolator ausgebildet. Alternativ kann der Kernbereich auch elektrisch leitend ausgebildet sein.
Zudem wird das Verspannmittel derart in der Verspannkavität angeordnet, dass die Scheiben des Blechpakets durch das Verspannmittel parallel zur Rotorlängsachse miteinander verspannt sind. Eine zum Verspannen der Scheiben erforderliche Kraft kann beispielsweise durch das Anordnen des Verspannmittels, wie beispielsweise durch Anziehen und fixieren des Verspannmittels, elastisches Aufbiegen und Zurückfedern des Verspannmittels am Blechpaket oder dergleichen, erzeugt werden. Vorzugsweise ist das Verspannmittel ausgebildet, die Verspannung des Blechpakets ohne weitere Unterstützung, beispielsweise durch die Wicklung, ein externes Spannwerkzeug oder dergleichen, zu halten. Alternativ oder zusätzlich kann die zum Verspannen der Scheiben erforderliche Kraft erfindungsgemäß über eine zusätzliche Druckvorrichtung erzeugt werden, welche das Blechpaket in axiale Richtung zusammendrückt. In diesem Fall ist ein Spannmittel mit einer besonders hohen Biegesteifigkeit bevorzugt, um das Blechpaket sicher im zusammengedrückten Zustand zu halten. Die Druckvorrichtung wird vorzugsweise nach dem Fixieren des Verspannmittels am Blechpaket von diesem entfernt, sodass das Blechpaket nur noch von dem Verspannmittel in dem verspannten Zustand gehalten wird.
Nach dem Anordnen des Verspannmittels in der Verspannkavität wird der Wicklungsdraht im Wicklungsraum angeordnet. Der Wicklungsdraht wird erfindungsgemäß derart im Wicklungsraum angeordnet, dass das Verspannmittel durch den Wicklungsdraht vor einem Entfernen vom Blechpaket gesichert ist. Vorzugsweise wird der Wicklungsdraht derart im Wicklungsraum angeordnet, dass das Verspannmittel zwischen dem Wicklungsdraht und dem Blechpaket angeordnet und nicht durch eine lineare Bewegung vom Blechpaket entfernbar ist. Durch das Verspannmittel ist gewährleistet, dass die Verspannung des Blechpakets von einer Drahtspannung des Wicklungsdrahts unabhängig einstellbar ist, sodass die Drahtspannung beim Wickelprozess nahezu frei wählbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Anordnen des Wicklungsdrahts im Wicklungsraum nachdem das Blechpaket auf der Rotorwelle angeordnet wurde. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zuerst das Blechpaket auf der Rotorwelle und dann der Wicklungsdraht im Wicklungsraum angeordnet wird. Das Anordnen des Wicklungsdrahts erfolgt vorzugsweise durch Wickeln des Wicklungsdrahts um die Rotorzähne, wobei der Wicklungsdraht vorzugsweise plastisch leicht verformbar ausgebildet ist. Das Anordnen erfolgt vorzugsweise derart, dass der Wicklungsdraht das Verspannmittel berührt oder am Blechpaket festklemmt. Das Verspannmittel verbleibt am fertig hergestellten Rotor.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Wicklung am Blechpaket erzeugbar ist, wobei ein Aufbiegen der Blechscheiben aufgrund des Zusammendrückens des Blechpakets durch das Verspannmittel vermieden ist. Somit ist eine besonders gleichmäßige Wicklung erzeugbar. Überdies sind durch das erfindungsgemäße Verfahren Setzeffekte der Wicklung besser vermeidbar. Der auf diese Weise herstellbare Rotor weist daher eine erheblich verbesserte Maßhaltigkeit sowie eine wesentlich geringere Unwucht gegenüber herkömmlichen Rotoren auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass ein Blechpaket bereitgestellt wird, bei welchem sich die Verspannkavität in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung um jeweils einen Rotorzahn herum erstreckt, wobei der Rotorzahn beim Anordnen des Verspannmittels von dem Verspannmittel entlang der Verspannkavität umgeben wird. Die sich in axiale Richtung erstreckenden Verspannkavitäten erstrecken sich vorzugsweise entlang dem Wicklungsraum und weisen eine in den Wicklungsraum mündende Längsöffnung auf. Die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Verspannkavitäten erstrecken sich vorzugsweise entlang dem für die Wickelköpfe vorgesehenen Wicklungsraum und weisen eine in den Wicklungsraum mündende Längsöffnung auf. Das Anordnen des Verspannmittels kann beispielsweise durch Einschieben des Verspannmittels in die Verspannkavität in Umfangsrichtung, insbesondere durch das Einschieben von zwei Verspannmittel in entgegengesetzte Richtungen beidseitig auf einen Rotorzahn, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Anordnen des Verspannmittels beispielsweise durch Umwickeln des Rotorzahns im Bereich der Verspannkavität mit dem Verspannmittel erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Zusammendrücken sowie Zusammenhalten des Blechpakets leicht durchführbar ist.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass ein Blechpaket bereitgestellt wird, bei welchem sich die Verspannkavität in axialer Richtung sowie in radialer Richtung um jeweils einen Rotorzahn herum erstreckt, wobei der Rotorzahn beim Anordnen des Verspannmittels von dem Verspannmittel entlang der Verspannkavität umgeben wird. Eine sich in axiale Richtung erstreckende erste Verspannkavität erstreckt sich vorzugsweise entlang der zentralen Durchführung und weist eine in die zentrale Durchführung mündende Längsöffnung auf. Eine sich in axiale Richtung erstreckende zweite Verspannkavität erstreckt sich vorzugsweise entlang einem Zahnende des Rotorzahns, wie beispielsweise einer Polkappe, und ist vorzugsweise radial nach außen weisend offen. Die sich in radiale Richtung erstreckenden Verspannkavitäten erstrecken sich vorzugsweise entlang den stirnseitigen Rotorzähnen und weisen vorzugsweise eine in axiale Richtung vom Blechpaket wegweisende Längsöffnung auf. Das Anordnen des Verspannmittels kann beispielsweise durch Einschieben des Verspannmittels in die Verspannkavität in radiale Richtung, insbesondere von einer Seite auf einen Rotorzahn, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Anordnen des Verspannmittels beispielsweise durch Umwickeln des Rotorzahns im Bereich der Verspannkavität mit dem Verspannmittel erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Zusammendrücken sowie Zusammenhalten des Blechpakets leicht durchführbar ist.
Weiter bevorzugt wird ein Verspannmittel verwendet, welches einen faserverstärkten Kunststoff aufweist oder aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Hierbei können beispielsweise trockene Verstärkungsfasern in die Verspannkavität gelegt oder gewickelt und anschließend mit Matrixmaterial versehen werden. Alternativ oder zusätzlich können auch teil- oder vollimprägnierte Verstärkungsfasern verwendet werden. Alt Verstärkungsfasern können beispielsweise Kohlefasern, Glasfasern und/oder Aramidfasern verwendet werden. Als Matrixmaterial kann thermoplastischer Kunststoff, ein Duroplastischer Kunststoff, ein Harz, wie beispielsweise Epoxidharz, oder dergleichen verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Maßhaltigkeit des Rotors sowie die Qualität der Wicklung weiter verbesserbar und Unwuchten weiter reduzierbar sind.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass vor dem Anordnen des Wicklungsdrahts im Wicklungsraum eine Rotorwelle im Presssitz an dem Blechpaket angeordnet wird. Das Anordnen der Rotorwelle erfolgt vorzugsweise durch Einschieben der Rotorwelle in die zentrale Durchführung des Blechpakets, vorzugsweise entlang der Rotorlängsachse. Der Presssitz wird vorzugsweise durch Temperatur erzeugt, sodass die Rotorwelle vor dem Anordnen im Blechpaket vorzugsweise gekühlt und/oder das Blechpaket erwärmt wird. Das Anordnen der Rotorwelle im Blechpaket kann erfindungsgemäß vor oder nach dem Erzeugen der Wicklung erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Maßhaltigkeit des Rotors sowie die Qualität der Wicklung weiter verbesserbar und Unwuchten weiter reduzierbar sind.
Vorzugsweise wird die Rotorwelle nach dem Verspannen des Blechpakets durch das Verspannmittel an dem Blechpaket angeordnet. Bei Verwendung einer zusätzlichen Druckvorrichtung ist es in diesem Rahmen bevorzugt, dass durch die Druckvorrichtung weiterhin Druck auf das Blechpaket in axiale Richtung ausgeübt wird, sodass durch das Anordnen der Rotorwelle kein bzw. ein nur minimales Verschieben oder Verbiegen der Scheiben des Blechpakets bewirkbar und eine etwaige Überlastung des Verstärkungsmittels vermieden ist. Zudem kann das Verstärkungsmittel in diesem Fall besonders klein, also für verhältnismäßig geringe Kräfte, ausgelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Maßhaltigkeit des Rotors sowie die Qualität der Wicklung weiter verbesserbar und Unwuchten weiter reduzierbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass das Anordnen des Wicklungsdrahts im Wicklungsraum des Blechpakets mit einer definierten Drahtlängsspannung des Wicklungsdrahts erfolgt. Die Drahtlängsspannung wird vorzugsweise während des Erzeugens der Wicklung fortlaufend überwacht und ggf. angepasst, sodass die Drahtlängsspannung stets zwischen einem vorgegebenen minimalen Drahtspannungswert und einem vorgegebenen maximalen Drahtspannungswert liegt. Die Anpassung der Drahtlängsspannung erfolgt vorzugsweise mit einer Hysterese und/oder Dämpfung und/oder Verzögerungssteuerung oder dergleichen, sodass Spannungsschwingungen besser vermieden werden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Qualität der Wicklung weiter verbesserbar ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gelöst. Der Rotor weist ein Blechpaket aus mehreren nebeneinander angeordneten Scheiben auf, wobei das Blechpaket einen Paketinnenbereich mit einer koaxial zur Rotorlängsachse ausgebildeten zentralen Durchführung und mehrere vom Paketinnenbereich in radiale Richtung nach außen abstehende Rotorzähne aufweist. Zwischen benachbarten Rotorzähnen ist jeweils ein Wicklungsraum ausgebildet ist, wobei in dem Wicklungsraum eine Rotorwicklung des Rotors aus Wicklungsdraht angeordnet ist, wobei sich eine koaxial zur Rotorlängsachse erstreckende Rotorwelle des Rotors durch die zentrale Durchführung erstreckt. Erfindungsgemäß ist in den Rotorzähnen eine Verspannkavität ausgebildet ist, wobei die Scheiben des Blechpakets durch ein in der Verspannkavität angeordnetes, elektrisch isolierendes Verspannmittel miteinander verspannt sind.
Das Blechpaket erstrecken sich um die Rotorlängsachse und weist eine Mehrzahl von Scheiben auf, die koaxial zur Rotorlängsachse nebeneinander angeordnet und zu dem Blechpaket zusammengefasst sind. Die Scheiben weisen jeweils einen Längsabschnitt der zentralen Durchführung auf und bilden somit gemeinsam die im Paketinnenbereich ausgebildete zentrale Durchführung, durch welche die Rotorwelle hindurchgefügt ist.
Die Rotorzähne stehen in radiale Richtung vom Paketinnenbereich nach außen ab. Zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorzähne ist eine Nut ausgebildet. Durch die Nuten sind die Wicklungsräume oder zumindest Teile der Wicklungsräume bereitgestellt. Ferner erstrecken sich die Wicklungsräume um die Rotorzähne der stirnseitigen Scheiben des Blechpakets herum. In den Wicklungsräumen ist die Rotorwicklung aus Wicklungsdraht angeordnet. Die Rotorzähne sind als Polkappen ausgebildet oder weisen an ihren von der Rotorlängsachse wegweisenden Enden jeweils eine Polkappe auf.
Die Scheiben des Blechpakets sind vorzugsweise allesamt oder zumindest überwiegend als Blechscheiben aus Elektroblech oder einem anderen Metall ausgebildet. Vorzugsweise sind derartige elektrisch leitende Scheiben mit einem elektrischen Isolator, wie beispielsweise Backlack, beschichtet. Alternativ oder zusätzlich kann ein elektrischer Isolator, wie beispielsweise Papier, zwischen zwei benachbarten inneren Scheiben angeordnet sein. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der inneren Scheiben aus einem anderen Material gebildet sind, wie beispielsweise einem Kunststoff oder einem Faserverbundmaterial mit leitenden und/oder nichtleitenden Verstärkungsfasern, welche in einen Matrixwerkstoff, wie beispielsweise einem Harz oder dergleichen, eingebettet sind. Somit ist eine Biegesteifigkeit des Blechpakets erhöhbar.
Die Verspannkavität ist in den Rotorzähnen ausgebildet. In der Verspannkavität ist das Verspannmittel angeordnet, durch welches die Scheiben des Blechpakets miteinander verspannt sind. Das Verspannmittel ist somit ausgebildet, eine Kraft mit zumindest einer in die axiale Richtung wirkenden Kraftkomponente auf das Blechpaket zu übertragen, sodass die Scheiben hierdurch gegeneinander verpresst werden. Das Verspannmittel kann beispielsweise in die Verspannkavität gewickelt oder eingeschoben und vorzugsweise verklemmt sein. Die Verspannkavität und das Verspannmittel sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass das Verspannmittel nicht in den Wicklungsraum hineinragt. Vorzugsweise sind die Verspannkavität und das Verspannmittel derart aufeinander abgestimmt, dass das Verspannmittel die Verspannkavität komplett ausfüllt oder zumindest gegenüber dem Wicklungsraum abtrennt. Die Rotorwicklung ist vorzugsweise derart im Wicklungsraum angeordnet, dass das Verspannmittel durch die Rotorwicklung vor einem Entfernen aus der Verspannkavität gesichert ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat der erfindungsgemäße Rotor gegenüber herkömmlichen Rotoren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Wicklung am Blechpaket erzeugt ist, wobei ein Aufbiegen der Blechscheiben aufgrund des Zusammendrückens des Blechpakets durch das Verspannmittel vermieden ist. Somit weist der erfindungsgemäße Rotor eine besonders gleichmäßige Wicklung auf. Überdies sind bei dem erfindungsgemäßen Rotor Setzeffekte der Wicklung besser vermieden. Der erfindungsgemäße Rotor weist daher eine erheblich verbesserte Maßhaltigkeit sowie eine wesentlich geringere Unwucht gegenüber herkömmlichen Rotoren auf.
Besonders bevorzugt ist der Rotor durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt. Demnach ist das Blechpaket bei der Herstellung des Rotors durch die Anordnung des elektrisch isolierenden Verspannmittels in der Verspannkavität verspannt. Die Wicklung ist somit anschließend auf dem verspannten Blechpaket anordenbar, sodass die Drahtspannung unabhängig oder zumindest im Wesentlichen unabhängig von der Verspannkraft der Verspannung des Blechpakets kontrollierbar ist. Mit anderen Worten ist es somit nicht erforderlich, dass das Blechpaket durch die Wicklung verspannt wird.
Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Rotor mit einer besonders hohen Maßhaltigkeit, einer geringeren Unwucht sowie einer besonders gleichmäßigen Wicklung mit keinen oder nur sehr geringen Setzeffekten bereitgestellt ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gelöst. Die Elektromaschine weist einen sich um eine Rotorlängsachse erstreckenden Stator auf. Erfindungsgemäß weist die Elektromaschine einen erfindungsgemäßen Rotor auf. Der Rotor ist koaxial zum Stator angeordnet. Vorzugsweise ist der Rotor in Umfangsrichtung vom Stator umgeben. Der Stator weist vorzugsweise Statorzähne, zwischen zwei benachbarten Statorzähnen ausgebildete Statornuten sowie eine in den Statornuten angeordnete Statorwicklung auf. Die Statorwicklung weist an den beiden Stirnseiten des Stators vorzugsweise jeweils einen Wickelkopf auf.
Bei der erfindungsgemäßen Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat die erfindungsgemäße Elektromaschine gegenüber herkömmlichen Elektromaschinen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine besonders gleichmäßige Wicklung am Blechpaket des Rotors bereitgestellt ist und das Blechpaket durch die Wicklung keine oder nur eine sehr geringe Verformung erfahren hat. Überdies weist die Wicklung des erfindungsgemäßen Rotors der erfindungsgemäßen Elektromaschinen gegenüber Wicklungen von Rotoren herkömmlicher Elektromaschinen stark reduzierte Setzeffekte auf. Der erfindungsgemäße Rotor der erfindungsgemäßen Elektromaschine weist daher eine erheblich verbesserte Maßhaltigkeit sowie eine wesentlich geringere Unwucht auf.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist ein elektrisches oder hybrides Antriebssystem auf. Erfindungsgemäß weist das Antriebssystem eine erfindungsgemäße Elektromaschine auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, zu einem Rotor für eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie zu einer Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine besonders gleichmäßige Wicklung am Blechpaket des Rotors der Elektromaschine des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist und das Blechpaket durch die Wicklung keine oder nur eine sehr geringe Verformung erfahren hat. Überdies weist die Wicklung des erfindungsgemäßen Rotors der erfindungsgemäßen Elektromaschinen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gegenüber Wicklungen von Rotoren von Elektromaschinen herkömmlicher Kraftfahrzeuge stark reduzierte Setzeffekte auf. Der erfindungsgemäße Rotor der erfindungsgemäßen Elektromaschine des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weist daher eine erheblich verbesserte Maßhaltigkeit sowie eine wesentlich geringere Unwucht auf.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, ein erfindungsgemäßer Rotor, eine erfindungsgemäße Elektromaschine sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer stirnseitigen Draufsicht ein Blechpaket während der Durchführung einer bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 in einer perspektivischen Darstellung das Blechpaket aus 1,
3 in einer perspektivischen Darstellung ein Blechpaket während der Durchführung einer bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 in einer Schnittdarstellung das Blechpaket aus 3,
5 in einer perspektivischen Darstellung ein Blechpaket während der Durchführung einer bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
6 in einer Schnittdarstellung das Blechpaket aus 5,
7 in einer Seitenansicht eine Elektromaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
8 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
9 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 9 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist das Blechpaket 5 während der Durchführung einer bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer stirnseitigen Draufsicht dargestellt. 2 zeigt das Blechpaket 5 aus 1 in einer perspektivischen Darstellung. In dem dargestellten Zustand ist das Blechpaket 5 auf einer Rotorwelle 14 angeordnet, welche in einer zentralen Durchführung 9 des Blechpakets 5 angeordnet ist. Alternativ kann das Blechpaket 5 auch ohne Rotorwelle 14 bereitgestellt werden, wobei die Rotorwelle 14 vorzugsweise nach dem Erzeugen der Wicklung am Blechpaket 5 angeordnet wird. Das Blechpaket 5 ist aus mehreren Scheiben 6 zusammengesetzt. Das Blechpaket 5 weist mehrere Rotorzähne 9 auf, die sich in radialer Richtung R von einem Paketinnenbereich 7 des Blechpakets 5 weg erstrecken. Zwischen zwei benachbarten Rotorzähnen 9 ist jeweils ein Wicklungsraum 10 zur Anordnung eines Wicklungsdraht 11 (vgl. 4) ausgebildet. In den Rotorzähnen 9 ist jeweils eine umlaufende Verspannkavität 12 ausgebildet. Die Verspannkavität 12 weist somit zwei sich in Umfangsrichtung U erstreckende und zwei sich in axiale Richtung A erstreckende Abschnitte auf. In einer Verspannkavität 12 sind zwei als elastisch verformbare Klammern ausgebildete Verspannmittel 13 angeordnet, durch welche die Scheiben 6 des Blechpakets 5 in axialer Richtung A miteinander verspannt sind. Die Verspannmittel 13 füllen die Verspannkavität 12 komplett aus und bilden zusammen mit dem Rotorzahn 9 jeweils eine miteinander fluchtende seitliche Wandung eines Wicklungsraums 10.
In 3 ist das Blechpaket 5 während der Durchführung einer bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer perspektivischen Darstellung abgebildet. 4 zeigt das Blechpaket 5 aus 3 schematisch in einer Schnittdarstellung. Das Blechpaket 5 unterscheidet sich von dem in 1 und 2 dargestellten Blechpaket 5 in einer Ausbildung der Verspannkavitäten 12 und der Verspannmittel 13. In 3 ist gut erkennbar, dass sich die in den Verspannkavitäten 12 angeordneten Verspannmittel 13 ebenfalls in axiale Richtung A erstrecken. 4 zeigt, dass sich die Verspannkavitäten 12 auch in Umfangsrichtung U erstrecken. Die Verspannkavitäten 12 erstrecken sich nicht wie in 1 um die stirnseitigen Scheiben 6 herum, sondern verlaufen zwischen einer stirnseitigen Scheibe 6 und einer benachbarten Scheibe 6. Das Verspannmittel 13 ist als Bandage, beispielsweise aus einem Faserverbundwerkstoff, wie vorzugsweise ein faserverstärkter Thermoplast, ein faserverstärkter Duroplast, CFK oder dergleichen, ausgebildet. Das Verspannmittel 13 füllt die Verspannkavität 12 komplett aus und bildet eine seitliche Wandung eines Wicklungsraums 10. Ferner ist in 4 eine in den Wicklungsräumen 10 angeordnete Wicklung aus Wicklungsdraht 11 dargestellt. Durch die Wicklung ist das Verspannmittel 13 verdeckt und somit gegen ein Herauslösen vom Blechpaket 5 gesichert.
In 5 ist das Blechpaket 5 während der Durchführung einer bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer perspektivischen Darstellung abgebildet. 6 zeigt das Blechpaket 5 aus 5 schematisch in einer Schnittdarstellung. Das Blechpaket 5 unterscheidet sich von dem in 1 und 2 dargestellten Blechpaket 5 in einer Ausbildung der Verspannkavitäten 12 und der Verspannmittel 13. In 6 ist gut erkennbar, dass sich die in den Verspannkavitäten 12 angeordneten Verspannmittel 13 in axiale Richtung A im Bereich der Rotorwelle 14 sowie im abstehenden Endbereich der Rotorzähne 9 erstrecken. Des Weiteren erstrecken sich die Verspannkavitäten 12 in radiale Richtung R durch die stirnseitigen Scheiben 6 hindurch. In 5 ist die Rotorwicklung aus Wicklungsdraht 11 bereits vollständig am Blechpaket 5 angeordnet. Durch die Rotorwicklung ist das Verspannmittel 13 am Rotorzahn 9 gesichert.
In 7 ist die Elektromaschine 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Die Elektromaschine 2 weist einen Stator 15 auf, der sich koaxial zur Rotorlängsachse 4 erstreckt. Im Stator 15 ist ein erfindungsgemäßer Rotor 1 angeordnet. Der Rotor 1 erstreckt sich koaxial zur Rotorlängsachse 4. Ein Endbereich der sich koaxial zur Rotorlängsachse 4 erstreckenden Rotorwelle 14 ragt seitlich aus dem Stator 15 heraus.
8 zeigt die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 3 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 3 weist ein elektrisches Antriebssystem 16 mit einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 2 und einer Traktionsbatterie 17 auf. Die Elektromaschine 2 weist einen Stator 15 und einen erfindungsgemäßen Rotor 1 auf.
In 9 ist die bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. In einer ersten Verfahrensaktion 100 wird ein sich um eine Rotorlängsachse 4 erstreckenden Blechpaket 5 aus mehreren Scheiben 6 bereitgestellt. Das Blechpaket 5 weist einen Paketinnenbereich 7 mit einer koaxial zur Rotorlängsachse 4 ausgebildeten zentralen Durchführung 8 und mehrere vom Paketinnenbereich 7 in radiale Richtung R nach außen abstehende Rotorzähne 9 auf. Zwischen benachbarten Rotorzähnen 9 ist jeweils ein Wicklungsraum 10 zur Anordnung einer Wicklung aus Wicklungsdraht 11 ausgebildet. Zudem ist in den Rotorzähnen 9 eine Verspannkavität 12 zur Anordnung eines Verspannmittels 13 ausgebildet.
In einer zweiten Verfahrensaktion 200 wird ein elektrisch isolierendes Verspannmittel 13 in den Verspannkavitäten 12 derart angeordnet, dass das Verspannmittel 13 überwiegend oder vollständig außerhalb des Wicklungsraums 10 angeordnet ist und die Scheiben 6 des Blechpakets 5 durch das Verspannmittel 13 parallel zur Rotorlängsachse 4 miteinander verspannt sind. Unterstützend kann vorgesehen sein, dass das Blechpaket 5 während des Anordnens des Verspannmittels 13 durch eine zusätzliche Druckvorrichtung in axiale Richtung A zusammengedrückt wird. Hierdurch lassen sich die erforderlichen Kräfte zum Anordnen des Verspannmittels 13 reduzieren.
In einer dritten Verfahrensaktion 300 wird der Wicklungsdraht 11 im Wicklungsraum 10 des Blechpakets 5 derart angeordnet, dass das Verspannmittel 13 durch den Wicklungsdraht 11 vor einem Entfernen vom Blechpaket 5 gesichert ist. Hierbei kann der Wicklungsdraht 11 beispielsweise am Verspannmittel 13 anliegen, beispielswese unter Ausbildung eines Kontaktdrucks oder drucklos. Alternativ kann der Wicklungsdraht 11 vom Verspannmittel 13 beabstandet angeordnet werden. Das Anordnen des Wicklungsdrahts 11 erfolgt vorzugsweise mit einer vordefinierten Drahtspannung, welche unabhängig von einem Verpressdruck des Blechpakets 5 gewählt ist.
Bezugszeichenliste

1: Rotor
2: Elektromaschine
3: Kraftfahrzeug
4: Rotorlängsachse
5: Blechpaket
6: Scheiben
7: Paketinnenbereich
8: zentrale Durchführung
9: Rotorzahn
10: Wicklungsraum
11: Wicklungsdraht
12: Verspannkavität
13: Verspannmittel
14: Rotorwelle
15: Stator
16: Antriebssystem
17: Traktionsbatterie
100: erste Verfahrensaktion
200: zweite Verfahrensaktion
300: dritte Verfahrensaktion
400: vierte Verfahrensaktion
500: fünfte Verfahrensaktion
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020113110 A1 [0007]
DE 102019207865 A1 [0008]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rotors (1) für eine Elektromaschine (2) für ein Kraftfahrzeug (3), aufweisend: - Bereitstellen eines sich um eine Rotorlängsachse (4) erstreckenden Blechpakets (5) aus mehreren nebeneinander angeordneten Scheiben (6), wobei das Blechpaket (5) einen Paketinnenbereich (7) mit einer koaxial zur Rotorlängsachse (4) ausgebildeten zentralen Durchführung (8) und mehrere vom Paketinnenbereich (7) in radiale Richtung (R) nach außen abstehende Rotorzähne (9) aufweist, wobei zwischen benachbarten Rotorzähnen (9) jeweils ein Wicklungsraum (10) zur Anordnung einer Wicklung aus Wicklungsdraht (11) ausgebildet ist, wobei in den Rotorzähnen (9) eine Verspannkavität (12) zur Anordnung eines Verspannmittels (13) ausgebildet ist, - Anordnen eines elektrisch isolierenden Verspannmittels (13) in den Verspannkavitäten (12) derart, dass das Verspannmittel (13) überwiegend oder vollständig außerhalb des Wicklungsraums (10) angeordnet ist und die Scheiben (6) des Blechpakets (5) durch das Verspannmittel (13) parallel zur Rotorlängsachse (4) miteinander verspannt sind, - Anordnen des Wicklungsdrahts (11) im Wicklungsraum (10) des Blechpakets (5) derart, dass das Verspannmittel (13) durch den Wicklungsdraht (11) vor einem Entfernen vom Blechpaket (5) gesichert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blechpaket (5) bereitgestellt wird, bei welchem sich die Verspannkavität (12) in axialer Richtung (A) sowie in Umfangsrichtung (U) um jeweils einen Rotorzahn (9) herum erstreckt, wobei der Rotorzahn (9) beim Anordnen des Verspannmittels (13) von dem Verspannmittel (13) entlang der Verspannkavität (12) umgeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blechpaket (5) bereitgestellt wird, bei welchem sich die Verspannkavität (12) in axialer Richtung (A) sowie in radialer Richtung (R) um jeweils einen Rotorzahn (9) herum erstreckt, wobei der Rotorzahn (9) beim Anordnen des Verspannmittels (13) von dem Verspannmittel (13) entlang der Verspannkavität (12) umgeben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verspannmittel (13) verwendet wird, welches einen faserverstärkten Kunststoff aufweist oder aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anordnen des Wicklungsdrahts (11) im Wicklungsraum (10) eine Rotorwelle (14) im Presssitz an dem Blechpaket (5) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (14) nach dem Verspannen des Blechpakets (5) durch das Verspannmittel (13) an dem Blechpaket (5) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen des Wicklungsdrahts (11) im Wicklungsraum (10) des Blechpakets (5) mit einer definierten Drahtlängsspannung des Wicklungsdrahts (11) erfolgt.
Rotor (1) für eine Elektromaschine (2) für ein Kraftfahrzeug (3), aufweisend ein Blechpaket (5) aus mehreren nebeneinander angeordneten Scheiben (6), wobei das Blechpaket (5) einen Paketinnenbereich (7) mit einer koaxial zur Rotorlängsachse (4) ausgebildeten zentralen Durchführung (8) und mehrere vom Paketinnenbereich (7) in radiale Richtung (R) nach außen abstehende Rotorzähne (9) aufweist, wobei zwischen benachbarten Rotorzähnen (9) jeweils ein Wicklungsraum (10) ausgebildet ist, wobei in dem Wicklungsraum (10) eine Rotorwicklung des Rotors (1) aus Wicklungsdraht (11) angeordnet ist, wobei sich eine koaxial zur Rotorlängsachse (4) erstreckende Rotorwelle (14) des Rotors (1) durch die zentrale Durchführung (8) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rotorzähnen (9) eine Verspannkavität (12) ausgebildet ist, wobei die Scheiben (6) des Blechpakets (5) durch ein in der Verspannkavität (12) angeordnetes, elektrisch isolierendes Verspannmittel (13) miteinander verspannt sind.
Rotor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.
Elektromaschine (2) für ein Kraftfahrzeug (3), aufweisend einen sich um eine Rotorlängsachse (4) erstreckenden Stator (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (2) einen Rotor (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9 aufweist.
Kraftfahrzeug (3), aufweisend ein elektrisches oder hybrides Antriebssystem (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (16) eine Elektromaschine (2) nach Anspruch 10 aufweist.