WO2019029964A1 - Rotor - Google Patents

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WO2019029964A1
WO2019029964A1 PCT/EP2018/069574 EP2018069574W WO2019029964A1 WO 2019029964 A1 WO2019029964 A1 WO 2019029964A1 EP 2018069574 W EP2018069574 W EP 2018069574W WO 2019029964 A1 WO2019029964 A1 WO 2019029964A1
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Dragoljub Duricic
Thorsten Rienecker
Philipp Schlag
Daniel Winkle
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a rotor, in particular a rotor of an electric machine, an electric machine and a method for producing an electrical machine.
  • a rotor in particular a rotor of an electrical machine such as an electric motor, comprises a base body and at least one metallic end disk which is arranged on the end body on the base body, wherein the base body and the at least one end disk are provided with a coherent layer, and wherein Layer is injection molded.
  • the basic body is preferably a laminated core.
  • the end plates which are preferably designed as so-called star or end disks, are arranged on the front side of the laminated core or the base body.
  • the rotor is preferably a high-speed rotor for a current-excited synchronous machine. In this case, depending on strength reasons, a metallic star disc or end disc is installed on the end faces of the rotors.
  • the end disk or star or end disk is advantageously used for deflecting the wire windings and for balancing the rotors.
  • the end plates on holding portions, which are inter alia designed to support the later arranged conductor elements, wires or windings, in particular in the radial direction.
  • These holding portions extend advantageously in the axial direction or along a rotational axis of the rotor and form a kind of "roof", or a plurality of "roofs", which support the wires / windings in the radial direction.
  • a very high speed resistance can be achieved with the proposed rotor / motor, while optimally insulating the wire windings, in particular by the preferably continuous and full-surface injection-molded layer, which in particular acts as an electrical insulation or insulation layer and thereby the contact area or the joint closes or spans and / or covers between the laminated core and the end plate arranged thereon.
  • the layer is advantageously formed at the locations at which the wire or conductor elements later abut, wherein the layer is advantageously designed to optimally guide and support it.
  • the rotor comprising the end disks, is encapsulated in accordance with the entire surface, with only the peripheral surface of the laminated core and those regions of the end disk, which can not come into contact with a wire or conductor element, being excluded.
  • the at least one end plate is made of a metal, such as aluminum or an aluminum alloy. tion.
  • the material is characterized in particular by its low density, whereby a very light rotor can be realized.
  • the strength of the entire assembly or of the rotor can be enhanced by the layer.
  • the layer thus supports the entire arrangement in addition.
  • the layer thus not only acts as insulation, but also contributes to increasing the strength of the entire rotor.
  • the end plates may be made of other high strength materials, such as suitable composites.
  • the layer of plastic in particular of a thermoplastic or thermosetting plastic.
  • the aforementioned materials may be provided with further materials for increasing the insulation and / or strength, for example with corresponding particles or fibers, etc.
  • the layer is injection molded, wherein the laminated core, comprising the respective end-side arranged end plates, is inserted into a correspondingly configured injection mold.
  • the casting direction takes place along an axis of rotation of the rotor, in other words axially.
  • the spraying can also take place radially. It is crucial that the entire composite, comprising the laminated core and the end plates (possibly even only one), is overmolded as a whole.
  • the at least one end plate or the end plates are arranged directly or directly on the base body or on the laminated core.
  • laminated cores with molded-on slot base insulations are well known, which, however, also require a thin plastic insulation on the face side due to the creepage distance theme.
  • the end plates and the laminated core are pinned together.
  • the layer forms grooves and / or recesses, which are designed for the arrangement of conductor elements / wire elements and which, accordingly, extend axially / parallel to an axis of rotation of the rotor.
  • the grooves or depressions are thus advantageously oriented along a longitudinal direction of the conductor element or elements, in particular of the wire elements, and form a contour which facilitates their arrangement and, in particular, a slippage of a first layer
  • the layer forms at least one slot closing wedge locating section.
  • Such an arrangement section can be designed, for example, in the manner of a guide rail into which the slot key or the slot closing key engages in a form-fitting manner.
  • the layer has at least one guide element, in particular a nose and / or indentations, for guiding a conductor element.
  • the nose may in particular be designed to fix or arrest a beginning of a conductor element.
  • the indentations are advantageously positioning aids for laying the conductor element (s).
  • sealing surfaces can also be represented or realized by the layer. These are, for example, those, in particular frontally arranged, sealing surfaces, which seal the later injection molding of the rotor after it has been wound to the injection molding tool.
  • the layer has at least one electrical component which is cast in. The components may be, for example integrated circuit elements as inserts for contacting.
  • the rotor is designed in several parts, in particular in two parts, wherein the layer forms positioning and / or holding means in a connecting region of two rotor parts.
  • the connecting region expediently extends perpendicularly to the axis of rotation, so to speak opposite to the end disks, and is preferably provided over the entire surface or at least partially with the layer.
  • a very thin insulation layer can thus be produced, which allows a very high fill factor.
  • a very fast and accurate arrangement of the two rotor parts to each other is made possible by the front side arranged or trained positioning and / or holding means.
  • the abovementioned holding means are to be understood in particular as meaning that a type of mating or clipping of the two rotor parts via the correspondingly formed layer, for example by means of a rotary movement, is possible.
  • the invention also relates to an electric machine comprising a rotor according to the invention.
  • the electric machine is a current-excited synchronous machine.
  • the invention is directed to a method for producing an electrical machine, in particular a rotor of an electrical machine, comprising the steps: Providing a rotor which extends along an axis of rotation;
  • the rotor which is formed from a laminated core, at both ends depending on an end plate or a star or end disc.
  • These are advantageously arranged directly on the rotor laminated core, so that the available space can be used in the best possible way.
  • the overmolding takes place with advantage in injection molding.
  • the encapsulation takes place in such a way that the rotor, as well as the end disks, are not encapsulated circumferentially. In particular, those areas or areas which are later wrapped with conductor elements, that is, for example, wires, are encapsulated.
  • the layer is an insulation layer, such as a groove base insulation, which, however, is designed to be circumferentially or closed and surrounds, for example, a rotor tooth or the rotor teeth, in particular as not ending at the end of a laminated core, but deflected by the end disks is closed and thus self-contained.
  • the rotor comprising preferably two end disks arranged at the end, has a closed insulation layer or groove base insulation. Behind this type of insulation is not possible. The quality of the insulation can thus be increased significantly compared to the prior art. In particular, it is also a very fast method, which allows for the shortest cycle times and is thus also suitable for series production.
  • Fig. 1 two perspective views of a rotor before and after the
  • Fig. 1 shows two perspective views of a rotor before (upper half) and after spraying (lower half).
  • the reference numeral 10 in particular a main body or a laminated core of the rotor is referred to, which extends along an axis of rotation R, wherein on the end faces of each an end plate or a star or end plate 20 is arranged. These have axially extending holding portions 22, which serve in particular the radial support of a winding, not shown here.
  • the end plates 20 are made of metal, in particular of aluminum.
  • a layer 30 is injected over the entire area over the end disks 20 or the laminated core 10.
  • the layer is provided at the locations at which the winding or the conductor elements or in particular the wires later rests or abut.
  • the layer is an insulating layer, which at the same time also contributes to an increase in the strength of the entire rotor.
  • guide elements are shown in the form of indentations, which act or serve as positioning aids, for example, when laying the conductor elements.
  • sealing surfaces can also be represented or realized by the layer. These are, for example, those, in particular arranged on the front side, sealing surfaces, which in the later encapsulation of the After it has been wound, seal the rotor to the injection molding tool.

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Abstract

Rotor, insbesondere einer elektrischen Maschine, umfassend einen Grundkörper sowie zumindest eine metallische Endscheibe, welche endseitig an dem Grundkörper angeordnet ist, wobei der Grundkörper und die zumindest eine Endscheibe mit einer zusammenhängenden Schicht versehen sind, und wobei die Schicht spritzgegossen ist.

Description

Rotor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor, insbesondere einen Rotor einer elektrischen Maschine, eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Blechpakete von Rotoren beispielsweise mit Aramidpapier oder anderen Flächenisolierstoffen zu isolieren. Daneben ist es auch bekannt, das Blechpaket als Ganzes und/oder die Nuten mit Kunststoff zu umspritzen, wobei z. B. die DE 2 238 755 lehrt, beim Verspritzen, Gießen oder Pressen gleichzeitig auch die Endscheiben des Blechpakets mit herzustellen. Nachteilig daran ist, dass es für die Großserienproduktion grundsätzlich nicht geeignet ist, die Blechpakete mit, beispielsweise Aramidpapier, zu isolieren. Hinzu kommt, dass die vorgenannten Endscheiben aus Kunststoff, insbesondere für Hochdrehzahlrotoren, bereits aus Festigkeitsgründen nicht geeignet sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor, eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und dabei kostengünstig herstellbar bzw. realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird durch einen Rotor gemäß Anspruch 1 , durch eine elektrische Maschine gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 1 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der beigefügten Figur.
Erfindungsgemäß umfasst ein Rotor, insbesondere ein Rotor einer elektrischen Maschine wie eines Elektromotors, einen Grundkörper sowie zumindest eine metallische Endscheibe, welche endseitig an dem Grundkörper angeordnet ist, wobei der Grundkörper und die zumindest eine Endscheibe mit einer zusammenhängenden Schicht versehen sind, und wobei die Schicht spritzgegossen ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Grundkörper um ein Blechpaket. Zweckmäßigerweise sind stirnseitig an dem Blechpaket bzw. dem Grundkörper die Endscheiben, welche bevorzugt als sogenannte Stern- oder Stirnscheiben ausgebildet sind, angeordnet. Bevorzugt handelt es sich bei dem Rotor um einen Hochdrehzahlrotor für eine stromerregte Synchronmaschine. Hierbei wird an den Stirnseiten der Rotoren mit Vorteil aus Festigkeitsgründen je eine metallische Sternscheibe bzw. Stirnscheibe verbaut. Die Endscheibe bzw. Stern- oder Stirnscheibe wird mit Vorteil zum Umlenken der Drahtwicklungen und zum Wuchten der Rotoren verwendet. Bevorzugt weisen die Endscheiben Halteabschnitte auf, welche unter anderem ausgelegt sind, die später angeordneten Leiterelemente, Drähte bzw. Wicklungen, insbesondere in radialer Richtung, abzustützen. Diese Halteabschnitte erstrecken sich mit Vorteil in axialer Richtung bzw. entlang einer Rotationsachse des Rotors und formen eine Art„Dach", bzw. eine Vielzahl von „Dächern", welche die Drähte/Wicklungen in radialer Richtung abstützen. Vorteilhafterweise kann mit dem vorgeschlagenen Rotor/Motor eine sehr hohe Drehzahlfestigkeit erreicht werden, bei gleichzeitig optimaler Isolierung der Drahtwicklungen, insbesondere durch die bevorzugt durchgehende und vollflächig spritzgegossene Schicht, welche insbesondere als elektrische Isolation bzw. als Isolationsschicht wirkt und dabei den Kontaktbereich bzw. die Fügestelle zwischen dem Blechpaket und der daran angeordneten Endscheibe schließt bzw. überspannt und/oder abdeckt. Die Schicht ist mit Vorteil an den Stellen ausgebildet, an welchen später die Draht- bzw. Leiterelemente anliegen, wobei die Schicht mit Vorteil ausgebildet ist, diese optimal zu führen und abzustützen. Der Rotor, umfassend die Endscheiben, ist gemäß einer Ausführungsform entsprechend vollflächig umspritzt, wobei lediglich die Umfangsfläche des Blechpakets und diejenige Bereiche der Endscheibe, die nicht mit einem Draht- oder Leiterelement in Kontakt kommen können, ausgenommen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Endscheibe aus einem Metall, wie Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegie- rung. Der Werkstoff zeichnet sich insbesondere durch seine geringe Dichte aus, wodurch ein sehr leichter Rotor realisierbar ist. Zusätzlich kann durch die Schicht die Festigkeit der gesamten Anordnung bzw. des Rotors verstärkt werden. Die Schicht stützt die gesamte Anordnung also zusätzlich. Bevorzugt wirkt die Schicht damit nicht nur als Isolation, sondern trägt auch zur Festigkeitssteigerung des gesamten Rotors bei. Alternativ können die Endscheiben auch aus anderen Materialien hoher Festigkeit, wie beispielsweise geeigneten Verbundwerkstoffen, gefertigt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schicht aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast oder Duroplast. Ggf. können die vorgenannten Materialien mit weiteren Werkstoffen zur Isolations- und/oder Festigkeitssteigerung versehen sein, beispielsweise mit entsprechenden Partikeln oder Fasern etc.
Zweckmäßigerweise ist die Schicht spritzgegossen, wobei das Blechpaket, umfassend die jeweils stirnseitig angeordneten Endscheiben, in ein entsprechend konfiguriertes Spritzgießwerkzeug eingelegt wird. Dabei erfolgt die Gießrichtung gemäß einer Ausführungsform entlang einer Rotationsachse des Rotors, mit anderen Worten axial. Alternativ kann das Spritzen auch radial erfolgen. Entscheidend ist, dass der gesamte Verbund, umfassend das Blechpaket und die Endscheiben (ggf. auch nur eine), als Ganzes umspritzt wird.
Besonders bevorzugt ist die zumindest eine Endscheibe bzw. sind die Endscheiben unmittelbar bzw. direkt am Grundkörper bzw. am Blechpaket angeordnet. So sind nach dem Stand der Technik durchaus Blechpakete mit angespritzten Nutgrundisolationen bekannt, welche aufgrund der Kriechstreckenthematik allerdings auch stirnseitig eine dünne Kunststoffisolation benötigen. Diese führt bei Anordnung der Endscheiben aber zu einem erhöhten Bauraumbedarf, welcher einige Millimeter betragen kann. Durch die direkte bzw. unmittelbare Anordnung der Endscheiben am jeweils letzten Element des Blechpakets kann mit Vorteil zusätzlicher Bauraum eingespart bzw. der vorhandene Bauraum besser elektrisch genutzt werden. Gemäß einer Ausführungsform sind die Endscheiben und das Blechpaket miteinander verstiftet.
Gemäß einer Ausführungsform bildet die Schicht Rillen und/oder Vertiefungen aus, welche zur Anordnung von Leiterelementen/Drahtelementen ausgelegt sind und welche demensprechend axial/parallel zu einer Rotationsachse des Rotors verlaufen. Die Rillen bzw. Vertiefungen sind also mit Vorteil entlang einer Längsrichtung des oder der Leiterelemente, insbesondere der Drahtelemente orientiert und formen eine Kontur, welche deren Anordnung erleichtert und insbesondere ein Verrutschen einer ersten Lage der
Drahtelemente verhindert.
Gemäß einer Ausführungsform formt die Schicht zumindest einen Anordnungsabschnitt für einen Nutschließkeil. Ein derartiger Anordnungsabschnitt kann beispielsweise in der Art einer Führungsschiene ausgebildet sein, in welche der Nutkeil bzw. der Nutschließkeil formschlüssig eingreift.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Schicht zumindest ein Führungselement, insbesondere eine Nase und/oder Einkerbungen, zur Führung eines Leiterelements auf. Die Nase kann insbesondere dahingehend ausgebildet sein, einen Anfang eines Leiterelements zu fixieren bzw. zu arretieren. Bei den Einkerbungen handelt es sich mit Vorteil um Positionierhilfen für die Verlegung des oder der Leiterelemente.
Gemäß einer Ausführungsform können auch Dichtflächen durch die Schicht dargestellt bzw. realisiert werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um diejenigen, insbesondere stirnseitig angeordneten, Dichtflächen, die beim späteren Umspritzen des Rotors, nachdem dieser bewickelt wurde, zum Spritzgusswerkzeug hin abdichten. Gemäß einer Ausführungsform weist die Schicht zumindest ein elektrisches Bauelement auf, welches eingegossen ist. Bei den Bauelementen kann es sich beispielsweise um integrierte Verschaltelemente als Einlegeteile zum Kontaktieren handeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Rotor mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet, wobei die Schicht in einem Verbindungsbereich zweier Rotorteile Positionier- und/oder Haltemittel ausbildet. Der Verbindungsbereich erstreckt sich zweckmäßigerweise senkrecht zur Rotationsachse, sozusagen gegenüberliegend zu den Endscheiben, und ist bevorzugt vollflächig oder aber zumindest teilweise mit der Schicht versehen. Der mehrteilige, insbesondere zweiteilige, Aufbau des Rotors, wobei beide Rotorteile gemäß einer Ausführungsform gleich lang sind, bringt den Vorteil mit sich, dass die notwendige Schusstiefe beim Spritzvorgang reduziert werden kann. Die Wandstärke der Isolation kann in der Regel umso dünner ausgebildet werden, je geringer die Schusstiefe ist. Durch den zweiteiligen Aufbau kann damit eine sehr dünne Isolationsschicht erzeugt werden, welche einen sehr hohen Füllfaktor ermöglicht. Gleichzeitig wird durch die stirnseitig angeordneten bzw. ausgebildeten Positionier- und/oder Haltemittel ein sehr schnelles und exaktes Anordnen der beiden Rotorteile zueinander ermöglicht. Die vorgenannten Haltemittel sind insbesondere dahingehend zu verstehen, dass eine Art Zusammenstecken bzw. Verklipsen der beiden Rotorteile über die entsprechend ausgebildete Schicht, beispielsweise mittels einer Drehbewegung, möglich ist.
Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Maschine, umfassend einen erfindungsgemäßen Rotor. Bevorzugt ist die elektrische Maschine eine stromerregte Synchronmaschine.
Weiter richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, insbesondere einen Rotors einer elektrischen Maschine, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Rotors, welcher sich entlang einer Rotationsachse erstreckt;
- Anordnen einer metallischen Endscheibe stirnseitig an zumindest einem Ende des Rotors, bevorzugt an beiden Enden des Rotors;
Umspritzen des Rotors und der zumindest einen Endscheibe mit einem Werkstoff zum Herstellen einer Schicht, die den Rotor und die zumindest eine Endscheibe verbindet.
Bevorzugt weist der Rotor, welcher aus einem Blechpaket gebildet ist, an beiden Enden je eine Endscheibe bzw. eine Stern- oder Stirnscheibe auf. Diese sind mit Vorteil unmittelbar am Rotorblechpaket angeordnet, wodurch der zur Verfügung stehende Bauraum bestmöglich genutzt werden kann. Das Umspritzen erfolgt mit Vorteil im Spritzguss. Weiter vorteilhafterweise erfolgt das Umspritzen derart, dass der Rotor, wie auch die Endscheiben, umfänglich nicht umspritzt werden. Umspritzt sind insbesondere diejenigen Bereiche oder Stellen, welche später mit Leiterelementen, also beispielsweise Drähten, umwickelt werden. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Schicht um eine Isolationsschicht, wie eine Nutgrundisolation, welche allerdings mit Vorteil umlaufend bzw. geschlossen ausgebildet ist und beispielsweise einen Rotorzahn bzw. die Rotorzähne umschließt, insbesondere als nicht am Ende eines Blechpakets endet, sondern, durch die Endscheiben umgelenkt wird und damit in sich geschlossen ist. Bevorzugt weist der Rotor, umfassend bevorzugt zwei endseitig angeordnete Stirnscheiben, eine geschlossene Isolationsschicht bzw. Nutgrundisolation auf. Ein Hinterwickeln einer derartigen Isolation ist nicht möglich. Die Qualität der Isolation kann damit deutlich gegenüber dem Stand der Technik gesteigert werden. Insbesondere handelt es sich auch um ein sehr schnelles Verfahren, welches kürzeste Taktzeiten ermöglicht und somit auch für die Serienproduktion geeignet ist.
Die im Zusammenhang mit dem Rotor erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend auch für die elektrische Maschine und das Verfahren sowie umgekehrt und untereinander. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform eines Rotors mit Bezug auf die beigefügte Figur.
Es zeigt:
Fig. 1 : zwei perspektivische Ansichten eines Rotors vor und nach dem
Verspritzen.
Fig. 1 zeigt zwei perspektivische Ansichten eines Rotors vor (obere Bildhälfte) und nach dem Verspritzen (untere Bildhälfte). Mit dem Bezugszeichen 10 ist insbesondere ein Grundkörper bzw. ein Blechpaket des Rotors bezeichnet, welches sich entlang einer Rotationsachse R erstreckt, wobei an dessen Stirnseiten je eine Endscheibe bzw. eine Stern- oder Stirnscheibe 20 angeordnet ist. Diese weisen sich axial erstreckende Halteabschnitte 22 auf, welche insbesondere der radialen AbStützung einer hier nicht dargestellten Wicklung dienen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Endscheiben 20 aus Metall, insbesondere aus Aluminium. In der unteren Bildhälfte ist zu erkennen, dass eine Schicht 30 vollflächig über die Endscheiben 20 bzw. das Blechpaket 10 gespritzt ist. Lediglich an den Außenflächen bzw. Umfangsflächen des Blechpakets ist keine Schicht vorgesehen. Letztendlich ist die Schicht an den Stellen vorgesehen, an welchen die Wicklung bzw. die Leiterelemente bzw. insbesondere die Drähte später anliegt bzw. anliegen. Insbesondere handelt es sich bei der Schicht um eine Isolationsschicht, welche gleichzeitig aber auch zur Festigkeitssteigerung des gesamten Rotors beiträgt. Mit dem Bezugszeichen 32 sind Führungselemente in Form von Einkerbungen gezeigt, welche beispielsweise als Positionierhilfen beim Verlegen der Leiterelemente wirken bzw. dienen. Gemäß einer Ausführungsform können auch Dichtflächen durch die Schicht dargestellt bzw. realisiert werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um diejenigen, insbesondere stirnseitig angeordneten, Dichtflächen, die beim späteren Umspritzen des Rotors, nachdem dieser bewickelt wurde, zum Spritzgusswerkzeug hin abdichten.
Bezugszeichenliste
10 Grundkörper, Blechpaket
20 Endscheibe, Stern- bzw. Stirnscheibe
22 Halteabschnitt
30 Schicht
32 Führungselement

Claims

Patentansprüche
1 . Rotor, insbesondere einer elektrischen Maschine,
umfassend einen Grundkörper (10) sowie zumindest eine metallische Endscheibe (20), welche endseitig an dem Grundkörper (10) angeordnet ist,
wobei der Grundkörper (10) und die zumindest eine Endscheibe (20) mit einer zusammenhängenden Schicht (30) versehen sind, und wobei die Schicht spritzgegossen ist.
2. Rotor nach Anspruch 1 ,
wobei die zumindest eine Endscheibe (20) aus Aluminium ist.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Schicht (30) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast oder Duroplast, ist.
4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die zumindest eine Endscheibe (20) unmittelbar am Grundkörper (10) angeordnet ist.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schicht (30) Rillen ausbildet, welche zur Anordnung von Leiterelementen ausgelegt ist.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schicht (30) zumindest einen Anordnungsabschnitt für einen Nutschließkeil formt.
7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schicht (30) zumindest ein Führungselement zur Führung eines Leiterelements aufweist.
8. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in die Schicht (30) zumindest ein elektrisches Bauelement eingegossen ist.
9. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Rotor mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist, und wobei die Schicht (30) in einem Verbindungsbereich zweier Rotorteile Positionier- und/oder Haltemittel ausbildet.
10. Elektrische Maschine, umfassend einen Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Rotors einer elektrischen Maschine,
umfassend die Schritte:
- Bereitstellen einer Rotors, welcher sich entlang einer Rotationsachse (R) erstreckt;
- Anordnen einer metallischen Endscheibe (20) stirnseitig an zumindest einem Ende des Rotors;
- Umspritzen des Rotors und der zumindest einen Endscheibe (10) mit einem Werkstoff zum Herstellen einer Schicht (30), die den Rotor und die zumindest eine Endscheibe (20) verbindet.
PCT/EP2018/069574 2017-08-10 2018-07-19 Rotor WO2019029964A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4203267A1 (de) * 2021-12-23 2023-06-28 Valeo eAutomotive Germany GmbH Umgossener fremderregter rotor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017102255A1 (de) * 2017-02-06 2018-08-09 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Stator für einen Elektromotor
DE102020127928A1 (de) 2020-10-23 2022-04-28 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine
DE102021114577A1 (de) 2021-06-07 2022-12-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
DE102021209865A1 (de) 2021-09-07 2023-03-09 Mahle International Gmbh Rotorstück
DE102021129791A1 (de) 2021-11-16 2023-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stützeinrichtung für einen Rotor einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs sowie elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2238755A1 (de) 1972-08-05 1974-02-14 Licentia Gmbh Ankerblechpaket fuer eine elektrische maschine
US20130154437A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 GM Global Technology Operations LLC Support ring for electric machine rotors
DE102012224375A1 (de) * 2012-12-27 2014-07-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Wickeln einer Erregerspule für eine elektrische Maschine sowie eine Erregerspule
US20160164357A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Hyundai Motor Company Rotor structure of wound rotor driving motor
DE102015219685A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Robert Bosch Gmbh Rotor, elektrische Maschine beinhaltend einen solchen Rotor, sowie Verfahren zum Herstellen eines Rotors

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490638A (en) * 1983-08-08 1984-12-25 Mcgraw-Edison Company Salient pole rotor with amortisseur winding
JPS6464548A (en) 1987-09-03 1989-03-10 Fanuc Ltd Rotor construction of synchronous motor
DE19964061A1 (de) 1999-12-30 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert Elektromotor, insbesondere für Handwerkzeugmaschinen
JP2003153509A (ja) * 2001-11-08 2003-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ
DE102009046530A1 (de) * 2009-03-19 2010-09-23 Robert Bosch Gmbh Ankerbaugruppe und Elektromaschine mit einer Ankerbaugruppe
JP5389559B2 (ja) * 2009-07-23 2014-01-15 愛三工業株式会社 回転電動機の固定子及び燃料ポンプ
JP2013220004A (ja) * 2012-03-13 2013-10-24 Toyota Industries Corp 誘導電動機
CN203312939U (zh) * 2013-05-29 2013-11-27 湖州正豪电器科技有限公司 电机用双绝缘转子包轴
JP6153826B2 (ja) * 2013-09-05 2017-06-28 株式会社三井ハイテック 永久磁石付き回転子及びその製造方法
KR20150128454A (ko) * 2014-05-09 2015-11-18 주식회사 만도 모터의 냉각구조
CN105846566A (zh) * 2016-05-19 2016-08-10 江阴市创佳电器有限公司 风力发电机转子及其加工方法
IT201700045959A1 (it) * 2017-04-27 2018-10-27 Taco Italia S R L Procedimento per realizzare un magneto-rotore in terre rare impermeabile

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2238755A1 (de) 1972-08-05 1974-02-14 Licentia Gmbh Ankerblechpaket fuer eine elektrische maschine
US20130154437A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 GM Global Technology Operations LLC Support ring for electric machine rotors
DE102012224375A1 (de) * 2012-12-27 2014-07-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Wickeln einer Erregerspule für eine elektrische Maschine sowie eine Erregerspule
US20160164357A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Hyundai Motor Company Rotor structure of wound rotor driving motor
DE102015219685A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Robert Bosch Gmbh Rotor, elektrische Maschine beinhaltend einen solchen Rotor, sowie Verfahren zum Herstellen eines Rotors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4203267A1 (de) * 2021-12-23 2023-06-28 Valeo eAutomotive Germany GmbH Umgossener fremderregter rotor

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