Beschreibung

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf eine elektrische Maschine, ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine und auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine.

Bei Elektromotoren und anderen elektrischen Maschinen wird eine immer weitere Verbesserung der Zielgrößen Energieeffizienz, Leistungsgewicht, Zuverlässigkeit und Lebensdauer angestrebt. Für einen niedrigen Energieverbrauch in mobilen Anwendungen (z.B. im Fahrzeugbau) ist zudem ein geringes Gewicht der Antriebe von Bedeutung. In besonderem Maße gelten die beschriebenen Anforderungen für die Anwendung in Luftfahrzeugen. Ferner können äußere Kräfte wirken. Bei einem Luftfahrzeug können z.B. durch Seitenwinde oder dergleichen auf einen durch einen Elektromotor angetriebenen Propeller axiale oder radiale Kräfte auf eine den Elektromotor mit dem Propeller verbindende Welle ausüben. Regelmäßig wird deshalb eine entsprechend steife Lagerung der Welle vorgesehen, um diese Kräfte aufzunehmen. Derartige Lagerungen weisen jedoch häufig ein relativ hohes Gewicht auf. Zudem können die genannten Kräfte zu einem Verschleiß der entsprechenden Bauteile führen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte elektrische Maschine bereitzustellen.

Gemäß einem Aspekt wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, z.B. für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Luftfahrzeug Die elektrische Maschine umfasst einen Stator; einen relativ zum Stator drehbaren Rotor; eine relativ zum Stator drehbare Welle; und ein flexibles Kopplungselement. Das Kopplungselement weist einen am Rotor festgelegten ersten Verbindungsabschnitt und einen an der Welle festgelegten zweiten Verbindungsabschnitt auf. Die beiden Verbindungsabschnitte weisen unterschiedliche Durchmesser auf und sind über eine alternierend gekrümmte Verbindungsfläche miteinander verbunden.

Diese Ausgestaltung des Kopplungselements ermöglicht eine axiale und radiale Translation sowie eine Kippbewegung der Welle relativ zum Stator. Zugleich ist mit dem Kopplungselement ein Drehmoment zwischen dem Rotor und der Welle übertragbar. Die Verbindungsfläche des Kopplungselements bildet einen flexiblen Balg aus. Das Kopplungselement entkoppelt den Rotor von der Welle elastisch in axialer und radialer Richtung. Hierzu ist kein Schmiermittel notwendig, daher ist die elektrische Maschine besonders gut als Direktantriebseinheit einsetzbar, ohne dass ein Schmiersystem nötig wäre. Die Verbindungsfläche ist alternierend gekrümmt, weist also beispielsweise mindestens eine Krümmung (z.B. zwei., drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr Krümmungen) in einer Richtung und mindestens eine Krümmung (z.B. zwei., drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr Krümmungen) in einer dazu entgegengesetzten Richtung auf. Die Verbindungsfläche kann mehrere separierte Abschnitte umfassen. Der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt kann/können durch mehrere, insbesondere voneinander beabstandete Teilabschnitte ausgebildet sein. Ferner kann/können der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt durch einen einzigen, ununterbrochenen Abschnitt ausgebildet sein.

Die Welle kann konzentrisch zum Rotor angeordnet und ausgerichtet sein. Welle und Rotor können sich in Axialrichtung betrachtet überlappen. Das ermöglicht eine kompakte Bauweise. Der Stator kann so angeordnet sein, dass er die Welle außen umgibt. Die Welle kann sich also in den Stator hinein erstrecken. Auch das erlaubt eine kompakte Bauweise.

Es kann vorgesehen sein, dass der Rotor den Stator außen umgibt. Die elektrische Maschine kann also als Außenläufer ausgebildet sein. Das Kopplungselement ermöglicht eine effiziente und robuste Kopplung des Außenläufers an die Welle.

Die Verbindungsfläche des Kopplungselements kann ringförmige, insbesondere zueinander koaxiale, Krümmungsabschnitte aufweisen, z.B. in Form von ringförmigen Wellen. Es kann vorgesehen sein, dass das Kopplungselement konzentrisch wellig ausgebildet ist. Dies erlaubt eine besonders hohe Flexibilität in axialer und radialer Richtung und zugleich eine Übertragung von hohen Drehmomenten.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Krümmungsabschnitte vom ersten Verbindungsabschnitt ausgehend sukzessive, insbesondere stetig, kleinere Durchmesser aufweisen.

Der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt kann/können jeweils einen Flansch aufweisen. Das ermöglicht eine sichere Befestigung.

Alternativ oder zusätzlich weist der zweite Verbindungsabschnitt z.B. einen polygonalen Verbindungsabschnitt auf, beispielsweise einen quaderförmigen Stift. Das erlaubt eine formschlüssige Verbindung und sichere Drehmomentübertragung.

Das Kopplungselement kann trichterförmig ausgebildet sein. Die Verbindungsabschnitte sind z.B. axial versetzt zueinander angeordnet. Das erlaubt zugleich die Überbrückung eines radialen Abstands und eines axialen Abstands zwischen den beiden Verbindungsabschnitten.

Das Kopplungselement umfasst z.B. ein Flachmaterial, beispielsweise ein Stahlblech. Das Kopplungselement weist beispielsweise eine Materialstärke im Millimeterbereich auf, z.B. geringer als 2 mm, insbesondere etwa 1 mm oder weniger. Das erlaubt eine Übertragung großer Drehmomente und zugleich ein geringes Gewicht. Optional weisen verschiedene Bereiche des Kopplungselements verschiedene, insbesondere wesentlich verschiedene Materialstärken auf.

Das Kopplungselement kann einstückig ausgebildet sein. Das erlaubt eine einfache Herstellung und besonders geringen Verschleiß.

Optional ist (zumindest) eine Öffnung in der Verbindungsfläche ausgebildet. Das ermöglicht eine Lüftung und zudem eine Gewichtsreduzierung.

Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Rand der Öffnung (oder jeweils der mehreren Öffnungen) eine größere Materialstärke aufweist als benachbarte Bereiche der Verbindungsfläche. So kann ein Einreißen des Randes verhindert werden.

Optional sind mehrere Öffnungen in der Verbindungsfläche ausgebildet. Das ermöglicht eine effektive Gewichtsreduzierung.

Die Öffnungen in der Verbindungsfläche können so ausgebildet sein, dass sie eine größere Fläche Überspannen als die dazwischenliegenden Abschnitte der Verbindungsfläche. So ist eine besonders effektive Gewichtsreduzierung möglich.

Die Verbindungsfläche kann durch mehrere Arme ausgebildet sein. Das ermöglicht eine sichere Verbindung und wiederum ein besonders niedriges Gewicht.

Der erste Verbindungsabschnitt kann ferner durch mehrere voneinander beabstandete Abschnitte ausgebildet werden. So ist eine noch weiter gehende Gewichtsreduzierung möglich.

Der Rotor treibt beispielsweise einen Propeller an. Das erlaubt z.B. die Erzeugung von Schub.

Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeug angegeben, insbesondere ein Luftfahrzeug. Das Fahrzeug, insbesondere Luftfahrzeug, umfasst die elektrische Maschine nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung. Bei Fahrzeug, insbesondere bei einem Luftfahrzeug, kommen die oben beschriebenen Vorteile in besonderem Maße zum Tragen.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine angegeben, insbesondere der elektrischen Maschine nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Stators, eines relativ zum Stator drehbar gelagerten Rotors, einer relativ zum Stator drehbar gelagerten Welle und eines flexiblen Kopplungselements mit einem ersten Verbindungsabschnitt und einem zweiten Verbindungsabschnitt, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen und die über eine alternierend gekrümmte Verbindungsfläche miteinander verbunden sind. Ferner umfasst das Verfahren das Montieren des Kopplungselements mit dem ersten Verbindungsabschnitt am Rotor und mit dem zweiten Verbindungsabschnitt an der Welle.

Optional umfasst das Verfahren den vorangehenden Schritt des Herstellens des Kopplungselements mittels Tiefziehen. Das ermöglicht eine besonders schnelle und kostengünstige Herstellung.

Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren ferner den vorangehenden Schritt des Herstellens des Kopplungselements mittels additiver Fertigung. Das erlaubt eine spezifisch optimierte Geometrie und variable Materialstärken.

Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben; in den Figuren zeigen:

Figur 1 ein Luftfahrzeug mit mehreren elektrischen Maschinen zum

Antrieb mehrerer Propeller;

Figur 2 eine Prinzipskizze einer der elektrischen Maschinen des

Luftfahrzeugs gemäß Figur 1 mit einem Stator, einem Rotor und einem Kopplungselement;

Figur 3 eine elektrische Maschine des Luftfahrzeugs gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht mit Blick auf das Kopplungselement; Figur 4 das Kopplungselement der elektrischen Maschine gemäß

Figur 3;

Figur 5 eine aufgeschnittene Ansicht des Kopplungselements gemäß

Figur 4;

Figuren 6A und 6B verschiedene Schritte in der Herstellung der elektrischen Maschine gemäß Figur 3;

Figur 7 eine elektrische Maschine für das Luftfahrzeug gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht mit Blick auf ein Kopplungselement;

Figur 8 das Kopplungselement der elektrischen Maschine gemäß

Figur 7;

Figuren 9A-9C verschiedene Schritte in der Herstellung der elektrischen Maschine gemäß Figur 7;

Figur 10 ein Tiefziehwerkzeug zur Herstellung des Kopplungselements gemäß Figur 4;

Figur 11 eine Laserauftragsschweißvorrichtung zur Herstellung des

Kopplungselements gemäß Figur 7;

Figur 12 ein Kopplungselement für die elektrische Maschine gemäß Figur

3 und für die elektrische Maschine gemäß Figur 7;

Figur 13 einen Teil eines Verbindungsabschnitts des Kopplungselements gemäß Figur 12 in einer Draufsicht; und

Figur 14 den Teil des Verbindungsabschnitts des Kopplungselements gemäß Figur 13 in einer Seitenansicht.

Figur 1 zeigt ein Luftfahrzeug 2 in Form eines Flugtaxis. Das Luftfahrzeug 2 umfasst eine Kabine 20 und mehrere, hier vier, elektrische Maschinen 1 , jeweils in Form eines Elektromotors. Jede der elektrischen Maschinen 1 treibt einen Propeller 22 an. Hierzu ist jeder der Propeller 22 mit einem Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine 1 wirkverbunden (z.B. daran befestigt). Eine Batterie 21 liefert elektrischen Strom zum Betrieb der elektrischen Maschinen 1 . Bei den elektrischen Maschinen 1 handelt es sich vorliegend um Direktantriebe.

Figur 2 veranschaulicht den grundsätzlichen Aufbau der im Beispiel gemäß Fig. 1 untereinander gleich aufgebauten elektrischen Maschinen 1 .

Die elektrische Maschine 1 umfasst dabei einen Stator 10, einen um eine Drehachse A relativ zum Stator 10 drehbaren Rotor 11 , eine um die Drehachse A relativ zum Stator 10 drehbare Welle 12 und ein Kopplungselement 13 mit einem am Rotor 11 festgelegten, hier ringförmigen, ersten Verbindungsabschnitt 130 und einem an der Welle 12 festgelegten, hier ebenfalls ringförmigen, zweiten Verbindungsabschnitt 131. Die Verbindungsabschnitte 130, 131 weisen im Vergleich miteinander unterschiedliche Durchmesser D1 , D2 auf. Ferner sind die Verbindungsabschnitte 130, 131 über eine alternierend gekrümmte Verbindungsfläche 132 miteinander verbunden.

Das ermöglicht eine Übertragung verhältnismäßig hoher Drehmomente bei einem verhältnismäßig geringen Gewicht. Drehmomente können in beide Richtungen übertragen werden. Die laterale und axiale Steifigkeit und die Biegesteifigkeit können gering gehalten werden. Dabei erlaubt das Kopplungselement 13 einen besonders einfachen Aufbau der elektrischen Maschine 1. Ferner ist das Kopplungselement 13 im Wesentlichen verschleißfrei und kann an verschiedene Motordesigns angepasst werden.

Die elektrische Maschine 1 ist als Außenläufer ausgebildet. Der Rotor 11 umgibt den Stator 10. Der Stator 10 ist innerhalb des Rotors 11 angeordnet. Der Stator 10 ist an einer tragenden Struktur befestigt. Die tragende Struktur ist am Luftfahrzeug 2 befestigt. Die Welle 12 ist drehbar an der tragenden Struktur (und/oder am Stator 10) gelagert. Die Welle 12 ist koaxial und konzentrisch zum Rotor 11 und zum Stator 10 angeordnet.

Somit ist der Stator 10 zwischen dem Rotor 11 und der Welle 12 angeordnet. Zwischen dem Rotor 11 und der Welle 12 liegt ein Abstand vor. Das Kopplungselement 13 überbrückt diesen Abstand.

Das Kopplungselement 13 ist wellig ausgebildet. Das Kopplungselement 13 ist flexibel und erlaubt eine axiale Bewegung (entlang der Drehachse A) und eine radiale Bewegung (senkrecht zur Drehachse A) der Welle 12 relativ zum Rotor 11. Ferner werden Kippbewegungen der Welle 12 relativ zum Rotor 11 ermöglicht. Zugleich stellt die nachfolgend noch im Detail erläuterte Geometrie des Kopplungselements eine Übertragung von Drehmomenten um die Drehachse A zwischen dem Rotor 11 und der Welle 12 sicher.

Der Propeller 22 mit der Welle 12 wirkverbunden, nämlich vorliegend an der Welle 12 befestigt. Über die Welle 12 ist der Propeller 22 durch eine Rotation des Rotors 11 relativ zum Stator 10 drehbar.

Fig. 3 zeigt die elektrische Maschine 1. Ersichtlich ist das Kopplungselement 13 an den außenliegenden Rotor 11 angebunden. Der erste Verbindungsabschnitt 130 ist ringförmig. Vorliegend ist auch der zweite Verbindungsabschnitt 131 ringförmig. Das Kopplungselement 13 ist trichterförmig ausgebildet. Es bildet somit eine Vertiefung aus, die als muldenförmig beschrieben werden kann. Die Verbindungsabschnitte 130, 131 sind in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet.

Weitere Details der Geometrie des Kopplungselements 13 sind insbesondere anhand der Figuren 4 und 5 ersichtlich.

So weist der erste Verbindungsabschnitt 130 einen Flansch 133 auf und der zweite Verbindungsabschnitt 131 weist einen Flansch 134 auf. Der Flansch 133 des ersten Verbindungsabschnitts 130 ist ringförmig weist einen größeren Durchmesser D1 auf als der Flansch 134 des zweiten Verbindungsabschnitts 131 (Durchmesser D2). Der erste Verbindungsabschnitt 130 bildet einen kreisförmigen äußeren Rand des Kopplungselements 13 aus. Der zweite Verbindungsabschnitt 131 bildet einekreisförmige Öffnung 138 aus. Der Flansch 133 des ersten Verbindungsabschnitts 130 und der Flansch 134 des zweiten Verbindungsabschnitts 131 erstrecken sich im gezeigten Beispiel in zueinander parallelen Ebenen. Zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 130 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 131 erstreckt sich die alternierend gekrümmte Verbindungsfläche 132.

Die Verbindungsfläche 132 weist mehrere (hier 11 , allgemein z.B. zwei oder mehr, insbesondere mehr als 3, mehr als 4, mehr als 5 oder mehr als 10) ringförmige Krümmungsabschnitte, von denen einige mit K1 -K4 bezeichnet sind. Die Krümmungsabschnitte K1 -K4 sind koaxial zueinander ausgerichtet. Die Krümmungsabschnitte K1 -K4 bilden kreisförmige Stufen. Die Verbindungsfläche 132 ist wellig. Im in Figur 5 gezeigten Querschnitt weist das Kopplungselement 13 abwechselnd nach links und nach rechts gekrümmte Bereiche auf. Das Kopplungselement 13 weist abwechselnd konkave Bereiche und konvexe Bereiche auf.

Im gezeigten Beispiel weisen die äußeren Krümmungsabschnitte in Richtung senkrecht zur Drehachse A eine größere Breite auf als die inneren Krümmungsabschnitte. Vorliegend weisen die ringförmigen Krümmungsabschnitte von außen nach innen betrachtet sukzessive eine stetig kleiner werdende Breite (in Richtung senkrecht zur Drehachse A) auf. Die äußersten Krümmungsabschnitte K1 , K2 weisen ferner in einer senkrecht durch die Drehachse A erstreckten Ebene (also im Schnitt gemäß Figur 5) größere Krümmungsradien auf als die inneren Krümmungsabschnitte.

Zwischen mehreren der ringförmigen Krümmungsabschnitte sind im Wechsel ebene Abschnitte (mit zur Drehachse A parallelen Flächen) und zylindrische Abschnitte vorgesehen.

Das Kopplungselement 13 bildet einen Balg aus. Das Kopplungselement 13 kann auch als Kopplungsbalg bezeichnet werden.

Figur 6A veranschaulicht die Ausrichtung des Kopplungselements 13 zur Einheit aus Rotor 11 und Stator 10 vor der Montage daran. Der Stator 10 weist Rippen zur Kühlung der Spulen auf. Der Rotor 10 ist am Stator 10 mittels zumindest einem, insbesondere mehreren, hier zwei, Lagern 15 drehbar gelagert. Ferner ist ein Ende der Welle 12 gezeigt, an welchem die Welle 12 mittels eines Lagers 16 gelagert ist, und zwar vorliegend an einem Abschnitt der tragenden Struktur, an welcher auch der Stator 10 montiert ist.

Die elektrische Maschine 1 ist im gezeigten Beispiel in Form eines Transversalflussmotors ausgebildet. Der Rotor 11 weist eine Magnethalterung 110 auf, an dem mehrere Magneten 11 fixiert sind, hier in Form von Permanentmagneten. Der Stator 10 weist eine Spulenhalterung 100 auf, an welcher elektrische Spulen fixiert sind. Die Spulen sind mit elektrischem Strom beaufschlagbar, z.B. einem Wechselstrom, insbesondere einem Dreiphasenwechselstrom. Hierdurch wird ein magnetisches Drehfeld erzeugt, durch welches eine Kraft auf die Magnete 11 ausgeübt wird, die den Rotor 11 sodann in eine Drehung relativ zum Stator 10 um die Drehachse A versetzt. Die Magnetfelder wirken dabei in axialer Richtung.

Zum Zusammenbau wird das Kopplungselement 13 in den Stator 10 eingesetzt und befestigt.

Figur 6B zeigt den zusammengebauten Zustand, wobei der zweite Verbindungsabschnitt 131 mittels Schrauben 14 an der Welle 12 befestigt ist. Der erste Verbindungsabschnitt 130 kann mit dem Rotor 11 verschweißt werden, kraftschlüssig daran befestigt werden oder ebenfalls mit Schrauben oder dergleichen.

Im zusammengebauten Zustand liegt der erste Verbindungsabschnitt 130 an einer Stirnfläche des Rotors 11 am Rotor 11 an. Die Verbindungsfläche 132 bildet davon ausgehend zunächst einen in axialer Richtung von der Welle 12 weg gerichteten ringförmigen Wulst und erstreckt sich dann gewellt trichterförmig zur Welle 12 hin.

Das Kopplungselement 13 ist ein Tiefziehteil. Es ist hergestellt aus einem Flachmaterial, nämlich vorliegend einem Stahlblech. Insbesondere wäre es auch möglich, das Kopplungselement aus Titan herzustellen. Es ist insbesondere möglich, derartige bereits für die Luftfahrt zugelassene Materialien zu verwenden. Alternativ ist denkbar, das Kopplungselement aus Kunststoff herzustellen. Das Kopplungselement 13 weist eine Materialstärke im Millimeterbereich auf. Die Materialstärke liegt in allen Bereichen des Kopplungselements 13 in derselben Größenordnung. Beispielsweise liegt die Materialstärke überall im Bereich von +/- 50% um einen Wert, insbesondere im Bereich von +/- 10% um einen Wert. Vorliegend beträgt der Wert der Materialstärke 1 mm. Das Kopplungselement 13 ist einstückig ausgebildet. Ferner ist das Kopplungselement 13 matenaleinheitlich ausgebildet.

Zur Herstellung wird, wie in Figur 10 gezeigt, ein Tiefziehwerkzeug 3 verwendet. Dieses weist eine obere Werkzeughälfte und eine untere Werkzeughälfte auf. Zwischen diese wird ein Blech B eingelegt. Dann werden die Werkzeughälften aneinandergepresst, sodass das Blech dazwischen umgeformt und das Kopplungselement 13 gebildet wird.

Figur 7 zeigt eine elektrische Maschine T, die aufgebaut ist wie die vorstehend beschriebene elektrische Maschine 1 , lediglich mit dem Unterschied, dass bei der elektrischen Maschine T gemäß Figur 7 ein anders hergestelltes und leicht abweichend geformtes Kopplungselement 13' eingebaut ist.

Wie insbesondere anhand Figur 8 zu erkennen, weist der zweite Verbindungsabschnitt 13T des Kopplungselements 13' zusätzlich zum Flansch 134 ein Formschlusselement auf, hier in Form eines polygonalen Verbindungsabschnitts 135. Der polygonale Verbindungsabschnitt 135 weist einen vieleckigen, hier viereckigen, Außenumfang auf.

Ferner sind die Krümmungsabschnitte, von denen einige mit K5-K9 bezeichnet sind, gleichmäßig wellig ausgebildet. Abgesehen vom unterschiedlichen Durchmesser weisen die Krümmungsabschnitte untereinander (in etwa) die gleichen Breiten und Höhen (im Allgemeinen die gleichen Breiten und/oder Höhen) auf. Alternativ dazu weisen einige oder alle der Krümmungsabschnitte untereinander unterschiedliche Breiten und/oder Höhen auf.

Die Materialstärke ist in unterschiedlichen Bereichen des Kopplungselements 13' sehr verschieden, z.B. um mehr als den Faktor 2, mehr als den Faktor 5 oder sogar mehr als den Faktor 10. So ist beispielsweise der Flansch 134 wesentlich dicker als die Verbindungsfläche 132. Optional sind im Kopplungselement 13' eine oder mehrere Öffnungen 136 ausgebildet, z.B. in der Verbindungsfläche 132, wie in Figur 8 veranschaulicht. Die Öffnung 136 dient zur Belüftung. Ein Rand 137 der Öffnung 136 ist gegenüber umliegenden Bereichen der Verbindungsfläche dicker ausgebildet, d.h. mit einer größeren Materialstärke. Hierdurch können Spannungen im Randbereich besser gehalten werden.

Das Kopplungselement 13' ist mittels additiver Fertigung hergestellt, z.B. mit einem 3D-Drucker. Vorliegend ist das Kopplungselement 13' mittels Laserauftragsschweißen hergestellt. Hierbei wird das Kopplungselement' mit einer in Figur 11 veranschaulichten Laserauftragsschweißvorrichtung 4 additiv gefertigt. Dabei wird in mehreren Schichten Material aufgetragen und mit einem Laser angeschmolzen. Diese Fertigungsmethode erlaubt eine besonders große Freiheit in der Geometrie des Kopplungselements 13‘.

Die Figuren 9A bis 9C zeigen verschiedene Stadien in der Herstellung der elektrischen Maschine 1 ‘. Wie oben im Zusammenhang mit den Figuren 6a und 6B erläutert wird das Kopplungselement 13' eingesetzt und befestigt. Dabei greift der polygonale Verbindungsabschnitt 135 zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung in eine passend ausgebildete Aufnahme 120 an einem axialen Ende der Welle 12 ein.

Die Figuren 12 bis 14 zeigen ein weiteres Kopplungselement 13“, welches die elektrische Maschine 1 gemäß Figur 3 und die elektrische Maschine 1 ‘ gemäß Figur 7 optional anstelle des dort jeweils veranschaulichten Kopplungselements 13; 13' umfassen können.

Das Kopplungselement 13“ der Figuren 12 bis 14 weist einen am Rotor 11 festlegbaren (und im montierten Zustand festgelegten) ersten Verbindungsabschnitt 130' und einen an der Welle 12 festlegbaren (und im montierten Zustand festgelegten) zweiten Verbindungsabschnitt 131“ auf, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen und über eine alternierend gekrümmte Verbindungsfläche 132' miteinander verbunden sind.

Die Verbindungsfläche 132' weist mehrere Abschnitte auf, welche jeweils durch einen Arm R gebildet werden. Zwischen jeweils zwei benachbarten Armen R ist je eine Öffnung 136‘, 136“ ausgebildet. Die Öffnungen 136‘, 136“ Überspannen eine größere Fläche als die Arme R. Einige (hier fünf) der Öffnungen 136' weisen einen in sich geschlossenen Rand auf. Andere (hier ebenfalls fünf) der Öffnungen 136“ weisen einen offenen Rand auf. Das Kopplungselement 13“ ist im vorliegenden Beispiel sternförmig ausgebildet.

Der erste Verbindungsabschnitt 130' wird durch mehrere, hier fünf, voneinander in Umfangsrichtung beabstandete Teilabschnitte S ausgebildet. Die Teilabschnitte S sind jeweils kreisbogenförmig. Die Teilabschnitte S sind gemeinsam entlang einem Kreis angeordnet. Der zweite Verbindungsabschnitt 131“ ist kreisförmig ausgebildet.

Jeder der Arme R erstreckt sich von einem Ansatz 139 am zweiten Verbindungsabschnitt 131“ bis zu einem Teilabschnitt S des ersten Verbindungsabschnitts 130‘. Jeweils zwei Arme R gehen am zweiten Verbindungsabschnitt 131“ von einem gemeinsamen Ansatz 139 aus. Jeweils zwei Arme R erstrecken sich zu einem gemeinsamen Teilabschnitt S des ersten Verbindungsabschnitts 130‘. Jeder Arm R ist mit zwei unterschiedlichen Armen am ersten Verbindungsabschnitt 130' und am zweiten Verbindungsabschnitt 131“ zusammengeführt. Ein Arm R (hier jeder Arm R) geht mit einem ersten anderen Arm R von einem Ansatz 139 aus und mündet mit einem zweiten anderen Arm R an einem Teilabschnitt S, wobei der erste andere Arm R und der zweite andere Arm R voneinander beabstandet sind. Der jeweilige Arm R ist zwischen dem ersten und dem zweiten anderen Arm R angeordnet.

Die Arme R weisen jeweils eine Biegung (in Umfangsrichtung) auf. Dabei ist die Biegung bei benachbarten Armen R abwechselnd entgegengesetzt ausgerichtet. Vom Ansatz 139 aus gesehen sind die zwei davon ausgehenden Arme R an der jeweiligen Biegung voneinander weg gebogen. Die jeweils zwei an einem Teilabschnitt S des ersten Verbindungsabschnitte 130' mündenden Arme R sind (hier V-förmig) zueinander hin geneigt.

Mehrere Löcher L an den Verbindungsabschnitten 130‘, 131“ ermöglichen eine Verschraubung am Rotor 11 und an der Welle 12. Das Kopplungselement 13“ ist vorliegend einstückig ausgebildet. Es kann z.B. als Stanzbiegeteil oder durch additive Fertigung hergestellt werden.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beliebige der Merkmale können separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben werden, aus und umfasst diese.

Bezugszeichenhste

1 ; 1 ' elektrische Maschine

10 Stator

100 Spulenhalterung

Rotor

110 Magnethalterung

Welle

120 Aufnahme

13; 13‘; 13“ Kopplungselement

130; 130' erster Verbindungsabschnitt

131 ; 131 ‘; 131“ zweiter Verbindungsabschnitt

132; 132' Verbindungsfläche

133; 133' Flansch

134; 134' Flansch

135 polygonaler Verbindungsabschnitt

136; 136‘; 136“ Öffnung

137 Rand

138 Öffnung

139 Ansatz

14 Schraube

15 Lager

16 Lager

2 Luftfahrzeug

20 Kabine

21 Batterie

22 Propeller

3 Tiefziehwerkzeug

4 Laserauftragsschweißvorrichtung

A Drehachse

B Blech

D1 , D2 Durchmesser

K1-K13 Krümmungsabschnitt

L Loch R Arm

S Teilabschnitt