Titel

Rotor für eine elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Magnetabschnitt, der in einer axialen Richtung zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist.

Stand der Technik

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102015016607 Al ist eine Strömungsmaschine für einen Energiewandler mit einem Verdichter zum Verdichten von dem Energiewandler zuzuführender Luft bekannt, mit einem Gehäuse und mit einem um eine Drehachse relativ zum Gehäuse drehbaren Rotor.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Magnetabschnitt, der in einer axialen Richtung zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist, funktionell und/oder herstellungstechnisch zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einem Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Magnetabschnitt, der in einer axialen Richtung zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist, dadurch gelöst, dass der Magnetabschnitt eine faserverstärkte Kunststoffmatrix aufweist, die eine Magneteinrichtung umgibt. Die faserverstärkte Kunststoffmatrix ist in dem Magnetabschnitt radial außen angeordnet. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse des Rotors. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse des Rotors. Analog bedeutet radial quer zur Drehachse des Rotors. Die Magneteinrichtung ist radial innerhalb der faserverstärkten Kunststoffmatrix angeordnet. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich zum Beispiel um eine permanent erregte Synchronmaschine. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise in eine Strömungsmaschine, insbesondere in einen elektrisch angetriebenen Luftverdichter, integriert. Die Strömungsmaschine beziehungsweise der Luftverdichter dient vorteilhaft in einem Brennstoffzellensystem zum Bereitstellen von verdichteter Luft. Der Rotor erreicht im Betrieb sehr hohe Drehzahlen, insbesondere Drehzahlen von über fünfzigtausend Umdrehungen pro Minute bis weit über einhunderttausend Umdrehungen pro Minute. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden Metalle beziehungsweise Legierungen, die zur Darstellung herkömmlicher Rotoren verwendet werden, durch die faserverstärkte Kunststoffmatrix ersetzt. Die faserverstärkte Kunststoff matrix kann sich in axialer Länge nur über einen besonders kritischen Bereich erstrecken, insbesondere nur über den Magnetabschnitt. Die faserverstärkte Kunststoff matrix kann sich aber auch in axialer Richtung über den Magnetabschnitt und die beiden Wellenabschnitte erstrecken. Die faserverstärkte Kunststoff matrix kann sich aber auch über die komplette Länge des Rotors erstrecken. Der Rotor mit dem Magnetabschnitt und den beiden Wellenabschnitten kann auch als Rotorwelle bezeichnet werden. Die faserverstärkte Kunststoff matrix ist besonders vorteilhaft ganz oder teilweise aus elektrisch nicht leitenden Materialien gebildet. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass die faserverstärkte Kunststoff matrix in dem Magnetabschnitt kein leitendes Konstrukt darstellt. Dadurch können induktive Ströme, die mit einem Wärmeeintrag in den Rotor verbunden sind, im Betrieb einer mit dem Rotor ausgestatteten elektrischen Maschine verhindert werden.

Zur Darstellung der faserverstärkten Kunststoffmatrix werden vorteilhaft hochfeste Faserwerkstoffe verwendet. Dadurch kann eine Mindestwandstärkte des die Magneteinrichtung umgebenden Materials in dem Magnetabschnitt minimiert werden. Eine durchgehende Faserkonstruktion über den Magnetabschnitt und die Wellenabschnitte, insbesondere über die gesamte axiale Länge des Rotors, ermöglicht darüber hinaus eine Eliminierung von Fügeverbindungen zwischen ansonsten benötigten separaten Bauteilen zur Darstellung des Rotors. So wird auf einfache Art und Weise die Herstellung eines hochintegrierten Rotors ermöglicht. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung in dem Magnetabschnitt in einen zentralen Wellenkörper integriert und radial außen von der faserverstärkten Kunststoffmatrix umgeben ist. Der zentrale Wellenkörper ist vorzugsweise einstückig mit dem Wellenabschnitt verbunden. Die Magneteinrichtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise radial zwischen dem zentralen Wellenkörper und der faserverstärkten Kunststoff matrix angeordnet. Durch die faserverstärkte Kunststoff matrix wird der Rotor zum einen verstärkt. Darüber hinaus wird die Magneteinrichtung durch die faserverstärkte Kunststoff matrix stabil in dem Rotor fixiert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Magneteinrichtung und der faserverstärkten Kunststoffmatrix eine Metallhülse angeordnet ist. Die Metallhülse umgibt die Magneteinrichtung und kann so oder so ähnlich wie bei herkömmlichen Rotoren ausgeführt sein. Durch die faserverstärkte Kunststoff matrix wird die Stabilität des Rotors wirksam erhöht. Daher kann die Metallhülse mit einer geringeren Wandstärke ausgeführt werden als bei herkömmlichen Rotoren.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die faserverstärkte Kunststoffmatrix in axialer Richtung über die Wellenabschnitte und den dazwischen angeordneten Magnetabschnitt erstreckt. Dadurch wird der Magnetabschnitt auf einfache Art und Weise höchst stabil mit den Wellenabschnitten verbunden. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass der Rotor mit der faserverstärkten Kunststoffmatrix als Hohlwelle ausgeführt werden kann. So kann die rotierende Masse des Rotors effektiv reduziert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoffmatrix mindestens einen Lagerabschnitt zur Darstellung eines Radiallagers umfasst. Bei dem Radiallager handelt es sich vorzugsweise um ein Luftlager. Zur Lagerung des Rotors werden vorteilhaft zwei Radiallager und mindestens ein Axiallager verwendet. Luftlager müssen im Betrieb eine vorgegebene Lagertraglast erreichen, bevor sie vorteilhaft verschleißfrei arbeiten. Daher wird an den Lagerstellen mindestens eine verschleißminimierende Schicht benötigt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoffmatrix in dem Lagerabschnitt von einer Lagerhülse umgeben ist. Durch die Lagerhülse, die vorzugsweise aus einem metallischen Material gebildet ist, kann die verschleißminimierende Schicht an oder auf der faserverstärkten Kunststoff matrix entfallen. Die verschleißmindernde Schicht wird bei Bedarf einfach auf die Lagerhülse aufgebracht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoffmatrix in dem Lagerabschnitt einen so verringerten Lagerdurchmesser aufweist, dass der Rotor in dem Lagerabschnitt mit der Lagerhülse den gleichen Durchmesser wie die faserverstärkte Kunststoff matrix in dem Lagerabschnitt benachbarten Rotorabschnitten aufweist. Daraus ergibt sich, dass der Rotor in dem Lagerabschnitt einen kleineren Innendurchmesser sowie vorzugsweise auch einen kleineren Außendurchmesser als in den benachbarten Rotorabschnitten aufweist. Die faserverstärkte Kunststoff matrix hat vorzugsweise eine im Wesentlichen konstante Dicke. Die Übergänge zwischen dem Lagerabschnitt und den benachbarten Rotorabschnitten sind vorteilhaft so ausgeführt, dass die Fasern auch in den Übergangsbereichen eine optimale Verstärkung in der faserverstärkten Kunststoffmatrix sicherstellen. Durch die beanspruchte Ausführung wird auf einfache Art und Weise ein versatzfreier, durchgängiger Außendurchmesser des Rotors ermöglicht. Dadurch wird die Herstellung des Rotors und der dafür benötigten Werkzeuge vereinfacht. Darüber hinaus vereinfacht sich eine Einbindung des Rotors in die elektrische Maschine, insbesondere in eine Strömungsmaschine oder einen Luftverdichter in einem Brennstoffzellensystem. Der Rotor umfasst vorteilhaft zwei als Luftlager ausgeführte Radiallager, die durch die beanspruchte Ausführung mit zwei Lagerhülsen vorzugsweise den gleichen Durchmesser haben.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoff matrix mindestens einen Lagerabschnitt zur Darstellung eines Axiallagers umfasst. Das Axiallager ist vorteilhaft als beidseitiges oder zweiseitiges Axiallager mit einem Flanschbereich ausgeführt, der mit der faserverstärkten Kunststoff matrix dargestellt ist. Dadurch wird die Funktionalität des Rotors weiter erhöht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoffmatrix mindestens einen Endabschnitt zur Anbindung eines Laufrads umfasst. Bei dem Laufrad handelt es sich zum Beispiel um ein Verdichterrad oder um ein Turbinenrad. Durch die Integration einer Schnittstelle zur Anbindung des Laufrads in die faserverstärkte Kunststoffmatrix wird die Funktionalität des Rotors weiter erhöht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rotors ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoff matrix eine radiale Querschnittsänderung aufweist, die zur Darstellung einer Werkzeugtrennebene dient. Dadurch wird ein Entformen des Rotors erheblich vereinfacht. Darüber hinaus können die Werkzeugkosten von Werkzeugen zur Herstellung des Rotors signifikant reduziert werden. Die radiale Querschnittsänderung umfasst zum Beispiel einen Ringwulst oder einen umlaufenden Absatz an einem Außen umfang des Rotors.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines vorab beschriebenen Rotors. Zur Verstärkung werden in die Kunststoffmatrix vorteilhaft Langfasern eingebettet. Bei den Langfasern handelt es sich zum Beispiel um Kohlenstofffasern oder Glasfasern. Je nach Ausführung können die Langfasern auch aus einem Aramidmaterial gebildet sein. Die Langfasern können zur Verstärkung radial, axial und/oder in beliebiger Winkellage zu einer Drehachse des Rotors angeordnet werden. Das beanspruchte Herstellungsverfahren umfasst Faserstrickprozesse und RTM-Verfahren, wobei die Großbuchstaben RTM für die englischen Begriffe Resin Transfer Moulding stehen. Mit diesen Herstellungsverfahren kann eine homogene Massenverteilung in der faserverstärkten Kunststoffmatrix realisiert werden, wodurch unerwünschte Unwuchten im Betrieb einer mit dem beanspruchten Rotor ausgestatteten elektrischen Maschine vermieden werden. Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Einzelteil für einen vorab beschriebenen Rotor, insbesondere zur Herstellung eines vorab beschriebenen Rotors. Solche Einzelteile sind separat handelbar.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen elektromotorisch angetriebenen Luftverdichter mit einem vorab beschriebenen Rotor zum Einsatz in einem Brennstoffzellensystem.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine mit einer dreiteiligen Rotorwelle im Längsschnitt; und die

Figuren 2 bis 8 verschiedene Ausführungsbeispiele eines Rotors für die in Figur 1 dargestellte elektrische Maschine mit einer faserverstärkten Kunststoffmatrix.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist eine elektrisch angetriebene Strömungsmaschine 1 mit einem Verdichterrad 2 und einem Turbinenrad 4 im Längsschnitt dargestellt. Das Verdichterrad 2 ist auf einer Verdichterseite 3 der Strömungsmaschine 1 angeordnet. Das Turbinenrad 4 ist auf einer Turbinenseite 5 der Strömungsmaschine 1 angeordnet.

Das Turbinenrad 4 ist antriebsmäßig mit dem Verdichterrad 2 verbunden. Die beiden Räder 2 und 4 gehören zu einem Laufzeug 6. Zur drehfesten Verbindung zwischen dem Verdichterrad 2 und dem Turbinenrad 4 umfasst das Laufzeug 6 eine Motorwelle 7. Die Motorwelle 7 ist als Hohlwelle ausgeführt und um eine Drehachse 8 drehbar. Zum elektrischen Antrieb umfasst die Strömungsmaschine 1 eine elektrische Maschine 9. Die elektrische Maschine 9 ist als Elektromotor mit einem Motorgehäuse 10 und einer Motorwicklung 11 ausgeführt. In der als Hohlwelle ausgeführten Motorwelle 7 ist ein als Permanentmagnet ausgeführter Magnet 12 angeordnet.

Das Verdichterrad 2 der Strömungsmaschine 1 wird im Betrieb in einem Brennstoffzellensystem zum einen über das Turbinenrad 4 angetrieben. Darüber hinaus wird das Verdichterrad 2 über den Elektromotor 9 angetrieben.

Das Laufzeug 6 mit der Motorwelle 7 ist mit Hilfe von zwei Radiallagern 13, 14 im Motorgehäuse 10 der elektrischen Maschine 9 drehbar gelagert. Die Radiallager 13, 14 sind vorteilhaft als Folienluftlager ausgeführt.

Auf der Verdichterseite 3 ist ein Verdichterspiralgehäuse 15 an das Motorgehäuse 10 angebaut. Das Verdichterspiralgehäuse 15 umfasst einen Verdichtereinlass 16, über welchen der Strömungsmaschine 1 zu verdichtende Luft zugeführt wird.

Auf der Turbinenseite 5 ist ein Turbinenspiralgehäuse 17 an das Motorgehäuse 10 angebaut. Das Turbinenspiralgehäuse 17 umfasst einen Turbinenauslass 18, über den entspannte Luft austritt. Die beim Entspannen der Luft erzeugte Energie wird zum Antreiben des Verdichterrads 2 genutzt.

Die Motorwelle 7 kann auch als Rotorwelle bezeichnet werden, weil sie zur Darstellung eines Rotors 19 in der elektrischen Maschine 9 dient. Der Rotor 19 umfasst einen Magnetabschnitt 20, in welchem der Magnet 12 angeordnet ist. An den einander abgewandten Enden des Magnetabschnitts 20 sind zwei Wellenabschnitte 21, 22 befestigt. Der Magnet 12 ist in dem Magnetabschnitt 20 von einer Bandage 23 umgeben.

In den Figuren 2 bis 8 sind Ausführungsbeispiele eines Rotors 41; 42; 43; 64; 65; 66; 67 jeweils im Längsschnitt dargestellt. Der Rotor 41; 42; 43; 64; 65; 66; 67 ersetzt vorteilhaft den in Figur 1 dargestellten Rotor 19 in der elektrischen Maschine 9.

Allen Ausführungsbeispielen des Rotors 41; 42; 43; 64; 65; 66; 67 ist gemeinsam, dass sie ein faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 umfassen. Der Rotor 41; 42; 43; 64; 65; 66; 67 ist, bezogen auf eine Drehachse 44 rotationssymmetrisch ausgeführt. Der Rotor 41; 42; 43; 64; 65; 66; 67 umfasst einen Grundkörper 45, der im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist.

Ein grundsätzlicher Aufbau des Rotors 41; 42 ist in den Figuren 2 und 3 gezeigt. In einem Magnetabschnitt 20 ist eine Magneteinrichtung 46 angeordnet. Die Magneteinrichtung 46 umfasst mindestens einen Permanentmagneten. Der Magnetabschnitt 20 ist in axialer Richtung zwischen zwei Wellenabschnitten 21, 22 des Rotors 41; 42 angeordnet. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse 44 des Rotors 41; 42.

Die komplette Außenhülle des in Figur 2 dargestellten Rotors 41 besteht aus einer in axialer Richtung durchgängigen Faser-Kunststoff-Matrix 47. Zur Verstärkung dienen bevorzugt Langfasern. Es können jedoch auch Kurzfasern in der faserverstärkten Kunststoff matrix 47 zum Einsatz kommen. Durch die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 ist die Magneteinrichtung 46 komplett eingeschlossen und somit gegen Ausschleudern geschützt.

Der Rotor 41 umfasst zwei Lagerabschnitte 51, 52, die zur Darstellung zweier Radiallager dienen. Ein Lagerabschnitt 53 dient zur Darstellung eines Axiallagers. Alle drei Lagerabschnitte 51 bis 53 sind in die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 integriert. Eine Nachbearbeitung der Lagerabschnitte 51 bis 53 ist vorteilhaft nicht erforderlich. Die Lagerabschnitte 51 bis 53 werden vorteilhaft bei der Herstellung des Rotors 41 mit angeformt.

In den Lagerabschnitten 51 und 52 hat die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 die Gestalt von geraden Kreiszylindermänteln. In dem Lagerabschnitt 53 ist mit der faserverstärkten Kunststoffmatrix 47 ein Lagerflansch 54 ausgebildet. Der Lagerflansch 54 dient zur Darstellung eines zweiseitig oder beidseitig wirkenden Axiallagers für den Rotor 41.

Endabschnitte 55 und 56 des Rotors 41 sind besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine Anbindung von Laufrädern, insbesondere eines Verdichterrads und eines Turbinenrads, ausgebildet. In Figur 2 ist durch zwei Schnittlinien 57, 58 angedeutet, dass der Rotor 41 auch ohne die Endabschnitte und den Lagerabschnitt zur Darstellung des Axiallagers ausgeführt sein kann.

Der Rotor 42 in Figur 3 umfasst im Unterschied zu dem Rotor 41 in Figur 2 nur die beiden Lagerabschnitte 51, 52 in den Wellenabschnitten 21, 22, zwischen denen der Magnetabschnitt 20 angeordnet ist. Die einander abgewandten Enden des Rotors 42 sind abgeschnitten dargestellt. Dort können nicht dargestellte Wellenenden befestigt werden. Die Befestigung der Wellenenden erfolgt zum Beispiel stoffschlüssig, insbesondere durch Kleben.

Durch zwei gestrichelte Linien in dem Magnetabschnitt 20 ist angedeutet, dass die Magneteinrichtung 46 alternativ oder zusätzlich auch eine äußere Magneteinrichtung 49 umfassen kann. Die äußere Magneteinrichtung 49 ist zum Beispiel in einen zentralen Wellenkörper 48 integriert, der zusammen mit der äußeren Magneteinrichtung 49 innerhalb der faserverstärkten Kunststoff matrix 47 angeordnet ist.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Rotor 43 ist durch gestrichelte Linien angedeutet, dass die Magneteinrichtung 46 auch von einer Metallhülse 59 umgeben sein kann. Die Metallhülse 59 wiederum ist in dem Magnetabschnitt 20 von der faserverstärkten Kunststoff matrix 47 umgeben.

Die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 erstreckt sich in axialer Richtung durchgehend zwischen dem Wellenabschnitt 21 und dem Endabschnitt 56. Allerdings hat der Rotor 43 in axialer Richtung keinen konstanten Durchmesser.

In den Lagerabschnitten 51, 52 und in dem Endabschnitt 56 hat die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 geringere Durchmesser als in dem Magnetabschnitt 20 und in den Rotorabschnitten beziehungsweise Wellenabschnitten 21, 22, die den Lagerabschnitten 51, 52 benachbart sind.

Bei dem Rotor 43 in Figur 4 ist die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 in den Lagerabschnitten 51, 52 mit Lagerhülsen 61, 62 kombiniert. Die Lagerhülsen 61, 62 sind vorteilhaft aus einem Metall gebildet und ersetzen eine ansonsten benötigte Beschichtung der faserverstärkten Kunststoff matrix 47 in den Lagerabschnitten 51, 52. Die Lagerhülsen 61, 62 sind vorteilhaft mit einer verschleißminimierenden Beschichtung versehen.

Die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 ist sozusagen in die Lagerhülsen 61, 62 eingebettet. In den Lagerabschnitten 51, 52 hat die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 einen geringeren Durchmesser als in dem Magnetabschnitt 20 und als in den Wellenabschnitten 21, 22. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 in dem Magnetabschnitt 20 und in den Wellenabschnitten 21, 22 den gleichen Außendurchmesser wie die Lagerhülsen 61, 62 hat.

In den Übergangsbereichen ist ein vorzugsweise durchgehender Faserverlauf in der faserverstärkten Kunststoffmatrix 47 sichergestellt. So wird ein versatzfreier, durchgängiger Außendurchmesser des Rotors 43 auch in den Lagerabschnitten 51, 52 mit den Lagerhülsen 61, 62 ermöglicht. Die Lagerhülsen 61, 62 haben vorteilhaft den gleichen Außendurchmesser.

In den Figuren 5 und 6 sind zwei Ausführungsbeispiele des Rotors 64; 65 gezeigt, die zur Schaffung einer trennnahtfreien Zone im Bereich der Luftlager in Umfangsrichtung dienen. Die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 wird bei der Herstellung in zum Beispiel mehrteiligen Werkzeugen unter Vakuum ausgehärtet. Beim Entformen entstehen zwangsläufig Nahtstellen. Durch eine gezielte radiale Querschnittsänderung 68 kann eine Werkzeugtrennebene radial angeordnet werden. So entsteht eine Trennnaht in Umfangsrichtung des Rotors 64; 65.

In Figur 5 umfasst die radiale Querschnittsänderung 68 einen Ringwulst 69 am äußeren Umfang der faserverstärkten Kunststoff matrix 47. Radial innen hat der Rotor 64 einen konstanten Innendurchmesser 73. In Figur 6 umfasst die radiale Querschnittsänderung 68 einen Absatz 70 an einem äußeren Umfang der faserverstärkten Kunststoffmatrix 47. Radial innen sind Werkzeugkörper 71, 72 angedeutet. Der Werkzeugkörper 71 hat einen größeren Außendurchmesser als der Werkzeugkörper 72. Daraus ergibt sich, dass die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 in Figur 6 links einen Innendurchmesser 74 aufweist, der größer als ein Innendurchmesser 75 rechts in Figur 6 ist.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Rotor 66 ist eine Möglichkeit gezeigt, wie in einem Bereich des Rotors 66, der dem größten Magnetfeld im Betrieb ausgesetzt ist, unerwünschte Induktion verhindert werden kann. Die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 ist in dem Magnetabschnitt 20 mit nicht-leitenden Verstärkungsfasern 77 verstärkt. Bei den nicht-leitenden Verstärkungsfasern 77 handelt es sich zum Beispiel um Glasfasern. Die Verlegerichtung der nicht- leitenden Verstärkungsfasern 77 verläuft in Figur 7 in nur einer diagonalen Richtung.

In den Wellenabschnitten 21 und 22 umfasst die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 des Rotors 66 zusätzlich zu den nicht-leitenden Verstärkungsfasern 77 noch leitende Verstärkungsfasern 76. Die leitenden Verstärkungsfasern 76 sind senkrecht zu den nicht-leitenden Verstärkungsfasern 77 angeordnet.

Bei den leitenden Verstärkungsfasern 76 handelt es sich zum Beispiel um Kohlefasern, die eine höhere Festigkeit aufweisen als die Glasfasern. Der daraus resultierende Wärmeeintrag in dem Rotor 66 ist jedoch tolerierbar, da die Induktion in den Wellenabschnitten 21, 22 deutlich schwächer als in dem Magnetabschnitt 20 ist.

Bei dem In Figur 8 dargestellten Rotor 67 umfasst die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 unidirektionale leitende Verstärkungsfasern 79. Bei den leitenden Verstärkungsfasern 79 handelt es sich zum Beispiel um Kohlenstofffasern, die verkürzt auch als Kohlefasern bezeichnet werden. Darüber hinaus umfasst die faserverstärkte Kunststoff matrix 47 diagonal angeordnete nicht-leitende Verstärkungsfasern 78. Durch die leitenden Verstärkungsfasern 79 wird eine hohe Festigkeit in Längsrichtung und eine hohe Steifigkeit des Rotors 67 bereitgestellt. Die Kohlenstofffasern 79 sind vorteilhaft als offene Leiter in die faserverstärkte Kunststoffmatrix 47 eingebunden. Dadurch können geschlossene Stromkreise in den leitenden Verstärkungsfasern 79 vermieden werden, wodurch ein unerwünschtes Auftreten von Induktionsströmen und die damit verbundene Erwärmung des Rotors 67 verhindert wird. In Kombination mit den nicht-leitenden Verstärkungsfasern 78 ergibt sich ein stabiler Faserverbund in dem Rotor 67.