Die Erfindung betrifft einen Rotor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Elektromotor und eine Antriebsstrangvorrichtung mit einem Elektromotor.

Ein Elektromotor ist beispielsweise aus WO 2016/155718 A1 bekannt. Darin wird ein Elektromotor beschrieben, der einen Rotor mit einem aus mehreren Rotorblechen zusammengesetzten Rotorblechpaket und einem Rotorträger aufweist. Das Rotorblechpaket ist über einen Querpressverband und eine Nut-Passfeder- Verbindung mit dem Rotorträger verbunden. Das Rotorblechpaket weist zwei radial gegenüberliegende Federn auf, die in jeweiligen Nuten in dem Rotorträger eingreifen. Eine dieser beiden Nut-Passfeder-Verbindungen bewirkt eine Drehmomentübertragung in Schubrichtung und die andere in Zugrichtung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rotor für einen Elektromotor kostengünstiger herzustellen und aufzubauen, sowie zuverlässiger und leistungsfähiger auszuführen. Die Drehmomentwelligkeit bei einem Betrieb des Rotors soll verringert werden.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen Rotor mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann die Magnetanordnung des ersten Rotorblechs gegenüber der Magnetanordnung des zweiten Rotorblechs umfangsseitig verdreht werden und dieser umfangsseitige Versatz über die erste und zweite Verzahnung genau eingestellt und unveränderlich beibehalten werden. Dadurch kann eine zuverlässige und beständige Verringerung der Drehmomentwelligkeit beim Betrieb des Rotors verwirklicht werden. Der Rotor kann kostengünstiger gefertigt und zusammengebaut werden. Eine Erwärmung der Rotorbleche beim Zusammenbau kann ausbleiben.

Der Rotor kann stromlos betrieben sein. Das Rotorblechpaket kann mehrere axial aneinandergereihte Rotorbleche aufweisen. Die Magnete können Permanentmagnete sein. Die Permanentmagnete können aus Selten-Erde-Material aufgebaut sein. Die Magnete können in dem jeweiligen Rotorblech kraft-, form- und/oder stoffschlüssig eingebracht sein.

Die erste Verzahnung kann an einem Innenumfang des ersten Rotorblechs angeordnet sein. Die zweite Verzahnung kann an einem Innenumfang des zweiten Rotorblechs angeordnet sein.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die erste Verzahnung als radialer Vorsprung an dem ersten Rotorblech, der in eine radiale Aussparung in dem Rotorträger formschlüssig eingreift, ausgeführt. Der radiale Vorsprung kann einteilig mit dem ersten Rotorblech ausgeführt sein. Der radiale Vorsprung kann aus dem ersten Rotorblech gestanzt sein.

In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die zweite Verzahnung als radialer Vorsprung an dem zweiten Rotorblech, der in eine radiale Aussparung in dem Rotorträger formschlüssig eingreift, ausgeführt. Der radiale Vorsprung kann einteilig mit dem zweiten Rotorblech ausgeführt sein. Der radiale Vorsprung kann aus dem zweiten Rotorblech gestanzt sein.

In einerweiteren speziellen Ausführung der Erfindung bewirkt die erste und/oder zweite Verzahnung eine Drehmomentübertragung zwischen dem Rotorblechpaket und dem Rotorträger. Dadurch kann eine kostengünstige Drehmomentübertragung umgesetzt werden. Außerdem werden die bei der Drehmomentübertragung auftretenden Materialspannungen verringert und besser verteilt. Die Stabilität des Rotors wird erhöht.

Das von außerhalb auf den Rotor einwirkende Magnetfeld kann über die Magnete in ein Drehmoment auf das Rotorblechpaket umgesetzt werden. Das Drehmoment kann über die erste und/oder zweite Verzahnung auf den Rotorträger übertragen werden.

In einer bevorzugten sind die erste und zweite Verzahnung in Bezug auf den Rotorträger in axialer Richtung fluchtend ausgerichtet und bewirken beim Zusammenbau des Rotors eine Positionierung des ersten und zweiten Rotorblechs zueinander und jeweils gegenüber dem Rotorträger. Dadurch kann der Rotor einfacher und schneller zusammengebaut und die Ausrichtung des ersten und zweiten Rotorblechs zuverlässiger eingestellt werden.

In einer speziellen Ausführung der Erfindung weist das erste Rotorblech insgesamt zwei Verzahnungen, zum einen die erste Verzahnung und eine weitere Verzahnung, die beide in einer ersten Umfangsrichtung um einen ersten Abstandswinkel gegeneinander versetzt und in eine entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung um einen von dem ersten Abstandswinkel verschiedenen zweiten Abstandswinkel gegeneinander versetzt sind, auf. Dadurch kann bei dem Zusammenbau eine fehlerhafte Ausrichtung des jeweiligen Rotorblechs gegenüber dem Rotorträger beim Aufstecken auf den Rotorträger verhindert werden.

In einerweiteren speziellen Ausführung der Erfindung weist das zweite Rotorblech insgesamt zwei Verzahnungen, zum einen die zweite Verzahnung und eine weitere Verzahnung, die beide in einer ersten Umfangsrichtung um einen ersten Abstandswinkel gegeneinander versetzt und in eine entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung um einen von dem ersten Abstandswinkel verschiedenen zweiten Abstandswinkel gegeneinander versetzt sind, auf.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine Differenz zwischen dem ersten und zweiten Versatzwinkel kleiner als 90°, bevorzugt kleiner als 45°, insbesondere kleiner als 30°. Dadurch kann eine die Drehmomentwelligkeit des Elektromotors verringert und dennoch eine ausreichende Polanzahl bereitgestellt werden.

Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor genannten Aufgaben ein Elektromotor für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, aufweisend einen Stator und einen gegenüber dem Stator drehbaren Rotor mit wenigstens einem der zuvor angegebenen Merkmale vorgeschlagen.

Der Antriebsstrang kann ein Hybridantriebsstrang sein. Der Elektromotor kann ein Antriebsdrehmoment zur Bewegung des Fahrzeugs bewirken. Ein weiteres Antriebselement kann alternativ oder zusätzlich ein weiteres Antriebsdrehmoment bewirken. Das weitere Antriebselement kann eine Brennkraftmaschine sein. Der Elektromotor kann ein permanenterregter Synchronmotor sein. Der Stator kann die über die Motorphasenleitungen eingebrachte elektrische Energie in ein auf den Rotor einwirkendes Magnetfeld umsetzen.

Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der vorstehenden Aufgaben eine Antriebsstrangvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend einen Antrieb mit einem

Elektromotor mit wenigstens einem der zuvor angegebenen Merkmale zur Bewirkung eines Antriebsdrehmoments auf einen Abtrieb vorgeschlagen.

Der Abtrieb kann ein Differenzialgetriebe, eine Fahrzeugachse und/oder ein Fahrzeugrad sein. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : Eine räumliche Ansicht eines Elektromotors in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2: Einen Querschnitt durch den Elektromotor aus Figur 1. Figur 3: Eine räumliche Ansicht eines Rotorblechpakets eines Rotors in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 4: Den Ausschnitt A aus Figur 3 in einer vergrößerten Darstellung. Figur 5: Einen Querschnitt durch einen Rotor in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Elektromotors 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Elektromotor 10 ist als permanenterregter Synchronmotor ausgeführt und weist einen Stator 12 und einen radial innerhalb von dem Stator 12 um eine Drehachse 14 drehbar angeordneten Rotor auf. Der Rotor ist mit einer Motorwelle 16 drehfest verbunden. Die Motorwelle 16 weist eine

Verzahnung 18 zur Verbindung mit einem Anschlussbauteil zur Übertragung des von dem Rotor kommenden Antriebsdrehmoments auf. Der Stator 12 wird über drei Motorphasenleitungen 20 mit elektrischer Energie versorgt. In dem Stator 12 sind mehrere durch Drahtwicklung aufgebaute Spulen angeordnet, über die die elektrische Energie in ein auf den Rotor wirkendes Magnetfeld um gesetzt wird. Die dadurch im Betrieb des Elektromotors 10 entstehende Wärmeenergie wird über eine Motorkühlung abgeführt.

In Figur 2 ist ein Querschnitt durch den Elektromotor 10 aus Figur 1 dargestellt. Der Stator 12 umfasst mehrere Spulen 22 zur Umsetzung der elektrischen Energie in ein elektromagnetisches Drehfeld auf den radial innerhalb von dem Stator 12 angeordneten Rotor 24. Der Rotor 24 ist aus einem Rotorblechpaket 26 und einem mit dem Rotorblechpaket 26 drehfest verbunden Rotorträger 28 aufgebaut. Der Rotorträger 28 ist mit der Motorwelle 16 drehfest verbunden, insbesondere einteilig ausgeführt.

Der Elektromotor 10 ist als Innenläufer ausgeführt und weist einen Motorflansch 30 zur Befestigung an einem Aufnahmebauteil zur Aufnahme des Elektromotors 10 auf. Der Motorflansch 30 ist mit dem Stator 12 verschraubt und nimmt an einem Innenumfang ein erstes Lager 32, hier ein Wälzlager auf, durch das der Rotorträger 28 gelagert ist. Ein weiteres Lager 34, hier ein Wälzlager, ist an einer dem Motorflansch 30 gegenüberliegenden Seite zwischen dem Rotorträger 28 und einer mit dem Stator 12 verschraubten Motorabdeckung 36 angeordnet. Der Rotorträger 28 ist durch das erste und zweite Lager 32, 34 gegenüber dem Stator 12 radial und axial abgestützt.

Das um die Drehachse 14 drehbare Rotorblechpaket 26 umfasst mehrere axial nebeneinander angeordnete Rotorbleche 38, die mit dem Rotorträger 28 über eine Verzahnung drehfest verbunden sind. Die Rotorbleche 38 sind auf einem axial zwischen dem ersten und zweiten Lager 32, 34 liegenden Abschnitt auf dem Rotorträger 28 aufgenommen.

Figur 3 zeigt eine räumliche Ansicht eines Rotorblechpakets 26 eines Rotors 24 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die drei axial nebeneinander angeordneten Rotorbleche 38 befinden sich in einer Einbauposition, als wäre die Verzahnung mit dem hier nicht abgebildeten Rotorträger formschlüssig umgesetzt. ln den Rotorblechen 38 sind jeweils mehrere Magnete 40 in einer einander entsprechenden Magnetanordnung 42 umfangsseitig verteilt eingebracht. Die Magnete 40 sind in jeweiligen Magnetaussparungen 44 in dem jeweiligen Rotorblech 38 angeordnet. Die Magnete 40 können in der jeweiligen Magnetaussparung 44 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig eingebracht sein. Die Magnete 40 können Permanentmagnete, beispielsweise aus Selten-Erde-Material, sein. Jeder der Magnete 40 in einem Rotorblech 38 ist gegenüber dem benachbarten Magnet 40 umfangsseitig beabstandet angeordnet.

Ein erstes Rotorblech 38.1 weist an einer mit einem ersten Versatzwinkel gegenüber der Magnetanordnung 42 verdrehten ersten Umfangsposition P1 eine erste Verzahnung Z1 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Rotorträger auf. Ein zweites Rotorblech 38.2 weist an einer mit einem zweiten Versatzwinkel gegenüber der Magnetanordnung 42 verdrehten zweiten Umfangsposition P2 eine zweite Verzahnung Z2 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Rotorträger auf. Die erste und zweite Umfangsposition P1 , P2 sind in Bezug auf den Rotorträger gleich und in axialer Richtung, das bedeutet parallel zu der Drehachse 14, fluchtend ausgerichtet.

Der erste und zweite Versatzwinkel jedoch sind zur gegeneinander verdrehten Ausrichtung der Magnetanordnungen 42 des ersten und zweiten Rotorblechs 38.1 , 38.2 verschieden. Dadurch kann die Magnetanordnung 42 des ersten Rotorblechs 38.1 gegenüber der Magnetanordnung 41 des zweiten Rotorblechs 38.2 umfangsseitig versetzt werden und dieser Versatz über die erste und zweite Verzahnung Z1 , Z2 genau eingestellt und unveränderlich beibehalten werden. Dadurch kann eine zuverlässige und beständige Verringerung der Drehmomentwelligkeit beim Betrieb des Rotors 24 verwirklicht werden. Der Rotor 24 kann kostengünstiger gefertigt und zusammengebaut werden. Eine Erwärmung der Rotorbleche 38 beim Zusammenbau kann ausbleiben.

Die erste Verzahnung Z1 ist an einem Innenumfang des ersten Rotorblechs 38.1 und die zweite Verzahnung Z2 ist an einem Innenumfang des zweiten Rotorblechs 38.2 angeordnet. Die Verzahnungen Z1 , Z2 sind einteilig aus dem jeweiligen Rotorblech 38.1 , 38.2 als radialer Vorsprung ausgeführt. Der radiale Vorsprung ist formschlüssig mit einer entsprechenden radialen Aussparung in dem Rotorträger zur Drehmomentübertragung zwischen dem Rotorblechpaket 26 und dem Rotorträger verbindbar. Dadurch kann eine kostengünstigere Drehmomentübertragung umgesetzt werden. Außerdem werden die bei der Drehmomentübertragung auftretenden Materialspannungen in dem Rotorblechpaket 26 verringert und besser verteilt. Die Stabilität des Rotors 24 wird erhöht.

In Figur 4 ist der Ausschnitt A aus Figur 3 in vergrößerter Darstellung abgebildet. Das erste Rotorblech 38.1 weist insgesamt zwei umfangsseitig versetzt angeordnete Verzahnungen auf, zum einen die erste Verzahnung Z1 und eine weitere Verzahnung Zn. Die erste Verzahnung Z1 und die weitere Verzahnung Zn sind in einer ersten Umfangsrichtung R1 um einen ersten Abstandswinkel WA1 gegeneinander versetzt und in eine entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung R2 um einen von dem ersten Abstandswinkel WA1 verschiedenen zweiten Abstandswinkel WA2 gegeneinander versetzt.

Dadurch kann bei dem Zusammenbau des Rotorblechpakets eine fehlerhafte Ausrichtung des jeweiligen Rotorblechs 38 gegenüber dem Rotorträger verhindert werden. Das Rotorblech 38 kann in Umfangsrichtung nur die durch die erste und weitere Verzahnung Z1 , Zn vorgegebene Position einnehmen.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Rotor 24 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Rotor 24 ist durch das auf dem Rotorträger 28 aufgesteckte Rotorblechpaket 26 eingerichtet, das durch die Magnete 40 ausgelöste Drehmoment auf eine Motorwelle zu übertragen. Dabei ist das erste Rotorblech 38.1 über die erste Verzahnung Z1 und die weitere Verzahnung Zn mit dem Rotorträger 28 formschlüssig und drehfest verbunden.

Die erste Verzahnung Z1 des ersten Rotorblechs 38.1 ist über den ersten Versatzwinkel W1 gegenüber der Magnetanordnung 42 des ersten Rotorblechs 38.1 verdreht und an der ersten Umfangsposition P1 angeordnet. Die zweite Verzahnung Z2 des gestrichelt dargestellten zweiten Rotorblechs 38.2 ist über den zweiten Versatzwinkel W2 gegenüber der Magnetanordnung 42 des zweiten Rotorblechs 38.2 verdreht und an der zweiten Umfangsposition P2 angeordnet. Die erste und zweite Umfangsposition P1 , P2 sind in Bezug auf den Rotorträger 28 gleich und in axialer Richtung fluchtend ausgerichtet. Der erste und zweite Versatzwinkel W1 , W2 jedoch sind zur gegeneinander verdrehten Ausrichtung der Magnetanordnungen 42 des ersten und zweiten Rotorblechs 38.1, 38.2 verschieden. Die erste Verzahnung Z1 ist an einem Innenumfang des ersten Rotorblechs 38.1 und die zweite Verzahnung Z2 ist an einem Innenumfang des zweiten Rotorblechs 38.2 angeordnet. Die Verzahnungen Z1 , Z2 sind einteilig aus dem jeweiligen Rotorblech 38.1, 38.2 als radialer Vorsprung ausgeführt und in einer axial durchgehenden radialen Aussparung 46 in dem Rotorträger 28 formschlüssig aufgenommen.

Bezugszeichenliste

10 Elektromotor 12 Stator 14 Drehachse

16 Motorwelle 18 Verzahnung 20 Motorphasenleitung 22 Spule 24 Rotor

26 Rotorblechpaket 28 Rotorträger 30 Motorflansch 32 Lager 34 Lager

36 Motorabdeckung 38 Rotorblech

38.1 erstes Rotorblech

38.2 zweites Rotorblech 40 Magnet

42 Magnetanordnung 44 Magnetaussparung 46 Aussparung P1 erste Umfangsposition

P2 zweite Umfangsposition R1 erste Umfangsrichtung R2 zweite Umfangsrichtung W1 erster Versatzwinkel

W2 zweiter Versatzwinkel

WA1 erster Abstandswinkel

WA2 zweiter Abstandswinkel Z1 erste Verzahnung Z2 zweite Verzahnung

Zn weitere Verzahnung