Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Permanentmagneten für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Permanentmagneten für eine elektrische Maschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Permanentmagneten.

Die DE 10027086 A1 offenbart ein Magnetelement-Schneidverfahren, mit einem ersten Schritt der Vorbereitung einer Schneidklinge mit einer Schneidkante, die ein Schleifkorn und ein hitzebeständiges Harz aufweist. Das Magnetelement-Schneidverfahren weist einen zweiten Schritt des Schneidens eines Magnetelementes durch die Schneidklinge auf, während ein temperaturgesteuertes Kühlmittel an einen Schneidbereich geführt wird. Aus der DE 101 57433 A1 ist ein Verfahren zum Schneiden einer seltenen Erdmetall- Legierung unter Verwendung eines Drahtes mit Schleifkörnern bekannt. Außerdem offenbart die WO 03/074229 A1 ein Verfahren zum Schneiden einer seltenen Erdmetall- Legierung. Darüber hinaus ist aus der DE 102017200 142 A1 ein segmentierter Magnet bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Permanentmagneten für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, einen Permanentmagneten für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie eine Verwendung eines Permanentmagneten zu schaffen, sodass der Permanentmagnet besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Permanentmagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Permanentmagneten für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Maschine aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Somit ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere ein Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV). Vorzugsweise ist die elektrische Maschine als eine Hochvolt-Komponente ausgebildet, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Axialflussmaschine, welche einen axialen Luftspalt aufweist. Hierunter ist insbesondere folgendes zu verstehen: Die Axialflussmaschine weist einen Stator und wenigstens einen Rotor auf, welcher um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei ist zwischen dem Stator und dem Rotor ein Luftspalt angeordnet, wobei der Luftspalt in axialer Richtung der Axialflussmaschine, das heißt entlang der Drehachse betrachtet zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist. Mit anderen Worten sind der Stator und der Rotor in axialer Richtung der Axialflussmaschine nebeneinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet. Insbesondere kann die Axialflussmaschine einen Doppelrotor, das heißt zwei Rotoren aufweisen, welche vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet sind. Die Rotoren sind um die Drehachse relativ zu dem Stator drehbar. Dabei ist der Stator beispielsweise in axialer Richtung der Axialflussmaschine zwischen den Rotoren angeordnet, insbesondere derart, dass in axialer Richtung der Axialflussmaschine zwischen dem Stator und dem jeweiligen Rotor jeweils ein Luftspalt angeordnet ist. Insbesondere kann die Axialflussmaschine über ihren Rotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.

Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein permanent magnetischer Grundkörper, das heißt ein Dauermagnetischer Grundkörper durch Formpressen oder Strangpressen hergestellt. Mit anderen Worten wir bei dem ersten Schritt des Verfahrens ein Formpressverfahren oder ein Strangpressverfahren durchgeführt, wobei mittels des Formpressverfahrens bzw. mittels des Strangpressverfahrens der Dauermagnetische Grundkörper hergestellt wird. Insbesondere wird der dauermagnetische (permanent magnetische) Grundkörper aus einer Formmasse hergestellt, welche bei dem Formpressen bzw. Strangpressen verarbeitet, das heißt gepresst wird. Vorzugsweise ist die Formmasse ein geschmolzener Werkstoff, mithin eine Schmelze aus einem Werkstoff, aus welchem der Grundkörper hergestellt wird. Durch das Formpressen bzw. Strangpressen wird die Formmasse bzw. die Schmelze geformt. Die Formmasse kann einen Kunststoff und in den Kunststoff eingebettete, permanent magnetische bzw. dauermagnetische Partikel aufweisen oder der Werkstoff bzw. die Formmasse an sich ist permanent magnetisch. Mittels des Formpressens bzw. Strangpressens kann der Grundkörper besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden.

Bei einem sich vorzugsweise an den ersten Schritt des Verfahrens anschließenden, zweiten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere wenigstens oder genau, ein erster Teilbereich des Grundkörpers von wenigstens einem zweiten Teilbereich des Grundkörpers durch ein Schneidverfahren, insbesondere durch Strahlschneiden, getrennt, d. h. abgetrennt. Mit anderen Worten wird bei dem zweiten Schritt des Verfahrens ein Schneidverfahren, insbesondere ein Strahlschneidverfahren, durchgeführt. Bei dem Strahlschneiden bzw. bei dem Strahlschneidverfahren wird wenigstens oder genau auch ein einfach auch als Strahl bezeichneter Schneidstrahl bereitgestellt, mittels welchem der erste Teilbereich von dem zweiten Teilbereich des Grundkörpers getrennt bzw. abgetrennt wird. Beispielsweise wird der Schneidstrahl auf den Grundkörper aufgebracht und mit anderen Worten wird der Grundkörper mit den Schneidstrahl beaufschlagt, derart, dass mittels des Schneidstrahls der erste Teilbereich von dem zweiten Teilbereich getrennt, d. h. abgeschnitten wird. Der Schneidstrahl kann beispielsweise ein Energiestrahl, insbesondere ein Elektronenstrahl oder ein Laserstrahl, sein. Als besonders vorteilhaft hatte es sich jedoch gezeigt, wenn der Schneidstrahl ein Fluidstrahl, mithin durch ein Fluid wie beispielsweise eine Flüssigkeit gebildet ist. Insbesondere wird der Schneidstrahl entlang einer Strahlrichtung, beispielsweise von einem auch als Werkzeug bezeichneten Schneidwerkzeug, bereitgestellt, insbesondere derart, dass der Schneidstrahl entlang der Strahlrichtung auf den Grundkörper auftrifft bzw. dass der Grundkörper entlang der Strahlrichtung mit dem Schneidstrahl beaufschlagt wird. Beispielsweise wird der Schneidstrahl entlang einer Trenn- oder Schneidrichtung relativ zu dem Grundkörper bewegt. Beispielsweise verläuft die Trennrichtung in einer Ebene, wobei es denkbar ist, dass die Strahlrichtung schräg oder senkrecht zu der Ebene verläuft. Bei dem zweiten Schritt des Verfahrens wird durch den ersten Teilbereich der wenigstens eine Permanentmagnet bereitgestellt. Mit anderen Worten wird der erste Teilbereich als der wenigstens eine Permanentmagnet verwendet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird der wenigstens eine Permanentmagnet dadurch hergestellt, dass der erste Teilbereich, welcher den wenigstens einen Permanentmagneten bildet bzw. bereitstellt, von dem zweiten Teilbereich getrennt wird. Durch das Strahlschneiden kann der erste Teilbereich besonders zeit- und kostengünstig von dem zweiten Teilbereich getrennt werden, und durch das Strahlschneiden kann auf besonders zeit- und kostengünstige Weise eine bedarfsgerechte, insbesondere außenumfangsseitige Form bzw. Geometrie des ersten Teilbereichs und somit des wenigstens einen Permanentmagneten hergestellt werden.

Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird der wenigstens eine Permanentmagnet, insbesondere einer Oberfläche oder einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des wenigstens einen Permanentmagneten, mit, insbesondere wenigstens oder genau, einer, insbesondere durchgängigen bzw. unterbrechungsfreien, Ausnehmung durch das Schneidverfahren versehen. Das Schneidverfahren bzw. der Schneidstrahl wird somit auch dazu verwendet, die Ausnehmung des wenigstens einen Permanentmagneten, d. h. beispielsweise die Ausnehmung in der Oberfläche bzw. der außenumfangsseitigen Mantelfläche des wenigstens einen Permanentmagneten herzustellen. Dadurch, dass das Schneidverfahren sowohl zum Trennen des ersten Teilbereichs von dem zweiten Teilbereich als auch zum Herstellen der Ausnehmung verwendet wird, kann der wenigstens eine Permanentmagnet besonders zeit- und kostengünstig hergestellt und somit auch mit der Ausnehmung versehen werden. Durch die Ausnehmung d. h. durch das Herstellen der Ausnehmung können insbesondere während eines Betriebs der Elektrischen Maschine Wirbelstromverluste besonders gering gehalten werden, sodass auf besonders kostengünstige Weise ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Um in insbesondere als Permanentmagneten ausgebildeten Magneten von elektrischen Maschinen, Axialflussmaschinen, Wirbelstromverluste hinreichend gering halten zu können, werden üblicherweise dünne, einzelne Magnete eingesetzt. Beispielsweise werden die dünnen, einzelnen Magnete als jeweilige, einzelne, dünne Schichten aufeinandergestapelt bzw. aufeinander angeordnet, und die aufeinandergestapelten bzw. aufeinander angeordneten, dauermagnetischen Schichten werden paketiert, mithin miteinander verbunden, wodurch ein stabiles, dauermagnetisches, d. h. permanent magnetisches Paket geschaffen werden kann. Das dauermagnetische Paket wird aus dauermagnetischer Gesamtmagnet verwendet. Dabei ist es denkbar, die Axialflussmaschine mit mehreren solchen dauermagnetischen Paketen auszustatten. Das Paketieren erfolgt beispielsweise derart, dass die einzelnen, dünnen Magneten, mithin die Schichten mittels eines Klebstoffes miteinander verbunden, mithin miteinander verklebt werden. Üblicherweise sind zur Herstellung des dauermagnetischen Gesamtmagneten eine hohe Anzahl an Prozessschritten und somit eine lange Prozesszeit erforderlich, sodass die dauermagnetischen Gesamtmagnete nur sehr zeit- und kostenaufwendig hergestellt werden können. Beispielsweise sind die Schichten einzelne Bleche, d. h. aus einem Blech, insbesondere Elektroblech, gebildet, wobei die Schichten miteinander verbunden werden. Dieses Verbindung bzw. das Paketieren der Schichten ist zeitintensiv und erfordert zusätzliche Verbindungstechnologien wie beispielsweise kleben, bzw. einen Klebstoff, um die Schichten miteinander zu verbinden. Soll beispielsweise eine von einer rechteckigen Form beziehungsweise von einer Quaderform unterschiedliche, außenumfangsseitige Form wie beispielsweise eine Trapezform des Gesamtmagneten hergestellt werden, so müssen üblicherweise unterschiedliche Schichten, d. h. Schichten mit unterschiedlicher Form aufeinandergestapelt werden, sodass die Schichten selbst sehr zeit- und kostenaufwendig hergestellt werden müssen.

Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun durch die Erfindung vermieden werden. Einerseits kann der Grundkörper an sich besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Anderseits kann der erste Teilbereich besonders zeit- und kostengünstig von dem zweiten Teilbereich abgetrennt werden, wobei während des Abtrennens bzw. bei dem Abtrennen, insbesondere gleichzeitig, eine gewünschte, außenumfangsseitige Form des wenigstens einen Permanentmagneten hergestellt werden kann. Somit kann die Form des Permanentmagneten uns somit der Permanentmagnet insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden, da der Permanentmagnet auch besonders zeit- und kostengünstig durch das Schneidverfahren mit der Ausnehmung versehen werden kann.

Um den wenigstens einen Permanentmagneten besonders zeit- und kostengünstig hersteilen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass als das Schneidverfahren ein Strahlschneiden, insbesondere ein Wasserstrahlschneiden, verwendet wird. Der Schneidstrahl ist somit vorzugsweise ein Wasserstrahl, mithin zumindest überwiegend, insbesondere ausschließlich, aus Wasser gebildet.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Trennen des ersten Teilbereichs von dem zweiten Teilbereich und das Versehen des wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung in einem Zug, d. h. unterbrechungsfrei durchgeführt werden. Hierunter ist zu verstehen, dass zwischen dem Trennen des ersten Teilbereiches von dem zweiten Teilbereich und dem Versehen des wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung ein Unterbrechen des Schneidverfahrens unterbleibt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorgesehen, dass zwischen dem Trennen des ersten Teilbereiches von dem zweiten Teilbereich und dem Versehen des wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung ein Beendung des Beaufschlagens des Grundkörpers mit dem Schneidstrahl unterbleibt. Weder mit anderen Worten ausgedrückt: Der Schneidstrahl wird insbesondere von dem zuvor genannten Werkzeug bereitgestellt und insbesondere auf den Grundkörper aufgebracht bzw. aufgestrahlt, um dadurch den ersten Teilbereich von dem zweiten Teilbereich zu trennen und die Ausnehmung herzustellen, mithin den wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung zu versehen. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Trennen des ersten Teilbereichs von dem zweiten Teilbereich und dem Versehen des wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung ein Beenden des Bereitstellen des Schneidstrahls unterbleibt, sodass vorzugsweise der Schneidstrahl von einem Beginn des Trennens des ersten Teilbereiches von dem zweiten Teilbereich bis zu einem Ende des Versehens des wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung durchgängig, d. h. unterbrechungsfrei bereitgestellt und insbesondere durchgängig, d. h. unterbrechungsfrei auf den Grundkörper, d. h. auf den ersten Teilbereich und/oder den zweiten Teilbereich gestrahlt wird. Somit erfolgen das Trennen des ersten Teilbereichs von dem zweiten Teilbereich und das Versehen des wenigstens einen Permanentmagneten mit der Ausnehmung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, d. h. in ein und demselben, insbesondere durchgängigen Prozess, wodurch der wenigstens eine Permanentmagnet insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.

Bei einerweiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ausnehmung als ein Sackloch hergestellt wird. Hierunter ist zu verstehen, dass die Ausnehmung nicht als eine den wenigstens einen Permanentmagneten vollständig durchdringende Durchgangsöffnung hergestellt wird, sondern die Ausnehmung wird derart hergestellt, dass sie wie ein Sackloch entlang der Strahlrichtung nicht vollständig durchgängig ist, sondern entlang der Strahlrichtung durch einen verbleibenden Wandungsbereich des wenigstens einen Permanentmagneten begrenzt ist.

Alternativ hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Ausnehmung als eine den wenigstens einen Permanentmagneten vollständig durchdringende Durchgangsöffnung, insbesondere als ein Durchgangsschlitz, hergestellt wird. Hierdurch können Wrbelstromverluste in dem wenigstens einen Permanentmagneten besonders gering gehalten werden, und das auf besonders kostengünstige Weise. Um den Permanentmagneten besonders zeit- und kostengünstig herzustellen und dabei Wirbelstromverluste besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ausnehmung bogenförmig, insbesondere mäanderförmig, verläuft. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Ausnehmung zumindest in einem Längenbereich bogenförmig, insbesondere mäanderförmig, verläuft. Es ist denkbar, dass beispielsweise die Ausnehmung zumindest in einem zweiten Längenbereich geknickt ist, insbesondere derart, und dass beispielsweise ein erster Teil des zweiten Längenbereichs und ein zweiter Teil des zweiten Längenbereichs jeweils geradlinig verlaufen, wobei vorzugsweise sich der zweite Teil direkt an den ersten Teil anschließt, und wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass der erste Teil und der zweite Teil einen von 0 und von 180° unterschiedlichen Winkel miteinander einschließen, mithin schräg oder senkrecht zueinander verlaufen. Hierdurch können übermäßige Wrbelstromverluste besonders gut vermieden werden.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der wenigstens eine Permanentmagnet, insbesondre außenumfangsseitig, dreieckig hergestellt wird.

Hierdurch kann auf besonders kosten- und zeitgünstige Weise eine besonders vorteilhafte, insbesondere außenumfangsseitige, Form des Permanentmagneten hergestellt werden, wodurch Wrbelstromverluste besonders gering gehalten werden können.

In weiterer, besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Grundkörper als ein Quader, d. h. als ein rechteckiger bzw. quaderförmiger Block hergestellt wird. Dadurch können der Grundkörper und somit der wenigstens eine Permanentmagnet insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper, insbesondere außenumfangsseitig trapezförmig hergestellt wird. Hierdurch kann auf besonders zeit- und kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte, außenumfangsseitige Form des wenigstens einen Permanentmagneten hergestellt werden, sodass beispielsweise der wenigstens eine Permanentmagnet auf besonders einfache und kostengünstige Weise formschlüssig mit einem Träger der elektrischen Maschine verbindbar ist bzw. verbunden wird.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens ein Formschlusselement des wenigstens einen Permanentmagneten hergestellt wird, welcher mittels des Formschlusselements formschlüssig mit dem Träger der elektrischen Maschine verbindbar ist bzw. verbunden wird. Beispielsweise wird das Formschlusselement durch das Formpressen bzw. durch das Strangpressen hergestellt. Alternativ oder zusätzlich kann das Formschlusselement durch das Schneidverfahren hergestellt werden. Der wenigstens eine Permanentmagnet kann somit auf besonders zeit- und kostengünstige Weise mit dem Formschlusselement versehen werden, sodass zusätzliche, daran anschließende Prozessschritte zum Herstellen des Formschlusselements bzw. eine Formschlusselements vermieden werden können. Das Formschlusselement kann genutzt werden, um den Permanentmagneten besonders vorteilhaft mit dem Träger zu verbinden, mithin an dem Träger zu halten. Insgesamt kann so der wenigstens eine Permanentmagnet besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden, sodass eine besonders zeit- und kostengünstige Herstellung der elektrischen Maschine darstellbar ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Permanentmagneten für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine, wobei der Permanentmagnet gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung mittels eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Permanentmagneten gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei der Permanentmagnet für eine als Axialflussmaschine ausgebildete, elektrische Maschine verwendet wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Vorzugsweise wird der Permanentmanget für einen bzw. den Rotor der Axialflussmaschine verwendet, sodass in vollständig hergestelltem Zustand der Axialflussmaschine der Permanentmagnet und vorzugsweise der zuvor genannte Träger Bestandteil bzw. Bestandteile des Rotors der Axialflussmaschine ist bzw. sind.

Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen können durch die Erfindung insbesondere die folgenden Vorteile realisiert werden: kleinere Schnittlänge geringere Anzahl an Prozessschritten verringerte Prozesszeiten

Durch das Schneidverfahren kann auf besonders zeit- und kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Kontur der Ausnehmung hergestellt werden. Beispielsweise kann die Ausnehmung zumindest in einem Längenbereich der Ausnehmung schlangenförmig oder Wellenförmig verlaufen, wodurch Wirbelstromverluste besonders gering gehalten werden können.

Als besonders vorteilhaft hatte sich gezeigt, wenn durch den zweiten Teilbereich des Grundkörpers ein zweiter Permanentmagnet bereitgestellt wird. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass auch der zweite Teilbereich des Grundkörpers als ein zweiter Permanentmagnet für die elektrische Maschine, insbesondere Axialflussmaschine, verwendet wird. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn bei dem dritten Schritt des Verfahrens durch das Schneidverfahren auch der zweite Permanentmagnet mit wenigstens oder genau einer zweiten Ausnehmung versehen wird. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem wenigstens einen Permanentmagneten und zu der ersten Ausnehmung können ohne weiteres auch auf den zweiten Permanentmagneten und die zweite Ausnehmung übertragen werden und umgekehrt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, eine hohe Anzahl an Permanentmagneten für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Axialflussmaschine, auf besonders zeit- und kostengünstige Weise herzustellen und insbesondere mit den Ausnehmungen zu versehen, sodass Wirbelstromverluste besonders gering gehalten werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Teils eines Verfahrens zum

Herstellen wenigstens eines Permanentmagneten gemäß einer ersten Ausführungsform für eine insbesondere als Axialflussmaschine ausgebildete, elektrische Maschine;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Teils des Verfahrens gemäß

Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht des Permanentmagneten gemäß seiner zweiten Ausführungsform, bevor der Permanentmagnet mit einer Ausnehmung versehen wird;

Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht des mit der Ausnehmung versehenen

Permanentmagneten gemäß der zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht des Permanentmagneten gemäß seiner dritten Ausführungsform;

Fig. 6 eine schematische und geschnittene Seitenansicht des

Permanentmagneten gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Draufsicht des Permanentmagneten gemäß seiner vierten Ausführungsform;

Fig. 8 eine schematische und geschnittene Seitenansicht des

Permanentmagneten gemäß der vierten Ausführungsform;

Fig. 9 eine weitere schematische Draufsicht des Permanentmagneten gemäß der dritten Ausführungsform;

Fig. 10 eine schematische Vorderansicht einer Matrize zum Strangpressen eines Grundkörpers zum Herstellen des Permanentmagneten;

Fig. 11 eine schematische Vorderansicht des Grundkörpers, aus welchem der

Permanentmagnet gemäß seiner fünften Ausführungsform hergestellt wird;

Fig. 12 eine schematische Vorderansicht des Grundkörpers, aus welchem der Permanentmagnet gemäß seiner sechsten Ausführungsform hergestellt wird; Fig. 13 eine schematische Vorderansicht des Grundkörpers, aus welchem der Permanentmagnet gemäß einer sechsten Ausführungsform hergestellt wird; und

Fig. 14 eine weitere schematische Vorderansicht des Grundkörpers, aus welchem der Permanentmagnet gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt wird.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Anhand von Fig. 1 und 2 wird im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen von Permanentmagneten 10a-d gemäß einer ersten Ausführungsform für eine als Axialflussmaschine ausgebildete, elektrische Maschine beschrieben. Dies bedeutet, dass die Permanentmagneten 10a-d, welche auch als Dauermagneten bezeichnet werden, in der genannten Axialflussmaschine verwendet werden, d. h. in vollständig hergestelltem Zustand der Axialflussmaschine Bestandteile der Axialflussmaschine sind. Insbesondere werden die Permanentmagneten 10a-d für einen Rotor der Axialflussmaschine verwendet, sodass im vollständig hergestellten Zustand der Axialflussmaschine die Permanentmagneten 10a-d Bestandteile des Rotors der Axialflussmaschine sind.

Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird ein permanent magnetischer, d. h. Dauermagnetischer Grundkörper 12 durch Formpressen oder vorzugsweise durch Strangpressen hergestellt. Der permanent magnetische Grundkörper 12 ist in Fig. 1 in einer schematischen, mit A1 bezeichneten Draufsicht und in einer schematischen, mit A2 bezeichneten Seitenansicht gezeigt. Es ist erkennbar, dass bei der ersten Ausführungsform der permanent magnetische Grundkörper 12 als rechteckiger bzw. quaderförmiger, insbesondere massiver, Block durch Formpressen oder vorzugsweise durch Strangpressen hergestellt wird. Fig. 1 zeigt außerdem Teilschritte S2.1, S2.2 und S2.3 eines zweiten Schritts S2 des Verfahrens. Bei dem sich insbesondere an dem ersten Schritt S1 anschließenden, zweiten Schritt S2 des Verfahrens werden der Grundkörper 12 und dadurch die Permanentmagneten 10a-d, welche aus dem vorzugsweise stranggepressten, permanent magnetischen Grundkörper 12 hergestellt werden, durch ein vorliegend als Strahlschneiden ausgebildetes Schneidverfahren mit auch als Konturen bezeichneten oder eine jeweilige Kontur aufweisenden Ausnehmungen 14a-d versehen, insbesondere derart, dass der permanent magnetische Grundkörper 12 derart mit den Ausnehmungen 14a-d versehen wird, dass der Permanentmagnet 10a mit der Ausnehmung 14a, der Permanentmagnet 10b mit der Ausnehmung 14b, der Permanentmagnet 10c mit der Ausnehmung 14c und der Permanentmagnet 10d mit der Ausnehmung 14d, mithin der jeweilige Permanentmagnet 10a-d mit wenigstens oder genau einer der jeweiligen der Ausnehmungen 14a-d versehen wird. Bei einem sich beispielsweise an den zweiten Schritt S2 anschließenden, dritten Schritt S3 des Verfahrens werden jeweilige Teilbereiche 16a-d des Grundkörpers 12 durch das Strahlschneiden voneinander und vorzugsweise auch von wenigstens oder genau einem weiteren Teilbereich oder von mehreren, weiteren Teilbereichen des Grundkörpers 12 getrennt, wobei durch die Teilbereiche 16a-d die Permanentmagnete 10a-d bereitgestellt werden, derart, dass durch den Teilbereich 16a der Permanentmagnet 10a, durch den Teilbereich 16b der Permanentmagnet 10b, durch den Teilbereich 16c der Permanentmagnet 10c und durch den Teilbereich 16d der Permanentmagnet 10d bereitgestellt wird. Mit anderen Worten werden die Teilbereiche 16a-d des Grundkörpers 12 als die Permanentmagnete 10a-d verwendet. Insbesondere ist es bei dem dritten Schritt S3 vorgesehen, dass die Teilbereiche 16a-d und somit die Permanentmagnete 10a-d durch das Strahlschneiden in Form geschnitten und dabei insbesondere mit einer außenumfangsseitigen Form bzw. Kontur oder Geometrie hergestellt bzw. versehen werden. Der jeweilige weitere Teilbereich des Grundkörpers 12 wird auch als Verschnitt bezeichnet und ist in Fig. 2 mit 18 bezeichnet, sodass die Teilbereiche 16a-d durch das Strahlschneiden voneinander und von dem Verschnitt getrennt, d. h. abgetrennt werden. In vollständig hergestelltem Zustand der Permanentmagnete 10a-d, welche auch einfach als Magnete bezeichnet werden, sind die Magnete einzelne Magnete, mithin separat voneinander ausgebildete Bauelemente, und im vollständig hergestellten Zustand der Permanentmagnete 10a-d weisen die Permanentmagnete 10a-d die Ausnehmungen 14a- d auf. Der jeweilige, vollständig hergestellte Permanentmagnet 10a-d ist somit ein strahlgeschnittener und stranggepresster Magnet, wodurch insbesondere die folgenden Vorteile realisiert werden können:

Entfall von zusätzlichen Verbindungstechnologien kleinere Schnittlänge geringe Anzahl an Prozessschritten verringerte Prozesszeit

Die Permanentmagnete 10a-d können somit besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Durch das Versehen der Permanentmagnete 10a-d mit den Ausnehmungen 14a-d können darüber hinaus Wirbelstromverluste in den Permanentmagneten 10a-d besonders gering gehalten werden. Vorteilhafterweise erfolgt das Strahlschneiden mit optimierter Schnittlänge. Als weiterhin besonders vorteilhaft hatte sich gezeigt, wenn als das Strahlschneiden ein Wasserstrahlschneiden verwendet wird. Bei dem Strahlschneiden ist es insbesondere vorgesehen, dass ein beispielsweise auch als Werkzeug bezeichnetes Schneidwerkzeug einen auch als Strahl bezeichneten Schneidstrahl bereitstellt, mithin ausstrahlt, insbesondere entlang einer Strahlrichtung. Vorzugsweise ist der Schneidstrahl aus einer beispielsweise zumindest wasserumfassenden Flüssigkeit und somit als Flüssigkeitsstrahl, insbesondere als Wasserstrahl, ausgebildet, wobei zum Trennen der Teilbereiche 16a-d und zum Herstellen der Ausnehmungen 14a-d der Schneidstrahl beispielsweise entlang der Strahlrichtung auf den Grundkörper 12, das heißt auf den jeweiligen Teilbereich 16a-d und/oder 18 gestrahlt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird beispielsweise bei dem Herstellen der Ausnehmung 14a-d und bei dem Trennen der Teilbereiche 16a-d der Grundkörper 12 insbesondere entlang der Strahlrichtung mit dem Schneidstrahl beaufschlagt.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Trennen der Teilbereiche 16a-d voneinander und von dem jeweiligen, weiteren Teilbereich 18 und das Versehen des Grundkörpers 12 und somit der Permanentmagnete 10a-d mit den Ausnehmungen 14a-d in einem Zug, d. h. unterbrechungsfrei durchgeführt werden, sodass zwischen dem Trennen der Teilbereiche 16a-d voneinander und von dem jeweiligen Teilbereich 18 und dem Versehen des Grundkörpers 12 mit den Ausnehmungen 14a-d ein Unterbrechen des Strahlschneidens, d. h. ein Beenden des Bereitstellens des Schneidstrahls durch das Werkzeug unterbleibt.

Besonders gut aus Fig. 1 und 2 ist erkennbar, dass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die jeweilige Ausnehmung 14a-d zumindest im Wesentlichen mäanderförmig verläuft. Die jeweilige Ausnehmung 14a-d ist dabei eine Ausnehmung einer jeweiligen Oberfläche 20 bzw. einer jeweiligen, außenumfangsseitigen Mantelfläche des jeweiligen Permanentmagneten 10a-d. Außerdem ist aus Fig. 2 erkennbar, dass der jeweilige Permanentmagnet 10a-d dreieckig hergestellt wird, d. h. in seinem vollständig hergestellten Zustand eine dreieckige Form aufweist. Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass der jeweilige Permanentmagnet 10a-d die Form eines Dreiecks aufweist, wobei zwei Seiten des Dreiecks gerade und die dritte Seite des Dreiecks bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt den permanent magnetischen Grundkörper 12, aus welchem der in Fig. 4 gezeigte Permanentmagnet 10a gemäß einer zweiten Ausführungsform hergestellt wird. Der Grundkörper 12 wird durch Strangpressen hergestellt, sodass der Grundkörper 12 ein Strangpressprofil, insbesondere ein massives Strangpressprofil, ist. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Grundkörper 12 einstückig ausgebildet ist. Der Grundkörper 12 wird mit der Ausnehmung 14a versehen, welche, wie aus Fig. 4 erkennbar ist, mäanderförmig verläuft.

Fig. 5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform des Permanentmagneten 10a. Aus Fig. 5 und 6 ist besonders gut erkennbar, dass die Ausnehmung 14a beispielsweise als ein Sackloch bzw. nach Art eines Sacklochs hergestellt wird, sodass die Ausnehmung 14a entlang der Strahlrichtung nicht den Permanentmagneten 10a vollständig durchdringt, sondern durch einen Wandungsbereich Wdes Permanentmagneten 10a begrenzt ist.

Fig. 7 und 8 zeigen eine vierte Ausführungsform des Permanentmagneten 10a. Bei der vierten Ausführungsform ist die Ausnehmung 14a als eine Durchgangöffnung oder nach Art einer Durchgangsöffnung ausgebildet, die den Permanentmagneten 10a vollständig durchdringt. Besonders gut aus Fig. 5 bis 8 ist erkennbar, dass der Permanentmagnet 10a mit genau einer Ausnehmung 14a durch das Strahlschneiden versehen wird, wobei die Ausnehmung 14a durchgängig, d. h. unterbrechungsfrei verläuft. Somit wird beispielsweise zum Herstellen der dritten Ausführungsform das Strahlschneiden als einschneidendes Verfahren durchgeführt, um die Ausnehmung 14a als ein Sackloch bzw. nach Art eines Sackloches herzustellen. Zum Herstellen der vierten Ausführungsform wird das Strahlschneiden als durchtrennendes Verfahren durchgeführt, mittels welchem die Ausnehmung 14a als Durchgangsöffnung ausgebildet wird.

Es ist denkbar, dass als das Schneidverfahren, mittels welchem die Teilbereiche 16a-d voneinander und von dem Verschnitt getrennt und die Permanentmagnete 10a-d mit den Ausnehmungen 14a-d versehen werden, ein Laserscheiden, d. h. ein Laserschneidverfahren verwendet wird, sodass der Schneidstrahl ein Energiestrahl bzw. ein Laserstrahl ist. Ferner ist es denkbar, dass als das Schneidverfahren ein Draht- Erodieren verwendet wird. Insbesondere kann durch Verwendung von Draht-Erodieren als das Schneidverfahren das Schneidverfahren besonders vorteilhaft als das zuvor beschriebene, durchtrennende Verfahren durchgeführt werden, wodurch beispielsweise die Ausnehmung 14a besonders vorteilhaft als Durchgangsöffnung hergestellt werden kann. Fig. 9 zeigt in einerweiteren, schematischen Draufsicht den Permanentmagneten 10a gemäß der dritten Ausführungsform. Es ist erkennbar, dass die Ausnehmung 14a wenigstens oder genau zwei gradlinig verlaufende Längenbereiche aufweisen kann, welche schräg oder senkrecht zueinander verlaufen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausnehmung 14a bogenförmige, insbesondere mäanderförmige, Längenbereiche aufweisen. Insbesondere ist die Ausnehmung 14a durch wenigstens oder genau eine Schnittlinie gebildet, welche durch das Schneidverfahren hergestellt wird. Die Schnittlinie kann in zumindest einem ersten Längenbereich horizontal verlaufen und/oder zumindest einem zweiten Längenbereich winklig verlaufen. Mit anderen Worten können jeweilige Längenbereiche der Ausnehmung 14a in einem beliebigen Winkel, insbesondere zueinander, angeordnet sein. In Fig. 9 ist ein Winkel mit a bezeichnet, der von einer mit L bezeichneten und an sich zumindest im Wesentlich geradlinig verlaufenden Längenbereich der Ausnehmung 14a und einer insbesondere als Schnittkante ausgebildeten Kante K des Grundkörpers 12 eingeschlossen wird.

Fig. 10 zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine Matrize 21, welche bei dem Strangpressen und somit zum Strangpressen des Grundkörpers 12 herstellt wird. Fig. 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Grundkörpers 12, welcher mittels der Matrize 21 gemäß Fig. 10 hergestellt wird. Die Matrize 21 weist eine Öffnung 22 auf, durch welche ein Halbzeug aus welchem der Grundkörper 12 gemäß Fig. 11 hergestellt wird, hindurchgepresst wird. Aus Fig. 11 ist erkennbar, dass der Grundkörper 12 gemäß der fünften Ausführungsform, insbesondere bezogen auf seinen Querschnitt, trapezförmig ausgebildet ist.

Fig. 12 zeigt eine sechste Ausführungsform des Grundkörpers 12. Bei der sechsten Ausführungsform weist der Grundkörper 12 Formschlusselemente 24 und 26 auf, wobei vorzugsweise der Permanentmanget 10, welcher aus dem Grundkörper 12 hergestellt wird, in seinem vollständig hergestellten Zustand die Formschlusselemente 24 und 26 aufweist. Das jeweilige Formschlusselement 24 bzw. 26 ist beispielsweise Nut-Feder- Element, welches in einer korrespondierenden, beispielsweise als Nut ausgebildeten Aufnahme eines Trägers der Axialflussmaschine anordenbar ist, derart, dass der Permanentmagnet 10a mittels der Formschlusselemente 24 und 26 formschlüssig mit dem Träger verbindbar, d. h. an dem Träger befestigbar ist. Die Formschlusselemente 24 und 26 werden beispielsweise durch das Strangpressen und/oder durch das Schneidverfahren hergestellt. Fig. 13 zeigt den Grundkörper 12 gemäß einer siebten Ausführungsform. Auch bei der siebten Ausführungsform weisen der Grundkörper 12 und der Permanentmagnet 10a, welcher aus dem Grundkörper 12 hergestellt wird, ein Formschlusselement 28 auf, welches Beispielsweise als Nut-Feder-Element ausgebildet sein kann. Dabei sind die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem jeweiligen Formschlusselement 24 bzw. 26 auch auf das Formschlusselement 28 übertragbar und umgekehrt. Üblicherweise werden bei elektrischen Maschine Magnete durch Klebeverbindungen mit einem Träger wie beispielsweise einem Rotorkern des Rotors der elektrischen Maschine verbunden. Die Klebeverbindungen und die Magnete sind hohen, kritischen Temperaturen und Belastungen ausgesetzt. Das jeweilige Formschlusselement 24, 26 bzw. 28 ermöglicht es nun, den jeweiligen Permanentmagneten 10a-d nicht oder nicht nur stoffschlüssig mit dem Träger wie beispielsweise dem Rotorkern zu verbinden, sondern der jeweilige Permanentmagnet 10a-d kann mittels des jeweiligen Formschlusselements 24, 26 bzw.

28 formschlüssig mit dem insbesondere als Rotorkern ausgebildeten Träger verbunden werden. Hierdurch kann eine besonders feste, mechanische Fixierung des jeweiligen Permanentmagneten 10a-d an dem Träger gewährleistet werden. Insbesondere kann der jeweilige Permanentmagnet 10a-d mittels des jeweiligen Formschlusselements 24, 26 bzw. 28 mechanisch formschlüssig mit dem Träger verbunden werden, wodurch besonders hohe Kräfte bzw. Drehmomente übertragen werden können. Auch die in Fig.

11 gezeigte Trapezform des Grundkörpers 12 und insbesondere des fertig hergestellten, Permanentmagneten 10a-d ermöglicht eine besonders vorteilhafte, formschlüssige Befestigung des jeweiligen Permanentmagneten 10a-d an dem Träger.

Fig. 14 zeigt in einerweiteren schematischen Vorderansicht den Grundkörper 12 gemäß der fünften Ausführungsform. In Fig. 14 ist der Schneidstrahl mit 30 bezeichnet. Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schneidstrahl 30 ein Wasserstrahl. Es ist erkennbar, dass der Schneidstrahl 30 bzw. dessen Strahlrichtung mit der vertikalen V einen Winkel ß einschließt, welcher von 0° und von 180° unterschiedlich und insbesondere gegenüber 90° geringer ist. Unter dem Winkel ß wird der Grundkörper 12 mit dem Schneidstrahl 30 beaufschlagt. Es ist erkennbar, dass der Schneidstrahl 30 bzw. dessen Strahlrichtung mit einer Oberfläche 20 des Grundkörpers 12, dessen Oberfläche 20 mit dem Schneidstrahl 30 beaufschlagt wird, einen weiteren Winkel d einschließt, wobei der Winkel ß und der Winkel d in Summe 90° ergeben. Die Winkel ß und d können gleich groß oder voneinander unterschiedlich sein. Hierdurch wird die Trapezform des Grundkörpers 12 und somit des Permanentmagneten 10a-d hergestellt. Insbesondere durch die Trapezform ist es möglich, den Permanentmagneten 10a-d mechanisch formschlüssig an dem Träger zu befestigen. Bezugszeichenliste

10a-d Permanentmagnet

12 Grundkörper

14a-d Ausnehmung

16a-d Teilbereich

18 weiterer Teilbereich

20 Oberfläche

21 Matrize

22 Öffnung

24 Formschlusselement

26 Formschlusselement

28 Formschlusselement

30 Schneidstrahl

K Kante

L1 Längenbereich

A1 Draufsicht

A2 Seitenansicht

51 erster Schritt

52 zweiter Schritt

52.1 Teilschritt

52.2 Teilschritt

52.3 Teilschritt

53 dritter Schritt V Vertikale W Wandungsbereich a Winkel ß Winkel d Winkel