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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A ROTOR FOR AN ASYNCHRONOUS MACHINE, ROTOR AND ASYNCHRONOUS MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035500
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a rotor (5) for an asynchronous machine (1) having the steps of: producing a plurality of sheet-metal elements (7) from a soft-magnetic material, wherein the respective sheet-metal elements (7) have grooves (8), connecting the sheet-metal elements (7) to a packet (6) and providing a plurality of conductors (9) made of an electrically conductive material, wherein the conductors (9) are arranged in the grooves (8) of the sheet-metal elements (7), wherein the sheet-metal elements (7) are produced by means of a printing method from a first suspension, which comprises the soft-magnetic material, and a conductor element (10) is introduced into the respective grooves (8) of the sheet-metal elements (7) to provide the conductors (9), wherein the respective conductor elements (10) are produced by means of a printing method from a second suspension, which comprises the electrically conductive material.

Inventors:
BUSCHBECK JÖRG (DE)
RIEGER GOTTHARD (DE)
SCHUH CARSTEN (DE)
SOLLER THOMAS (DE)
VOLLMER ROLF (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/071739
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
August 13, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02K15/00
Foreign References:
US20170063183A12017-03-02
JP2017131050A2017-07-27
US20180205285A12018-07-19
Other References:
G. KRAUSE: "Abschlussbericht PriMa3D -Siebgedruckte Komponenten für elektrische Antriebe", 1 January 2016 (2016-01-01), XP055523866, Retrieved from the Internet [retrieved on 20181114]
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (5) für eine Asyn chronmaschine (1) mit den Schritten:

- Herstellen einer Mehrzahl von Blechelementen (7) aus einem weichmagnetischen Material, wobei die jeweiligen Blechele mente (7) Nuten (8) aufweisen,

- Verbinden der Blechelemente (7) zu einem Paket (6) und

- Bereitstellen einer Mehrzahl von Leitern (9) aus einem

elektrisch leitfähigen Material, wobei die Leiter (9) in den Nuten (8) der Blechelemente (7) angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Blechelemente (7) mittels eines Druckverfahrens aus einer ersten Suspension, welche das weichmagnetische Mate rial umfasst, hergestellt werden und

- zum Bereitstellen der Leiter (9) in die jeweiligen Nuten (8) der Blechelemente (7) ein Leiterelement (10) einge bracht wird,

- wobei die jeweiligen Leiterelemente (10) mittels eines Druckverfahrens aus einer zweiten Suspension, welche das elektrisch leitfähige Material umfasst, hergestellt wer den .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Blechelemente (7) und/oder die jeweiligen Lei terelemente (10) mittels eines Siebdruckverfahrens herge stellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechelemente (7) zusammen mit den in die jeweiligen Nuten (8) eingebrachten Leiterelementen (10) thermisch behan delt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die jeweiligen Blechelemente (7) ei ne elektrisch isolierende Isolationsschicht aufgebracht wird und die Blechelemente (7) anschließend zu dem Paket (6) ver bunden werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Blechelemente (7) mit den in den jeweili gen Nuten (8) eingebrachten Leiterelementen (10) in axialer Richtung (a) des Rotors (5) übereinander angeordnet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bereitstellen der Leiter (9) korrespondierende Leiterele mente (10) der übereinander angeordneten Blechelemente (7) durch eine thermische Behandlung elektrisch miteinander ver bunden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinander angeordneten Blechelemente (7) jeweils um einen vorbestimmten Winkel in Umfangsrichtung (U) des Ro tors (5) zueinander gedreht angeordnet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite (14) und einer Unter seite (15) des Pakets (6) jeweils ein Kurzschlussringelement (13) zum elektrischen Verbinden der jeweiligen Leiter (9) an geordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussringelemente (13) mittels eines Druckverfah rens hergestellt werden oder als separates Bauteil bereitge stellt werden.

10. Rotor (5) für eine Asynchronmaschine (1) umfassend:

- eine Mehrzahl von Blechelementen (7) aus einem weichmagne tischen Material,

- wobei die jeweiligen Blechelemente (7) Nuten (8) aufwei sen, und

- wobei die Blechelemente (7) zu einem Paket (6) verbunden sind, und

- einer Mehrzahl von Leitern (9) aus einem elektrisch leit fähigen Material, wobei die Leiter (9) in den Nuten (8) der Blechelemente (7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Blechelemente (7) mittels eines Druckverfahrens aus einer ersten Suspension, welche das weichmagnetischen Ma terial umfasst, hergestellt sind und

- zum Bereitstellen der Leiter (9) in die jeweiligen Nuten

(8) der Blechelemente (7) ein Leiterelement (10) einge bracht ist,

- wobei die jeweiligen Leiterelemente (10) mittels eines Druckverfahrens aus einer zweiten Suspension, welche das elektrisch leitfähige Material umfasst, hergestellt sind.

11. Asynchronmaschine (1) mit einem Rotor (5) nach Anspruch

10 und mit einem Stator (2) .

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Asynchronma schine, Rotor sowie Asynchronmaschine

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Asynchronmaschinen, welche bekanntermaßen einen Stator und einen relativ zum Sta tor drehenden Rotor aufweisen. Dabei weist der Rotor ein Pa ket beziehungsweise Blechpaket auf. Gemäß dem Stand der Tech nik werden diese Pakete üblicherweise aus mehreren Einzelble chen gefertigt, wobei die Einzelbleche mittels eines Stanz verfahrens hergestellt werden. Diese Einzelbleche weisen eine Mehrzahl von Nuten auf.

Bei Rotoren, welche als sogenannte Kurzschlussläufer oder Kä figläufer ausgebildet sind, werden in den Nuten entsprechende Leiter beziehungsweise Stäbe angeordnet. Dabei können diese Leiter mithilfe eines Druckgussverfahrens hergestellt werden. Hierbei ergibt sich insbesondere bei kleinen Maschinen mit kleinen Nuten die Problematik, dass die Rotorstäbe viele Lun ker und damit quasi eine reduzierte Leiterfläche aufweisen. Hieraus ergibt sich eine relativ geringe Leitfähigkeit in den Rotorstäben. Dies hat wiederum zur Folge, dass der Wirkungs grad und die Leistungsdichte der Asynchronmaschine sinken. Darüber hinaus ergibt sich der Nachteil, dass für den Druck gussprozess teure Werkzeuge benötigt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzu zeigen, wie ein Rotor für eine Asynchronmaschine auf kosten günstige Weise so hergestellt werden kann, dass ein effizien ter Betrieb der Asynchronmaschine möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch einen Rotor sowie durch eine Asynchronmaschine gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhän gigen Ansprüchen angegeben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen eines Rotors für eine Asynchronmaschine. Das Verfahren umfasst das Herstellen einer Mehrzahl von Blechelementen aus einem weich magnetischen Material, wobei die jeweiligen Blechelemente Nu ten aufweisen. Zudem umfasst das Verfahren das Verbinden der Blechelemente zu einem Paket. Außerdem umfasst das Verfahren das Bereitstellen einer Mehrzahl von Leitern aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei die Leiter in den Nu ten der Blechelemente angeordnet werden. Hierbei ist vorgese hen, dass die Blechelemente mittels eines Druckverfahrens aus einer ersten Suspension, welche das weichmagnetische Material umfasst, hergestellt werden. Darüber hinaus wird zum Bereit stellen der Leiter in die jeweiligen Nuten der Blechelemente ein Leiterelement eingebracht, wobei die jeweiligen Lei terelemente mittels eines Druckverfahrens aus einer zweiten Suspension, welche das elektrisch leitfähige Material um fasst, hergestellt werden.

Der Rotor kann für eine Asynchronmaschine verwendet werden. Insbesondere kann der Rotor also sogenannter Käfigläufer oder Kurzschlussläufer ausgebildet sein. Der Rotor umfasst die Mehrzahl von Blechelementen, welche aus dem weichmagnetischen Material gefertigt sind. Bei dem weichmagnetischen Material kann es sich um ein Metall, beispielsweise Eisen oder eine Legierung mit Eisen, handeln. Die jeweiligen Blechelemente können beispielsweise als kreisrunde Scheiben ausgebildet sein und in einem mittleren Bereich eine entsprechende Durch gangsöffnung aufweisen. Zudem umfassen die jeweiligen

Blechelemente die Nuten, welche beispielsweise entlang einer Umfangsrichtung des jeweiligen Blechelements gleichmäßig be- abstandet angeordnet sein können. Diese Nuten können auch durch Durchgangsöffnungen bereitgestellt werden. Gemäß dem Stand der Technik werden derartige Blechelemente üblicher weise durch ein Stanzverfahren aus einem Metallblech herge stellt. Im Gegensatz dazu ist es gemäß der vorliegenden Er findung vorgesehen, dass die jeweiligen Blechelemente mittels eines Druckverfahrens aus der ersten Suspension hergestellt werden. Diese erste Suspension umfasst das weichmagnetische Material. Die jeweiligen Blechelemente können dann übereinan der angeordnet werden und somit ein üblicherweise verwendetes Blechpaket ersetzen. In den korrespondierenden Nuten der übereinander angeordneten Blechelemente beziehungsweise des Pakets befinden sich die Leiter. Um diese Leiter bereitstel len zu können, ist es vorgesehen, dass die Nuten der

Blechelemente mit jeweiligen Leiterelementen gefüllt werden. Die korrespondierenden Leiterelemente der jeweiligen

Blechelemente bilden zusammen einen Leiter des Rotors. Es ist vorgesehen, dass die Leiterelemente ebenfalls mittels eines Druckverfahrens aus der zweiten Suspension hergestellt wer den. Diese zweite Suspension umfasst das elektrisch leitfähi ges Material, beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Im An schluss daran können die korrespondierenden Leiterelemente der jeweiligen Blechelemente elektrisch miteinander verbunden werden, um die Leiter des Rotors bereitzustellen.

Somit können die Rotoraktivteile für die Asynchronmaschine vollständig mittels Druckverfahren hergestellt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass keine Stanz- und Druckgusswerk zeuge benötigt werden. Dadurch können Einmalkosten gespart werden. Darüber hinaus wird es ermöglicht, dass elektrische Maschinen beziehungsweise Asynchronmaschinen in geringer Stückzahl wirtschaftlich gefertigt werden können. Zudem kön nen Sondermaschinen mit kundenspezifischer Anpassung gefer tigt werden. Außerdem werden durch die Druckverfahren bezie hungsweise die Druckprozesse geringe Porositäten im Bereich der Leiterelemente beziehungsweise der elektrisch leitfähigen Leiter erreicht. Dadurch können die Wirkungsgrade verbessert werden und die Leistungsdichten erhöht werden. Zudem ermögli chen die Druckverfahren einen Aufbau mit vielen kleinen Nu ten, die in einem Druckgussprozess nicht gefüllt werden könn ten .

Bevorzugt werden die jeweiligen Blechelemente und/oder die jeweiligen Leiterelemente mittels eines Siebdruckverfahrens hergestellt. Insbesondere wird ein sogenanntes dreidimensio nales Siebdruckverfahren verwendet, um sowohl die Blechele- mente als auch die Leiterelemente zu fertigen. Um die jewei ligen Blechelemente herzustellen, kann zunächst ein entspre chendes Sieb gefertigt werden. Im Anschluss daran kann der Siebdruckprozess zum Herstellen der Blechelemente durchge führt werden. Hierzu wird die erste Suspension genutzt, wel che das weichmagnetische Material umfasst. Bei der ersten Suspension kann es sich um eine pulverbasierte Suspension handeln, welche zusätzlich ein Bindermaterial, ein Lösemittel und/oder Additive umfassen kann. Zum Drucken der jeweiligen Blechelemente kann eine Flutrakel und/oder eine Druckrakel verwendet werden. In gleicher Weise können die jeweiligen Leiterelemente in die Nuten beziehungsweise Öffnungen der je weiligen Blechelemente mittels eines Siebdruckverfahrens ein gebracht werden. Hierzu wird die zweite Suspension verwendet, welche das elektrisch leitfähige Material umfasst. Es kann also ein Zwei-Komponenten-Blech gedruckt werden. Durch die Verwendung des Siebdruckverfahrens für die Herstellung der Blechpakete sowie der Leiterelemente in den Nuten der Blech pakete kann eine zuverlässige Füllung der Nuten mit geringen Porositäten erreicht werden. Es werden folglich in einer be sonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die jeweili gen Leiterelemente mittels eines Siebdruckverfahrens in die Nuten eingebracht und dadurch ein Zwei-Komponenten-Blech ge druckt .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Blechelemente zusammen mit den in die jeweiligen Nuten eingebrachten Lei terelementen thermisch behandelt. Zunächst kann das Sieb druckverfahren durchgeführt werden, bei dem die jeweiligen Blechelemente hergestellt werden und die Leiterelemente in die Nuten der Blechelemente eingebracht werden. Im Anschluss daran können die jeweiligen Blechelemente zusammen mit den eingebrachten Leiterelementen thermisch behandelt beziehungs weise erwärmt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass zu nächst eine Entbinderung durchgeführt wird. Somit können die Binder und/oder Additive der jeweiligen Suspensionen entfernt werden. Im Anschluss daran kann bevorzugt eine Sinterung durchgeführt werden. Dabei kann eine Temperaturbehandlung vorgesehen sein, wobei die Temperatur unterhalb der Schmelz temperatur des weichmagnetischen Materials und des elektrisch leitfähigen Materials liegt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass durch die Temperaturbehandlung eine Stoffschlüssige Ver bindung zwischen den Blechelementen und den in den Nuten an geordneten Leiterelementen erfolgt. Der metallische Stoff schluss zwischen den elektrisch leitenden Bereichen und den weichmagnetischen Bereichen führt zu Elementen mit einer ho hen Festigkeit. Damit kann der Rotor hohen Drehzahlen stand halten, was wiederum zu einem Leistungsvermögen der elektri schen Maschine führt.

In einer Ausführungsform wird auf die jeweiligen Blechelemen te eine elektrisch isolierende Isolationsschicht aufgebracht und die Blechelemente werden anschließend zu dem Paket ver bunden. Die jeweiligen Blechelemente werden also bis auf die Bereiche der Nuten beziehungsweise die darin angeordneten Leiterelemente elektrisch zueinander isoliert, bevor diese übereinander angeordnet werden. Beispielsweise kann ein ent sprechend elektrisch isolierender Lack verwendet werden, der auf die Blechelemente aufgebracht wird. Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass ein elektrisch isolierendes Material auf die Blechelemente aufgedruckt wird. Gemäß einer alterna tiven Ausführungsform können Elemente aus einem elektrisch isolierenden Material zwischen den benachbarten Blechelemen ten angeordnet werden. Somit kann insgesamt auf einfache und zuverlässige Weise eine zuverlässige elektrische Isolierung zwischen den Blechelementen erreicht werden und somit die Ausbildung von Wirbelströmen innerhalb des Pakets verhindert werden .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Blechelemente mit in den jeweiligen Nuten eingebrachten Leiterelementen in axialer Richtung des Rotors übereinander angeordnet. Um das Paket bereitzustellen, werden die Blechelemente mit den auf gefüllten Nuten übereinander angeordnet. Wie bereits erläu tert, ist es insbesondere vorgesehen, dass benachbarte

Blechelemente elektrisch zueinander isoliert werden. Die je- weiligen Blechelemente werden also zu einem Stapel geschich tet. Zudem können die Blechelemente miteinander mechanisch verbunden werden. Dies ermöglicht eine einfache und kosten günstige Fertigung des Pakets.

In einer weiteren Ausführungsform werden zum Bereitstellen der Leiter korrespondierende Leiterelemente der übereinander angeordneten Blechelemente durch eine thermische Behandlung elektrisch miteinander verbunden. Die jeweiligen Blechelemen te mit den gefüllten Nuten können so übereinander angeordnet werden, dass sich die korrespondierenden Leiterelementen der jeweiligen Blechelemente zumindest bereichsweise überlappen. Um die jeweiligen Leiter bereitzustellen, ist es erforder lich, dass die korrespondierenden beziehungsweise übereinan der liegenden Leiterelemente elektrisch und mechanisch mitei nander verbunden werden. Zu diesem Zweck können die jeweili gen Leiterelemente erwärmt beziehungsweise thermisch behan delt werden. Hierzu kann eine entsprechende Heizvorrichtung verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die kor respondierenden Leiterelemente, welche im mechanischen und elektrischen Kontakt miteinander sind, mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden, um diese zu erwärmen. Durch die Erwärmung der korrespondierenden Leiterelemente kann insbe sondere erreicht werden, dass diese Stoffschlüssig miteinan der verbunden werden. Zudem können die jeweiligen Leiterele mente elektrisch miteinander verbunden werden. Durch die ver bundenen, korrespondierenden Leiterelemente werden dann die Leiter bereitgestellt, welche die Aufgabe von Kurzschlussstä ben in den Rotor der Asynchronmaschine erfüllen.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die übereinander angeordneten Blechelemente jeweils um einen vorbestimmten Winkel in Um fangsrichtung des Rotors zueinander gedreht angeordnet wer den. Bei dem Anordnen der jeweiligen, mit den Leiterelementen gefüllten Blechelemente können diese um einen vorbestimmten Winkel beziehungsweise leicht verdreht zueinander angeordnet werden. Beispielsweise können die jeweiligen Blechelemente entlang der Umfangsrichtung in der gleichen Drehrichtung je- weils um den vorbestimmten Winkel zueinander verdreht ange ordnet sein. Dabei ist der Winkel bevorzugt so zu bestimmen, dass sich die Leiterelemente von benachbarten Blechelementen zumindest überwiegend überlappen. Durch die Verdrehung der übereinander angeordneten Blechelemente kann eine Schrägung der Leiter erreicht werden. Durch diese Schrägung der Leiter, welche die Aufgabe der Kurzschlussstäbe erfüllen, können Rastmomente im Betrieb der Asynchronmaschine auf zuverlässige Weise verhindert werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird an einer Oberseite und einer Unterseite des Pakets jeweils ein Kurzschlussrin gelement zum elektrischen Verbinden der jeweiligen Leiter an geordnet. Dabei kann an der Unterseite des Pakets beziehungs weise an dem untersten Blechelement sowie an der Oberseite des Pakets beziehungsweise an dem obersten Blechelement je weils ein Kurzschlussringelement angebracht werden. Dieses Kurzschlussringelement kann im Wesentlichen ringförmig bezie hungsweise hohlzylinderförmig ausgebildet sein. Mit den je weiligen Kurzschlussringelementen können die jeweiligen Lei ter, die durch die verbundenen Leiterelemente gebildet wer den, an der Oberseite und an der Unterseite jeweils

elektrisch miteinander verbunden beziehungsweise kurzge schlossen werden.

Dabei können die Kurzschlussringe ebenfalls mittels eines Druckverfahrens, insbesondere mittels eines Siebdruckverfah rens hergestellt werden. In diesem Fall können die Kurz schlussringelemente ebenfalls aus der zweiten Suspension her gestellt werden. Im Anschluss daran eine Entbinderung und ei ne Sinterung durchgeführt werden. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass die Kurzschlussringelemente additiv auf das Paket aufgebracht werden. Beispielsweise können die Kurz schlussringelemente zunächst als separates Bauteil herge stellt werden und anschließend können die Kurzschlussringele mente mechanisch und elektrisch mit dem Paket verbunden wer den . Ein erfindungsgemäßer Rotor für eine Asynchronmaschine um fasst eine Mehrzahl von Blechelementen aus einem weichmagne tischen Material, wobei die jeweiligen Blechelemente Nuten aufweisen und wobei die Blechelemente zu einem Paket verbun den sind. Zudem umfasst der Rotor eine Mehrzahl von Leitern aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei die Leiter in den Nuten der Blechelemente angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Blechelemente mittels eines Druckverfah rens aus einer ersten Suspension, welche das weichmagnetische Material umfasst, hergestellt sind. Zudem ist zum Bereitstel len der Leiter in die jeweiligen Nuten der Blechelemente ein Leiterelement eingebracht, wobei die jeweiligen Leiterelemen te mittels eines Druckverfahrens aus einer zweiten Suspensi on, welche das elektrisch leitfähige Material umfasst, herge stellt sind.

Der erfindungsgemäße Rotor ist also mittels des erfindungsge mäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltung davon hergestellt. Dabei ist insbesondere bei den jeweiligen

Blechelementen eine Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Blechelement und den Leiterelementen, die in den Nuten des Blechelements angeordnet sind, vorhanden. Zudem sind sowohl die jeweiligen Blechelemente als auch die darin angeordneten Leiterelemente mittels des Druckverfahrens, insbesondere mit tels eines Siebdruckverfahrens, hergestellt. Auch die korres pondierenden Leiterelemente sind Stoffschlüssig miteinander zu den Leitern verbunden.

Eine erfindungsgemäße Asynchronmaschine umfasst einen erfin dungsgemäßen Rotor sowie einen Stator. Die Asynchronmaschine kann insbesondere als Drehstrom-Asynchronmaschine ausgebildet sein. Der Stator kann entsprechende Wicklungen aufweisen, mit dem ein Drehfeld erzeugt werden kann.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestell ten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Rotor sowie für die erfindungsgemäße Asynchronmaschine . Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü chen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalkombinatio nen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genann ten und/oder in den Figuren alleine gezeigte Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebe nen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen ver wendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbei spielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun gen näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 eine schematische Darstellung einer Asynchronma

schine, welche einen Stator sowie einen Rotor auf weist;

FIG 2 ein Blechelement des Rotors, welches eine Mehrzahl von Nuten aufweist;

FIG 3 das Blechelement gemäß FIG 2, wobei in die jeweili gen Nuten des Blechelements Leiterelemente einge bracht sind;

FIG 4 eine Mehrzahl von Blechelementen mit in den Nuten angeordneten Leiterelementen, welche übereinander zu einem Paket angeordnet sind; und

FIG 5 das Paket gemäß FIG 4, wobei auf einer Oberseite und einer Unterseite des Pakets ein Kurzschlussrin gelement angeordnet ist.

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

FIG 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine Asynchronmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung. Die Asynchronmaschine 1 umfasst einen Sta tor 2, welcher eine Mehrzahl von Nuten 3 aufweist. In den je weiligen Nuten 3 sind vorliegend nur schematisch dargestellte Wicklungen 4 angeordnet. Mithilfe des Stators 2 kann ein Drehfeld erzeugt werden, welches auf einen Rotor 5 der Asyn chronmaschine 1 wirkt. Der Rotor 5 umfasst ein Paket 6, wel ches eine Mehrzahl von Blechelementen 7 umfasst. Die jeweili gen Blechelemente 7 umfassen Nuten 8, in welche jeweils Lei ter 9 eingebracht sind. Wie nachfolgend näher erläutert sind die jeweiligen Leiter 9 elektrisch miteinander verbunden. Der Rotor 5 ist nach Art eines Kurzschlussläufers ausgebildet.

FIG 2 zeigt in einer Perspektivansicht ein einzelnes

Blechelement 7 des Rotors 5. Das Blechelement 7 ist im We sentlich scheibenförmig ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von Nuten 8. Dieses Blechelement 7 wird mittels eines Druck verfahrens, insbesondere eines Siebdruckverfahrens, aus einer ersten Suspension hergestellt. Diese erste Suspension kann ein weichmagnetisches Material in Pulverform umfassen. Das weichmagnetische Material kann beispielsweise Eisen, Kobalt, Nickel und/oder eine Legierung dieser Materialien umfassen. Zudem kann es sich bei dem weichmagnetischen Material um ei nen keramischen Werkstoff handeln. Die erste Suspension kann neben dem pulverförmigen weichmagnetischen Werkstoff ein Bin dermaterial, ein Lösemittel und/oder Additive umfassen. Bei dem Siebdruckverfahren kann das Sieb so hergestellt werden, dass sich die Formgebung des Blechelements 7 mit den Nuten 8 ergibt. Vorliegend sind die Nuten 8 als Durchgangsöffnungen ausgebildet, welche sich durch die komplette Dicke des

Blechelements 7 erstrecken. Ferner sind die Nuten 8 entlang einer Umfangsrichtung U des Rotors 5 gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet. Zudem weist das Blechelement 7 an dem mittleren Bereich eine Durchgangsöffnung 12 auf, welche zur Aufnahme einer Welle 11 des Rotors 5 dient.

FIG 3 zeigt das Blechelement 7 gemäß FIG 2, wobei in die je weiligen Nuten 8 ein Leiterelement 10 eingebracht ist. Mit anderen Worten sind die jeweiligen Nuten 8 mit den Leiterele- menten 10 gefüllt. Zum Herstellen der jeweiligen Leiterele mente 8 wird ebenfalls ein Druckverfahren, insbesondere ein Siebdruckverfahren, verwendet. Dabei werden die Leiterelemen te 10 aus einer zweiten Suspension, welche ein elektrisch leitfähiges Material umfasst, hergestellt. Bei dem elektrisch leitfähigen Material kann es sich beispielsweise um Kupfer oder Aluminium handeln. Somit wird insgesamt ein Zweikompo- nenten-Blech hergestellt, welches Blechelement 7 sowie die in die Nuten 8 eingebrachten Leiterelemente 10 umfasst.

Im Anschluss an die Druckverfahren können die einzelnen Mate rialien selbst und untereinander durch einen thermischen Pro zess verfestigt und verbunden werden. Insbesondere werden ei ne Entbinderung und eine Sinterung durchgeführt. Hierdurch ergibt sich eine Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Blechelement 7 und den jeweiligen Leiterelementen 10. Im An schluss daran können die jeweiligen Blechelemente 7 bis auf die Nutbereiche beziehungsweise die Leiterelemente 10 gegen einander isoliert werden. Hierzu kann auf das Blechelement 7 eine entsprechende Isolationsschicht aufgebracht werden.

FIG 4 zeigt eine Mehrzahl von Blechelementen 7 mit in den Nu ten 8 angeordneten Leiterelementen 10, welche entlang einer axialen Richtung a des Rotors 5 übereinander angeordnet sind. Dabei bilden die übereinander angeordneten Blechelemente 7 das Paket 6. Dabei werden die jeweiligen Blechelemente 7 der art übereinander angeordnet, dass sich korrespondierende Lei terelemente 10 zumindest bereichsweise überlappen. Insbeson dere ist es vorgesehen, dass die Schichtung derart erfolgt, dass die gefüllten Nutbereiche beziehungsweise die Leiterele mente 10 in einer definierten Lage übereinander liegen. Bei spielsweise können die jeweiligen Blechelemente 7 um einen vorbestimmten Winkel entlang der Umfangsrichtung U des Rotors 5 zueinander verdreht angeordnet sein. Somit lässt sich bei den Leitern 8, welche durch die korrespondierenden und ver bundenen Leiterelemente 10 gebildet werden, eine Schrägung erzielen. Um die jeweiligen korrespondierenden Leiterelemente 10 mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden, können diese einem thermischen Prozess unterzogen werden. Somit kön nen durch die jeweiligen Leiter 9 die Kurzschlussstäbe des Rotors 5 bereitgestellt werden.

FIG 5 zeigt den Rotor 5 der Asynchronmaschine 1 in einer Per spektivansicht. Hierbei ist zu erkennen, dass sich an einer Oberseite 14 des Pakets 6 sowie an einer Unterseite 15 des Pakets 6 jeweils ein Kurzschlussringelement 13 angeordnet ist. Die jeweiligen Kurzschlussringelemente 16 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet oder ringförmig aus gestaltet. Mit den Kurzschlussringelementen 16 können die je weiligen Leiter 9 an der Oberseite 14 und an der Unterseite 15 des Pakets 6 elektrisch miteinander verbunden werden. Die jeweiligen Kurzschlussringelemente 13 können ebenfalls mit tels eines Druckverfahrens, insbesondere eines Siebdruckver fahrens, hergestellt werden. Die Kurzschlussringelemente 13 können hierbei aus der zweiten Suspension hergestellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kurzschlussringelemen te 13 separat gefertigt werden und additiv auf das Paket 6 aufgebracht werden.

Somit kann der komplette Rotor 5 für die Asynchronmaschine 1 mittels eines Druckverfahrens hergestellt werden. Somit ist es nicht erforderlich, entsprechende Stanzwerkzeuge oder Druckgusswerkzeuge bereitzustellen. Auf diese Weise können Asynchronmaschinen 1 in geringer Stückzahl oder nach spezifi schem Kundenwunsch gefertigt werden. Durch den Druckprozess können geringe Porositäten im Bereich der Leiter 9 erreicht werden, wodurch die Wirkungsgrade verbessert werden und die Leistungsdichten erhöht werden. Zudem ergibt sich durch den metallischen Stoffschluss zwischen den Leitern 9 sowie den einzelnen Blechelementen 7 eine hohe Festigkeit. Damit kann der Rotor 5 hohen Drehzahlen standhalten, was zu hohem Leis tungsvermögen der Asynchronmaschine 1 führt.