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Title:
ROTOR, ELECTRIC MACHINE AND MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/105139
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotor (10) for an externally excited electric machine (12) of an at least partially electrically driven motor vehicle (42), having a laminated core (16) having a longitudinal axis (14), which laminated core has at least one pole tooth (18) formed in a direction perpendicular to the longitudinal axis (14) and an end face (20) oriented in the longitudinal direction of the laminated core (16), an insulating cover (22) that is arranged on the end face (20) and that has a deflection structure (24) formed in a direction perpendicular to the longitudinal axis (14), wherein the deflection structure (24) has a head section (26) in a direction perpendicular to the longitudinal axis (14), a rotor winding (28) that is arranged on the pole tooth (18) and at least part of which is guided around the deflection structure (24) of the insulating cover (22), and a tubular ring (32) formed on the head section (26) of the deflection structure (24).

Inventors:
KRONE NILS (DE)
MARINA TOMISLAV (DE)
DAUN NICO (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/081984
Publication Date:
May 23, 2024
Filing Date:
November 16, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
H02K3/52; H02K3/38
Foreign References:
US20210050761A12021-02-18
DE102016205813A12017-10-12
DE102011077861A12012-12-27
US20220131429A12022-04-28
DE102016215716A12018-02-22
EP2717435A22014-04-09
Attorney, Agent or Firm:
VITESCO TECHNOLOGIES (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Rotor (10) für eine fremderregte elektrische Maschine (12) eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (42), aufweisend ein eine Längsachse (14) aufweisendes Blechpaket (16), das wenigstens einen in einer Richtung senkrecht zur Längsachse (14) ausgebildeten Polzahn (18) und eine in Längsrichtung des Blechpakets (16) ausgerichtete Stirnseite (20) aufweist, eine auf der Stirnseite (20) angeordnete Isolationskappe (22), die eine in einer Richtung senkrecht zur Längsachse (14) ausgebildete Umlenkstruktur (24) aufweist, wobei die Umlenkstruktur (24) in einer Richtung senkrecht zur Längsachse (14) einen Kopfabschnitt (26) aufweist, eine auf dem Polzahn (18) angeordnete Rotorwicklung (28), die zumindest abschnittsweise um die Umlenkstruktur (24) der Isolationskappe (22) geführt ist, und ein auf dem Kopfabschnitt (26) der Umlenkstruktur (24) angeordneter und rohrförmig ausgebildeter Ring (32).

2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (32) aus Kunststoff ausgebildet ist und/oder zumindest teilweise Kunststoff aufweist.

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff faserverstärkt ausgebildet ist.

4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverstärkung eine Glasfaserverstärkung und/oder Karbonfaserverstärkung ist.

5. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (32) formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig auf dem Kopfabschnitt (26) angeordnet ist.

6. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt (26) in einer Richtung senkrecht zur Längsachse (14) eine Außenseite (34) aufweist, und die Außenseite (34) bezogen auf eine Umfangsrichtung des Blechpakets (16) bogenförmig ausgebildet ist.

7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (34) des Kopfabschnitts (26) auf einer der Stirnseite (20) abgewandten Seite gefast (36) ist. 8. Rotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt (26) auf der Außenseite (34) einen Hinterrastungsvorsprung (38) oder einen Hinterrastungsausnehmung (40) aufweist, und die jeweils andere auf einer Innenseite des Rings (32) ausgebildet ist.

9. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Rings (32) kleiner oder gleich einem Außendurchmesser des Blechpakets (16) ist.

10. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Rings (32) in Längsrichtung des Rotors (10) kleiner oder gleich einer Länge der Isolationskappe (22) oder des Kopfabschnitts (26) in Längsrichtung des Rotors (10) ist.

11 . Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Rings (32) in Längsrichtung des Rotors größer ist als eine Länge der Isolationskappe (22) oder des Kopfabschnitts (26) in Längsrichtung des Rotors (10) ist.

12. Elektrische Maschine (12) mit einem Rotor (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.

13. Kraftfahrzeug (42) mit einer elektrischen Maschine nach Anspruch 12.

Description:
Beschreibung

Rotor, elektrische Maschine und Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei der Rotor ein Blechpaket mit wenigstens einem Polzahn aufweist, und auf dem Polzahn eine Rotorwicklung aufgewickelt ist, wobei im Bereich eines Wicklungskopfes der Rotorwicklung ein in Umfangsrichtung des Blechpakets verlaufender Ring angeordnet ist. Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen fremderregten elektrischen Rotor. Zudem ist Gegenstand der Erfindung ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.

Rotoren für eine fremderregte elektrische Maschine sind grundsätzlich bekannt. Die Rotoren weisen in der Regel ein Blechpaket mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordneten Polen auf, wobei auf den Polen eine Rotorwicklung angeordnet ist. Stirnseitig am Blechpaket ist die Rotorwicklung umgelenkt bzw. zu einem Wicklungskopf ausgebildet. Der Wicklungskopf der Rotorwicklung ist durch eine Wickelkopfabdeckung aus einem nichtmagnetisierten Metall sowohl in Umfangsrichtung des Blechpakets als auch stirnseitig abgedeckt. Über eine Schraubverbindung ist die Wickelkopfabdeckung auf dem Blechpaket angeordnet.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine bereitzustellen, der preiswert herstellbar ist, ein reduziertes Gewicht aufweisen kann und für hohe Drehzahlen ausgebildet ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend ein eine Längsachse aufweisendes Blechpaket, das wenigstens einen in einer Richtung senkrecht zur Längsachse ausgebildeten Polzahn und eine in Längsrichtung des Blechpakets ausgerichtete Stirnseite aufweist, eine auf der Stirnseite angeordnete Isolationskappe, die eine in einer Richtung senkrecht zur Längsachse ausgebildete Umlenkstruktur aufweist, wobei die Umlenkstruktur in einer Richtung senkrecht zur Längsachse einen Kopfabschnitt aufweist, eine auf dem Polzahn angeordnete Rotorwicklung, die zumindest abschnittsweise um die Umlenkstruktur der Isolationskappe geführt ist, und ein auf dem Kopfabschnitt der Umlenkstruktur angeordneter und rohrförmig ausgebildeter Ring.

Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Rotor für eine fremderregte elektrische Maschine bereitgestellt wird. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise dazu eingerichtet und/oder ausgebildet ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug anzutreiben.

Der Rotor weist ein eine Längsachse aufweisendes Blechpaket auf. Das Blechpaket umfasst wenigstens einen Polzahn, wobei der Polzahn sich in einer Richtung senkrecht zur Längsachse erstreckt. In der Regel umfasst das Blechpaket eine Mehrzahl von Polzähnen, die in Umfangsrichtung des Blechpaket zueinander beabstandet sind. Vorzugsweise sind die Polzähne in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet. In Längsrichtung des Blechpakets weist das Blechpaket eine Stirnseite auf. Auf der Stirnseite ist eine Isolationskappe angeordnet, die vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist oder Kunststoff aufweist. In einer Richtung senkrecht zur Längsachse weist die Isolationskappe eine Umlenkstruktur auf, wobei die Umlenkstruktur in einer Richtung senkrecht zur Längsachse einen Kopfabschnitt aufweist. Vorzugsweise weist die Umlenkstruktur einen Querschnitt auf, der in etwa einem Querschnitt des Polzahn entspricht. In etwa bedeutet, dass die Außenkontur des Polzahnquerschnitts einer Außenkontur des Querschnitts der Umlenkstruktur ähnlich aber nicht absolut identisch ist. Im Querschnitt weist die Umlenkstruktur vorzugsweise kleinere Abmessungen als der Polzahn auf, jedoch unter Beibehaltung einer Grundkontur bzw. Außenkontur.

Auf dem Polzahn ist eine Rotorwicklung angeordnet bzw. aufgewickelt, wobei die Rotorwicklung zumindest abschnittsweise um die Umlenkstruktur der Isolationskappe geführt ist. Mit anderen Worten verläuft die Rotorwicklung in Längsrichtung des Blechpakets und wird im Bereich der Umlenkstruktur umgelenkt, so dass die Rotorwicklung um den Polzahn gewickelt bzw. auf diesem aufgewickelt werden kann bzw. ist. Im Bereich der Umlenkstruktur wird auf diese Weise ein Wicklungskopf der Rotorwicklung ausgebildet. Auf dem Kopfabschnitt der Umlenkstruktur ist ein Ring angeordnet, wobei der Ring rohrförmig ausgebildet ist. Der Ring kann bereits vor dem Aufstecken auf den Kopfabschnitt rohrförmig ausgebildet sein oder durch ein Aufwickeln auf den Kopfabschnitt rohrförmig ausgebildet werden. Ein rohrförmiger Ring kann preiswert hergestellt werden, so dass die Herstellungskosten der elektrischen Maschine reduziert sein können. Im Vergleich zu einer Endkappe, die große Teile der Stirnseite des Rotors und der Rotorwicklung bezogen auf die Längsachse abdeckt, kann der Ring weniger Material aufweisen, wodurch des Gewicht der elektrischen Maschine reduziert werden kann. Mit anderen Worten ist der Rotor endkappenfrei ausgebildet. Durch reduziertes Material können zudem die Herstellungskosten reduziert werden. Bedingt dadurch, dass sich in Folge einer Rotation des Rotors um die Längsachse der Wicklungskopf der Rotorwicklung unter Fliehkrafteinfluss in ein Richtung senkrecht zur Längsrichtung verlagern möchte, wird eine von der Rotorwicklung ausgeübte Kraft über die Umlenkstruktur in den auf den Kopfabschnitt der Umlenkstruktur angeordneten Ring eingeleitet, der diese Kraft über die Ringzugspannung des Rings aufnimmt. Somit kann insbesondere bei hohen Drehzahlen des Rotors eine Aufweitung des Wicklungskopfes in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Rotors minimiert werden bzw. eine lagesichere Ausbildung der Rotorwicklung im Bereich des Wicklungskopfes ermöglicht werden, was insbesondere für hohe Drehzahlen des Rotors, vorzugsweise größer 18.000 U/min, vorteilhaft ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Ring aus Kunststoff ausgebildet ist und/oder zumindest teilweise Kunststoff aufweist. Ein Ring bzw. rohrförmiger Ring, der aus Kunststoff ausgebildet ist und/oder Kunststoff aufweist, kann in einfacher Weise und preiswert hergestellt werden, wodurch die Herstellungskosten der elektrischen Maschine reduziert werden können.

Der Kunststoff ist vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff oder ein duroplastischer Kunststoff. Durch eine Bestromung der Rotorwicklung und der sehr hohen angestrebten Drehzahlen des Rotors kann der Wicklungskopf des Rotors eine erhöhte Temperatur aufweisen, so dass der duroplastische Kunststoff für die Anwendung des Rings bevorzugt ist.

Denkbar ist, dass der Kunststoff verstärkungsfrei ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der Ring preiswert herstellbar und auch leicht recyclebar. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kunststoff faserverstärkt ausgebildet ist. Die Fasern können einen Großteil der Ringzugspannung aufnehmen, die der Ring in Folge einer Rotation des Rotors aufnimmt. Somit können die Abmessungen des Rings, insbesondere in einem Querschnitt des Rings, reduziert werden. Geringere Abmessungen des Rings können zu einem geringeren Gewicht der elektrischen Maschine führen.

Die Faserverstärkung kann in dem Kunststoff derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass die Ringspannungen effektiv über die Faserverstärkung abgetragen werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Faserverstärkung eine Glasfaserverstärkung und/oder ein Karbonfaserverstärkung ist. Denkbar ist somit, dass die Faserverstärkung ausschließlich Glasfasern, ausschließlich Karbonfasern oder einen Mix aus Glasfasern und Karbonfasern umfasst.

Glasfasern und auch Karbonfasern weisen ein geringes Gewicht und eine erhöhte Zugfestigkeit auf, so dass sich diese Fasern für eine Faserverstärkung des Kunststoffs besonders eignen. Somit kann das Gewicht des Rings bei Erhöhung der Zugfestigkeit des Rings reduziert werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Ring formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig auf dem Kopfabschnitt angeordnet ist. Die formschlüssige Anordnung des Rings auf dem Kopfabschnitt kann vorzugsweise dadurch realisiert werden, dass der Ring mit dem Kopfabschnitt verrstet. Denkbar ist weiter, dass der Kopfabschnitt auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite eine Rillenkontur oder ein Gewinde aufweist. Bei einer Rillen Kontur ist vorzugsweise der Ring auf die Außenseite aufgewickelt und greift abschnittsweise in die Rillen ein. Bei einem Gewinde weist der Ring vorzugsweise auf einer in radialer Richtung nach innen gerichteten inneren Mantelfläche ein zu dem Gewinde entsprechendes Gegengewinde auf, so dass der Ring auf die Außenseite aufschraubbar ist. Alternativ oder in Ergänzung ist denkbar, dass der Ring stoffschlüssig über eine Klebe- und/oder Schweißverbindung auf dem Kopfabschnitt angeordnet ist.

Weiterhin kann alternativ oder in Ergänzung vorgesehen sein, dass der Ring auf die Außenseite des Kopfabschnitts aufgepresst ist, so dass dieser kraftschlüssig auf dem Isolationskörper angeordnet ist. Mit anderen Worten sitzt der Ring im Presssitz auf der Außenseite des Kopfabschnitts. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kopfabschnitt in einer Richtung senkrecht zur Längsachse eine Außenseite aufweist, und die Außenseite bezogen auf eine Umfangsrichtung des Blechpakets bogenförmig ausgebildet ist. Vorzugsweise entspricht ein Radius der bogenförmig ausgebildeten Außenseite einem Innenradius des Rings. Auf diese Weise kann der Ring großflächig an der Außenseite des Kopfabschnitts anliegen, so dass die aus der Fliehkraft resultierende Kraft der Rotorwicklung bzw. des Wicklungskopfes über den Umlenkabschnitt und den Kopfabschnitt breitflächig in den Ring eingeleitet werden kann. Punktuelle mechanische Spannungsspitzen können auf diese Weise reduziert werden. Somit kann der Ring im Querschnitt reduzierte Abmessungen aufweisen, was sich vorteilhaft auf die Kosten und das Gewicht auswirken kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenseite des Kopfabschnitts auf einer der Stirnseite abgewandten Seite gefast ist. Mit anderen Worten weist der Kopfabschnitt auf einer der Stirnseite abgewandten Seite im Bereich der Außenseite eine rampenförmige Kontur auf. Durch den gefasten Abschnitt kann der Ring beim Aufstecken auf dem Kopfabschnitt des Umlenkabschnitts geführt werden, wodurch der Ring einfacher aufgesteckt bzw. angeordnet werden kann. Das leichtere Aufstecken des Rings auf den Kopfabschnitt kann den Herstellungsprozess vereinfachen bzw. in besagtem Herstellungsschritt beschleunigt werden, was sich positiv auf die Herstellungskosten auswirken kann.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kopfabschnitt auf der Außenseite einen Hinterrastungsvorsprung oder einen Hinterrastungsausnehmung aufweist, und die jeweils andere auf einer Innenseite des Rings ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass auf der Außenseite zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über die gesamte Länge der Außenseite, in Umfangsrichtung des Blechpakets bzw. in Umfangsrichtung der bogenförmigen Außenseite ein Vorsprung ausgebildet ist. Korrespondierend zu dem Vorsprung ist auf einer Innenseite des Rings, die der Längsachse zugewandt ist, eine Hinterrastungsausnehmung ausgebildet. Dies kann beispielsweise eine Rille sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung auf der Innenseite des Rings ausgebildet ist und die Hinterrastungsausnehmung auf der Außenseite des Kopfabschnitts. Durch das Aufstecken des Rings wird der Kopfabschnitt geringfügig in radialer Richtung nach innen verbogen bzw. verformt. Sobald der Hinterrastungsvorsprung in die Hinterrastungsausnehmung eingreift, findet eine Rückverlagerung des Kopfabschnitts in radialer Richtung nach außen statt. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Außendurchmesser des Rings kleiner oder gleich einem Außendurchmesser des Blechpakets ist. Jedenfalls ist nicht vorgesehen, dass ein Außendurchmesser des Rings größer ist als ein Außendurchmesser des Blechpakets. Für die aufzunehmenden Ringspannungen des Rings ist es vorteilhaft, wenn der Ring so groß wie möglich ist. Daher ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Rings gleich dem Außendurchmesser des Blechpakets ist.

Grundsätzlich ist denkbar, dass der Ring eine Länge in Längsrichtung des Rotors aufweist, die größer ist als eine Länge des Kopfabschnitts in Längsrichtung des Rotors.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass eine Länge des Rings in Längsrichtung des Rotors kleiner oder gleich einer Länge der Isolationskappe oder des Kopfabschnitts in Längsrichtung des Rotors ist. Auf diese Weise kann die Länge des Rings vorzugsweise auf die Länge der Kontaktfläche zum Kopfabschnitt in Längsrichtung begrenzt werden. Somit kann nicht nur das Material des Rings, sondern auch der Bauraum in Längsrichtung reduziert werden. Dies kann sich zudem vorteilhaft auf das Gewicht und die Kosten der elektrischen Maschine auswirken.

Denkbar ist, dass in einer Alternative eine Länge des Rings in Längsrichtung des Rotors größer ist als eine Länge der Isolationskappe oder des Kopfabschnitts in Längsrichtung des Rotors ist. Dies ist kann bei einer Flüssigkeitskühlung der elektrischen Maschine im Bereich des Rotors vorteilhaft sein, um das Kühlmedium gezielt zu verteilen bzw. zu lenken.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor.

Die elektrische Maschine ist vorzugsweise zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrische angetriebenen Fahrzeugs eingerichtet und/oder ausgebildet.

In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine sitzt im Antriebsstrang, insbesondere in einem Traktionsantrieb des Fahrzeugs.

Es sei bemerkt, dass sämtliche Merkmale, welche vorstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, gleichermaßen für jeden anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelten. Im Speziellen können sämtliche Merkmale des Rotors auch Merkmale der elektrischen Maschine und/oder Merkmale des Kraftfahrzeugs sein. Dies gilt auch umgekehrt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen, oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.

In diesen zeigen:

Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines Rotors;

Fig. 2 einen Schnitt durch die dreidimensionale Ansicht des Rotors;

Fig. 3 ein Längsschnitt durch den Rotor;

Fig. 4 ein Längsschnitt durch den Rotor in einer weiteren Ausgestaltung;

Fig. 5 ein Kraftfahrzeug.

In Fig. 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Rotor 10 für eine fremderregte elektrische Maschine 12 gezeigt. Der Rotor 10 weist ein eine Längsachse 14 aufweisendes Blechpaket 16 auf. Das Blechpaket 16 ist auf einer Rotorwelle 17, die auch als Schaft bezeichnet werden kann, drehfest angeordnet. Das Blechpaket 16 umfasst wenigstens einen Polzahn 18, wobei der Polzahn 18 sich in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 14 erstreckt. In der Regel umfasst das Blechpaket 16, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Mehrzahl von Polzähnen 18, die in Umfangsrichtung des Blechpakets 16 zueinander beabstandet angeordnet sind. In Längsrichtung des Blechpakets 16 weist das Blechpaket 16 eine Stirnseite 20 auf. Auf der Stirnseite 20 ist eine Isolationskappe 22 angeordnet, die vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist oder Kunststoff aufweist. In einer Richtung senkrecht zur Längsachse 14 weist die Isolationskappe eine Umlenkstruktur 24, wobei die Umlenkstruktur 24 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 14 einen Kopfabschnitt 26 aufweist.

Auf dem Polzahn 18 ist eine Rotorwicklung 28 angeordnet, wobei die Rotorwicklung 28 zumindest abschnittsweise um die Umlenkstruktur 24 der Isolationskappe 22 geführt ist. Mit anderen Worten verläuft die Rotorwicklung 28 in Längsrichtung des Blechpakets 16 und wird im Bereich der Umlenkstruktur 24 umgelenkt, so dass die Rotorwicklung 28 um den Polzahn 18 gewickelt werden kann bzw. ist. Im Bereich der Umlenkstruktur 24 wird auf diese Weise ein Wicklungskopf 30 der Rotorwicklung 28 ausgebildet.

Ein Ring 32, der in Fig. 1 in Längsrichtung beabstandet zum Rotor 10 angeordnet ist, ist dazu eingerichtet und ausgebildet, auf dem Kopfabschnitt 26 der Umlenkstruktur 24 angeordnet zu werden. Der Ring 32 ist rohrförmig ausgebildet. Mit anderem Worten ist der Ring 32 im gezeigten Ausführungsbeispiel vor dem Aufstecken auf den Kopfabschnitt 26 rohrförmig ausgebildet.

Ein rohrförmiger Ring 32 kann preiswert hergestellt werden, so dass die Herstellungskosten der elektrischen Maschine 12 reduziert sein können. Im Vergleich zu einer Endkappe, die große Teile der Stirnseite 20 des Rotors 10 und der Rotorwicklung 28 bezogen auf die Längsachse 14 abdeckt, kann der Ring 32 weniger Material aufweisen, wodurch des Gewicht der elektrischen Maschine 12 reduziert werden kann. Durch reduziertes Material können zudem die Herstellungskosten reduziert werden. Bedingt dadurch, dass sich in Folge einer Rotation des Rotors 10 um die Längsachse 14 der Wicklungskopf 30 der Rotorwicklung 28 unter Fliehkrafteinfluss in ein Richtung senkrecht zur Längsachse 14 verlagern möchte, wird eine von der Rotorwicklung 28 ausgeübte Kraft über die Umlenkstruktur 24 in den auf den Kopfabschnitt 26 der Umlenkstruktur 24 angeordneten Ring 32 eingeleitet, der diese Kraft über die Ringzugspannung des Rings 32 aufnimmt. Somit kann insbesondere bei hohen Drehzahlen des Rotors 10 eine Aufweitung des Wicklungskopfes 30 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 14 des Rotors 10 minimiert werden bzw. eine lagesichere Ausbildung der Rotorwicklung 28 im Bereich des Wicklungskopfes 30 ermöglicht werden, was insbesondere für hohe Drehzahlen des Rotors 10, vorzugsweise größer 18.000 U/min, vorteilhaft ist. Weiterhin ist ersichtlich, dass der Kopfabschnitt 26 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 14 eine Außenseite 34 aufweist, und die Außenseite 34 bezogen auf eine Umfangsrichtung des Blechpakets 16 bogenförmig ausgebildet ist. Vorliegend entspricht ein Radius der bogenförmig ausgebildeten Außenseite 34 einem Innenradius des Rings 32. Auf diese Weise kann der Ring 32 großflächig an der Außenseite 34 des Kopfabschnitts 26 anliegen, so dass die aus der Fliehkraft resultierende Kraft der Rotorwicklung 28 bzw. des Wicklungskopfes 30 über den Umlenkabschnitt 24 und den Kopfabschnitt 26 breitflächig in den Ring 32 eingeleitet werden kann. Punktuelle mechanische Spannungsspitzen können auf diese Weise reduziert werden. Somit kann der Ring 32 im Querschnitt reduzierte Abmessungen aufweisen, was sich vorteilhaft auf die Kosten und das Gewicht des Rotors 10 bzw. der elektrischen Maschine 12 auswirken können.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die dreidimensionale Ansicht des aus Fig. 1 bekannten Rotors 10, wobei der Ring 32 auf den Kopfabschnitt 26 der Umlenkstruktur 24 aufgesteckt ist.

Die Umlenkstruktur 24 und der Kopfabschnitt 26 sind zusammen betrachtet in einem Querschnitt L-förmig ausgebildet. Dabei entspricht der aufrechte Steg der L-förmigen Ausgestaltung der Umlenkstruktur 24 die an der Stirnseite 20 des Blechpakets 16 anliegt bzw. parallel zu der Stirnseite 20 verläuft. Der horizontale kürzere Steg der L-förmigen Ausgestaltung entspricht dem Kopfabschnitt 26. Der Kopfabschnitt 26 verläuft parallel zur Längsachse 14 bzw. im rechten Winkel zur Stirnseite 20 des Blechpakets 16.

Die Außenseite 34 des Kopfabschnitts 26 ist auf einer der Stirnseite 20 abgewandten Seite gefast 36 ausgebildet. Mit anderen Worten weist der Kopfabschnitt 26 auf einer der Stirnseite 20 abgewandten Seite im Bereich der Außenseite 34 eine rampenförmige Kontur auf. Durch den gefasten 36 Abschnitt kann der Ring 32 beim Aufstecken auf dem Kopfabschnitt 26 des Umlenkabschnitts 24 geführt werden, wodurch der Ring 32 einfacher aufgesteckt bzw. angeordnet werden kann. Das leichtere Aufstecken des Rings 32 auf den Kopfabschnitt 26 kann den Herstellungsprozess vereinfachen bzw. diesen besagten Herstellungsschritt beschleunigen, was sich positiv auf die Herstellungskosten des Rotors 10 auswirken kann. In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den auf Fig. 2 bekannten Rotor 10 gezeigt. Im Längsschnitt ist ersichtlich, dass ein Außendurchmesser des Rings 32 gleich einem Außendurchmesser des Blechpakets 16 ist. Jedenfalls ist nicht vorgesehen, dass ein Außendurchmesser des Rings 32 größer ist als ein Außendurchmesser des Blechpakets 16. Auf diese Weise kann der Rotor 10 nebst Ring 32 fertiggestellt werden, um im Anschluss in einem Stator (nicht dargestellt) angeordnet zu werden. Für die aufzunehmenden Ringspannungen des Rings 32 ist es vorteilhaft, wenn der Ring 32 so groß wie möglich ist. Daher ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Rings 32 gleich dem Außendurchmesser des Blechpakets 16 ist.

Eine Länge des Rings 32 in Längsrichtung des Rings 32 bzw. des Rotors 10 ist gleich einer Länge des Kopfabschnitts 26 in Längsrichtung des Rotors 10. Mit anderen Worten deckt der Ring 32 keine großen Flächen der Stirnseite 20 bzw. der Rotorwicklung 28 bezogen auf die Längsansicht des Rotors 10 ab. Zudem kann die Länge des Rings 32 auf die Länge der Kontaktfläche 26, vorzugsweise ohne Berücksichtigung des gefasten 36 Abschnitt, in Längsrichtung begrenzt werden. Somit kann nicht nur das Material des Rings 32, sondern auch der Bauraum des Rotors 10 in Längsrichtung reduziert werden. Dies kann sich zudem vorteilhaft auf das Gewicht und die Kosten der elektrischen Maschine 12 auswirken.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Rotor 10, wie er auf Fig. 3 bekannt ist. Im Unterschied zu Fig. 3 weist der Kopfabschnitt 26 auf der Außenseite 34 einen Hinterrastungsvorsprung 38 auf. Auf der Innenseite des Rings 32 ist eine Hinterrastungsausnehmung 40 ausgebildet. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass auf der Außenseite 34 zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über die gesamte Länge der Außenseite 34, in Umfangsrichtung des Blechpakets 16 bzw. in Umfangsrichtung der bogenförmigen Außenseite 34 ein Vorsprung ausgebildet ist. Korrespondierend zu dem Vorsprung ist auf der Innenseite des Rings 32, die der Längsachse 14 zugewandt ist, eine Hinterrastungsausnehmung 40 ausgebildet. Die Hinterrastungsausnehmung 40 ist vorzugsweise umlaufend in Umfangsrichtung des Rings ausgebildet. Die Hinterrastungsausnehmung 40 kann vorzugsweise eine Rille sein. Durch das Aufstecken des Rings 32 auf den Kopfabschnitt 26 wird dieser geringfügig in radialer Richtung nach innen, also in Richtung senkrecht zur Längsachse 14, verbogen bzw. verformt. Sobald der Hinterrastungsvorsprung 38 in die Hinterrastungsausnehmung 40 eingreift, findet eine Rückverlagerung des Kopfabschnitts 26 in radialer Richtung nach außen statt. Somit kann der Ring 32 in einfacher und preiswerter Weise unverlierbar auf dem Kopfabschnitt 26 formschlüssig angeordnet werden.

In Fig. 5 ist ein Kraftfahrzeug 42 mit der elektrischen Maschine 12 gezeigt. Das Kraftfahrzeug 42 ist ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug 42. Die elektrische Maschine 12 sitzt im Antriebsstrang, insbesondere in einem Traktionsantrieb, des Kraftfahrzeugs 42.