DE102024114911A1

DE102024114911A1 - Rotor for an axial flux machine with a protective device; and axial flux machine

Info

Publication number: DE102024114911A1
Application number: DE102024114911.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein; Thorsten BIERMANN; Friedrich Schuler; Tobias MAYER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2024-05-28
Filing date: 2024-05-28
Publication date: 2025-12-04
Also published as: WO2025247455A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine elektrische Axialflussmaschine (2), mit einem Rotorgrundkörper (3), welcher an einer Rotorwelle befestigbar ist, wobei zumindest teilweise an einer Stirnseite (4) des Rotorgrundkörpers (3) eine drehfest mit dem Rotorgrundkörper (3) verbundene, als Hitzeschild dienende Schutzeinrichtung (5) angeordnet ist. Auch betrifft die Erfindung eine Axialflussmaschine (2) mit einem zuvor beschriebenen Rotor (1) und einem Stator (6), wobei der Rotor (1) und der Stator (3) zur Erzeugung eines Drehmoments zusammenwirken. The invention relates to a rotor (1) for an electric axial flux machine (2), comprising a rotor body (3) which can be attached to a rotor shaft, wherein a protective device (5) serving as a heat shield and rotationally fixed to the rotor body (3) is arranged at least partially on an end face (4) of the rotor body (3). The invention also relates to an axial flux machine (2) comprising a rotor (1) and a stator (6) as previously described, wherein the rotor (1) and the stator (3) cooperate to generate a torque.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Axialflussmaschine, mit einem Rotorgrundkörper, welcher an einer Rotorwelle befestigbar ist.The invention relates to a rotor for an electric axial flux machine, with a rotor body which can be attached to a rotor shaft.

Bei Betrieb einer Axialflussmaschine erhitzt sich der Rotor stark, da dieser mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt, wodurch eine Luftreibung am Rotorgrundkörper entsteht. Es entstehen Luftreibungsverluste, wodurch die Leistung der Axialflussmaschine im Dauerbetrieb beeinflusst ist. Grundsätzlich sind eine Vielzahl von Vorgehensweisen bekannt, einen Rotor für eine Axialflussmaschine zu kühlen. Beispielhaft sind dies eine Kühlung über einen Stator, eine Kühlung über die Umgebungsluft oder eine Kühlung über nasslaufende elektrische Maschinen.During operation of an axial flux machine, the rotor heats up considerably because it comes into contact with the ambient air, creating air friction against the rotor body. This results in air friction losses, which affect the performance of the axial flux machine during continuous operation. A variety of methods are known for cooling the rotor of an axial flux machine. Examples include cooling via a stator, cooling via ambient air, or cooling via wet-running electric motors.

Gemäß dem Stand der Technik der US 2022/0329132 A1 ist ein Axialfeld-Drehenergiesystem bekannt, welches ein Gehäuse und Rotoren mit einer Drehachse hat, die drehbar mit dem Gehäuse verbunden sind. Jeder Rotor enthält einen Magneten. Eine Statorbaugruppe ist axial zwischen den Rotoren angeordnet und mit dem Gehäuse gekoppelt. Die Statorbaugruppe hat eine gedruckte Leiterplatte (PCB). Die Leiterplatte umfasst eine Vielzahl von Schichten, und jede Schicht hat Spulen. Eine Welle ist mit den Rotoren und dem Gehäuse verbunden. Die Welle kann ein flüssiges Kühlmittel zwischen den Rotoren und der Statoranordnung verteilen. Das Gehäuse kann eine Wanne zum Auffangen des flüssigen Kühlmittels enthalten.According to the state of the art US 2022/0329132 A1 An axial-field rotating energy system is known, comprising a housing and rotors with a rotational axis, rotatably connected to the housing. Each rotor contains a magnet. A stator assembly is arranged axially between the rotors and coupled to the housing. The stator assembly has a printed circuit board (PCB). The PCB comprises multiple layers, and each layer contains coils. A shaft is connected to the rotors and the housing. The shaft can distribute a liquid coolant between the rotors and the stator assembly. The housing can include a reservoir for collecting the liquid coolant.

Weiterer Stand der Technik kann der US 2021/0288554 A1 und der US 2018/0145574 A1 entnommen werden, wobei stets eine Abkühlung des Rotors vorgesehen ist.Further state of the art can be found in the US 2021/0288554 A1 and the US 2018/0145574 A1 The material is extracted, with cooling of the rotor always being provided.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen alternativen Rotor mit einem optimierten Wärmezustand bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an alternative rotor with an optimized thermal state.

Dies wird bei einem vorliegenden Rotor dadurch gelöst, dass zumindest teilweise an einer (ersten) Stirnseite des Rotorgrundkörpers zumindest eine drehfest mit dem Rotorgrundkörper verbundene, als Hitzeschild dienende Schutzeinrichtung angeordnet ist, so dass eine Luftreibung bei einer Drehung des Rotors an dem Hitzeschild vorkommt / entsteht. Insgesamt kann mithilfe dieser Schutzeinrichtung gewährleistet werden, dass eine Erhitzung / Erwärmung des Rotors durch Luftreibung zumindest verringert oder verhindert ist. Anstelle von einer Erhitzung / Erwärmung am Rotor kommt es durch die Luftreibung am Hitzeschild zu einer Erwärmung des Hitzeschildes. Damit kommt es zu einer Verschiebung der Wärmeentwicklung, wodurch die Leistung des Rotors im Dauerbetrieb weniger beeinflusst wird.This is achieved in the present rotor by arranging at least a protective device, serving as a heat shield and non-rotatably connected to at least one (first) end face of the rotor body, so that air friction occurs/generates against the heat shield when the rotor rotates. Overall, this protective device ensures that heating of the rotor due to air friction is at least reduced or prevented. Instead of the rotor heating up, the heat shield itself is heated by the air friction. This shifts the heat generation, thus having less of an impact on the rotor's performance during continuous operation.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

Von Vorteil ist, wenn sich das Hitzeschild zusätzlich zumindest teilweise, vorzugsweise komplett, an einer radialen Außenseite des Rotorgrundkörpers und/oder teilweise an einer weiteren (, zweiten) Stirnseite erstreckt. Je nach Ausgestaltung sind verschiedene Anordnungen der Schutzeinrichtung derart möglich.It is advantageous if the heat shield extends at least partially, preferably completely, along a radial outer surface of the rotor body and/or partially along a second end face. Depending on the design, various arrangements of the protective device are possible.

Es ist zweckmäßig, wenn axial und/oder radial zwischen dem Rotorgrundkörper und der Schutzeinrichtung ein Luftspalt ausgebildet ist. Durch den axialen Luftspalt ist Luft zwischen dem Rotor und der Schutzeinrichtung angeordnet. Durch die Drehung des Rotors kann die Luft im Luftspalt ebenfalls beschleunigt werden. Dadurch können weniger oder keine Verluste am Rotor entstehen und eine Erwärmung am Rotor verringert sich ebenfalls, weil anstelle des Rotor die als Hitzeschild dienende Schutzeinrichtung erwärmt wird. Bei einem radialen Luftspalt kann zwischen dem Rotorgrundkörper und der Schutzeinrichtung Luft eingeschlossenen sein. Dies dient als eine Isolation zur Wärmeübertragung.It is advantageous to have an axial and/or radial air gap between the rotor body and the protective device. An axial air gap allows air to be positioned between the rotor and the protective device. The rotation of the rotor can also accelerate the air in the air gap. This reduces or eliminates losses at the rotor and also minimizes heat generation at the rotor, because the protective device, acting as a heat shield, is heated instead. A radial air gap allows air to be trapped between the rotor body and the protective device. This acts as insulation to reduce heat transfer.

In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann die Schutzeinrichtung eine separat am Rotorgrundkörper aufgetragene Schicht / Beschichtung sein. Die Schicht kann vorzugsweise direkt an der Außenkontur des Rotors aufgetragen sein. Bevorzugt kann die Schicht an der ersten Stirnseite in einem radial äußeren Abschnitt aufgebracht sein. Somit kann die Luftreibung am Rotorgrundkörper verringert werden. In anderen Worten kann durch die zusätzliche Schicht auf dem Rotorgrundkörper eine Hitzeentstehung am Rotor verhindert werden und auf die Oberfläche der Schicht verschoben werden.In a first advantageous embodiment, the protective device can be a layer/coating applied separately to the rotor body. The layer can preferably be applied directly to the outer contour of the rotor. Preferably, the layer can be applied to the first end face in a radially outer section. This reduces air friction on the rotor body. In other words, the additional layer on the rotor body prevents heat generation on the rotor and shifts it to the surface of the layer.

Es ist zweckmäßig, wenn die Schicht aufgesprüht oder aufgeklebt ist. Vorzugsweise ist eine Oberfläche, ergo die zur Umgebung orientierte Seite, in Radialrichtung glatt / eben / geradlinig ausgeformt. Damit kann die Luftreibung weiter reduziert werden.It is advantageous if the coating is sprayed or applied with adhesive. Preferably, one surface, i.e., the side facing the environment, is smooth/flat/straight in the radial direction. This further reduces air friction.

Vorteilhaft ist, wenn das Material der Schicht eine geringere Wärmeleitfähigkeit und eine höhere Temperaturbeständigkeit als der Rotorgrundkörper aufweist. In anderen Worten weist die Schicht eine schlechte Wärmeleitfähigkeit auf, sodass nur die Schichtoberfläche heiß wird, jedoch der Rotor selbst nicht.It is advantageous if the layer material has lower thermal conductivity and higher temperature resistance than the rotor base. In other words, the layer has poor thermal conductivity, so only the layer surface gets hot, but the rotor itself does not.

Außerdem kann die Schicht einen schwarzen Farbton aufweisen. Damit kann gewährleistet werden, dass möglichst viel Wärmeenergie emittiert wird und nicht an den Rotorgrundkörper weitergeleitet wird.Furthermore, the layer can have a black tint. This ensures that as much heat energy as possible is emitted and not transferred to the rotor body.

In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform kann die Schutzeinrichtung ein separat vom Rotorgrundkörper hergestelltes Bauelement / Bauteil / Körper sein. Das Bauelement kann dabei vollvoluminös oder höhlförmig mit einem Freiraum, in anderen Worten als ein Hohlkörper ausgebildet sein. Die Schutzeinrichtung kann einerseits als eine kreisförmige Scheibe ausgebildet sein. Die kreisförmige Scheibe ist vorzugsweise zu der ersten Stirnseite des Rotorgrundkörpers beabstandet angeordnet. Bevorzugt ist die Scheibe mithilfe eines axialen Anschlussstücks mit dem Rotorgrundkörper drehfest verbunden. Vorzugsweise hat das Anschlussstück selbst einen zur Scheibe (erheblich) kleineren Durchmesser. Damit kann die Wärme / Hitze in thermisch unkritische Bereiche / Zonen geführt werden. Alternativ kann das Bauelement als eine ringförmige Scheibe, in anderen Worten als ein Ring, ausgebildet sein. Die ringförmige Scheibe kann zumindest teilweise an der Stirnseite direkt anliegen und/oder kann an die Stirnseite angeklebt sein. Der Ring kann ebenfalls als ein hohler Ring ausgebildet sein.In a second advantageous embodiment, the protective device can be a component/part/body manufactured separately from the rotor body. The component can be solid or hollow with a free space, in other words, a hollow body. The protective device can be designed as a circular disk. The circular disk is preferably spaced apart from the first end face of the rotor body. Preferably, the disk is rotationally fixed to the rotor body by means of an axial connecting piece. Preferably, the connecting piece itself has a diameter that is (significantly) smaller than that of the disk. This allows the heat to be directed into thermally non-critical areas/zones. Alternatively, the component can be designed as an annular disk, in other words, a ring. The annular disk can at least partially rest directly against the end face and/or can be bonded to the end face. The ring can also be designed as a hollow ring.

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, lediglich eine Schutzeinrichtung vorzuweisen. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen / Varianten der Schutzeinrichtung können beliebig miteinander kombiniert werden, so dass mehrere Schutzeinrichtungen an einem Rotorgrundkörper angeordnet sind.The invention is not limited to providing only one protective device. The previously described embodiments/variants of the protective device can be combined with one another as desired, so that several protective devices are arranged on one rotor body.

Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Axialflussmaschine mit zumindest einem zuvor beschriebenen Rotor und einem Stator, wobei der Rotor und der Stator zur Erzeugung eines Drehmoments zusammenwirken.The invention also relates to an electric axial flux machine with at least one previously described rotor and stator, wherein the rotor and the stator cooperate to generate a torque.

Vorteilhaft ist, wenn eine als Hitzeschild dienende Schutzeinrichtung zumindest teilweise an einer zur abgewandten Seite des Stators ausgerichteten Stirnseite des Rotorgrundkörpers positioniert ist. In anderen Worten kann es sich bei der Axialflussmaschine um eine Axialflussmaschine in einer H-Anordnung handeln. Eine H-Anordnung beschreibt vorliegend die Anordnung zweier Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten des Stators. Die zuvor beschriebene zweite Stirnseite ist vorliegend zu einer Seite des Stators zugewandt, während die erste Stirnseite von dem Stator abgewandt ist.It is advantageous if a protective device serving as a heat shield is positioned at least partially on an end face of the rotor body facing away from the stator. In other words, the axial flux machine can be an axial flux machine in an H-arrangement. An H-arrangement, as described here, describes the arrangement of two rotors on opposite axial sides of the stator. The second end face described above faces one side of the stator, while the first end face faces away from the stator.

Verschiedene vorteilbehaftete Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung mit Figuren näher erläutert.Several advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing with figures.

Es zeigen:

1 einen Ausschnitt einer Axialflussmaschine mit einem erfindungsgemäßen Rotor mit einer Schutzeinrichtung in einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht,
2 einen erfindungsgemäßen Rotor mit einer Schutzeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht,
3 einen erfindungsgemäßen Rotor mit einer Schutzeinrichtung in einer dritten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht,
4 einen erfindungsgemäßen Rotor mit einer Schutzeinrichtung in einer vierten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht.

They show:

1 a section of an axial flux machine with a rotor according to the invention with a protective device in a first embodiment in a schematic view,
2 a rotor according to the invention with a protective device in a second embodiment in a schematic view,
3 a rotor according to the invention with a protective device in a third embodiment in a schematic view,
4 A rotor according to the invention with a protective device in a fourth embodiment in a schematic view.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsformen lassen sich untereinander austauschen und alternativ / kumulativ einsetzen.The figures are purely schematic and serve solely to illustrate the invention. Identical elements are identified by the same reference numerals. Features of the individual embodiments are interchangeable and can be used alternatively or cumulatively.

Die 1 bis 4 zeigen einen erfindungsgemäßen Rotor 1 für eine elektrische Axialflussmaschine 2, mit einem Rotorgrundkörper 3, welcher an einer Rotorwelle befestigbar ist, wobei zumindest teilweise an einer (ersten) Stirnseite 4 des Rotorgrundkörpers 3 eine drehfest mit dem Rotorgrundkörper 3 verbundene, als Hitzeschild dienende Schutzeinrichtung 5 angeordnet ist, so dass eine Luftreibung bei einer Drehung des Rotors 1 an dem Hitzeschild vorkommt/entsteht. In 1 ist der erfindungsgemäße Rotor 1 in einem Ausschnitt der Axialflussmaschine 2 dargestellt. Dazu ist neben dem Rotor 1 ein Stator 6 abgebildet. Die Anordnung von Rotor 1 zu Stator 6 ist so ausgerichtet, dass die Schutzeinrichtung 5 zu einer dem Stator abgewandten Seite, der ersten Stirnseite 4, angeordnet ist.The 1 to 4 Figure 1 shows a rotor 1 according to the invention for an electric axial flux machine 2, with a rotor body 3 which can be attached to a rotor shaft, wherein at least partially on a (first) end face 4 of the rotor body 3 a protective device 5, which is rotationally fixed to the rotor body 3 and serves as a heat shield, is arranged, so that air friction occurs/arises when the rotor 1 rotates against the heat shield. 1 The rotor 1 according to the invention is shown in a section of the axial flux machine 2. A stator 6 is also shown next to the rotor 1. The arrangement of rotor 1 to stator 6 is oriented such that the protective device 5 is located on the side facing away from the stator, the first end face 4.

Die 1 bis 4 unterscheiden sich lediglich in der Ausgestaltung der Schutzeinrichtung 5. Für jede der Ausführungsform nach 1 bis 4 ist der Rotor 1 identisch ausgestaltet. Für 1 ist der Aufbau des Rotors 1 beschrieben. Der Aufbau des Rotors gilt auch für die 2 bis 4.The 1 to 4 differ only in the design of the protective device 5. For each embodiment according to 1 to 4 Rotor 1 is identically designed. For 1 The structure of rotor 1 is described. The structure of the rotor also applies to the 2 to 4 .

Die in 1 dargestellte Anordnung von Stator 6 zu Rotor 1 mit einer Schutzeinrichtung 5 ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Die Anordnung kann ebenfalls mit einer Schutzeinrichtung 5 nach den Ausführungsformen gemäß 2 bis 4 ausgeführt sein. Die Darstellung der Schutzeinrichtung 5 ist somit exemplarisch stellvertretend für die weiteren Ausführungsformen gemäß 2 bis 4.The in 1 The illustrated arrangement of stator 6 to rotor 1 with a protective device 5 is not limited to the illustrated embodiment. The arrangement can also be equipped with a protective device 5 according to the embodiments shown. 2 to 4 The illustration of the protective device 5 is therefore exemplary and representative of the further embodiments according to 2 to 4 .

Zur besseren Verdeutlichung ist eine Axialrichtung 7, eine Radialrichtung 8 und eine Umfangsrichtung 9 definiert. Die Axialrichtung 7 erstreckt sich in Richtung einer Mittelachse 10 bzw. eine Rotationsachse des Rotors 1, während die Radialrichtung 8 senkrecht zur Mittelachse 10 ausgerichtet ist. Die Umfangsrichtung 9 entspricht einer Drehrichtung 11 des Rotors 1.For better clarity, an axial direction 7, a radial direction 8, and a circumferential direction 9 are defined. The axial direction 7 extends in the direction of a central axis 10 or a rotation axis of the rotor 1, while the radial direction 8 is oriented perpendicular to the central axis 10. The circumferential direction 9 corresponds to a direction of rotation 11 of the rotor 1.

In 1 ist der erfindungsgemäße Rotor 1 mit der Schutzeinrichtung 5 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der Rotor 1 weist die erste Stirnseite 4 und eine zweite Stirnseite 12 auf. Weiterhin weist der Rotor eine radiale Außenseite 13 / Mantelfläche auf.In 1 The rotor 1 according to the invention is shown in a first embodiment with the protective device 5. The rotor 1 has a first end face 4 and a second end face 12. Furthermore, the rotor has a radial outer surface 13 / outer casing.

In der ersten Ausführungsform der 1 ist die als Hitzeschild dienende Schutzeinrichtung 5 als eine radial vollflächig verlaufende Scheibe 14 ausgebildet, welche zu der ersten Stirnseite 4 beabstandet angeordnet ist. Die Scheibe 14 ist mit dem Rotorgrundkörper 3 drehfest mittels eines axial erstreckenden Anschlussstücks 15 verbunden, wobei der Durchmesser des Anschlussstücks 15 viel kleiner als der Durchmesser des Rotorgrundkörpers 3 ist.In the first embodiment of the 1 The protective device 5, serving as a heat shield, is designed as a radially extending disk 14, which is spaced apart from the first end face 4. The disk 14 is rotationally fixed to the rotor base body 3 by means of an axially extending connecting piece 15, the diameter of which is much smaller than the diameter of the rotor base body 3.

Der Durchmesser der Scheibe 14 entspricht dem Durchmesser des Rotorgrundkörpers 3. Die axiale Erstreckung der Scheibe 14 ist viel kleiner als die axiale Erstreckung des Rotorgrundkörpers 3.The diameter of the disk 14 corresponds to the diameter of the rotor base body 3. The axial extent of the disk 14 is much smaller than the axial extent of the rotor base body 3.

Zwischen der ersten Stirnseite 4 und der Scheibe 14 ist in Axialrichtung 7 ein radial nach außen verlaufender Luftspalt 16 ausgebildet. Radial ist der Luftspalt 16 lediglich durch das Anschlussstück 15 begrenzt. Die im Luftspalt 16 befindliche Luft wird bei Rotation des Rotors 1 um die Mittelachse 10 mitbeschleunigt, wodurch keine Luftreibung zwischen dem Rotorgrundkörper 3 und der Luft gegeben ist. Die Luftreibung entsteht vorliegend zwischen der Scheibe 14 und der Luft, wodurch sich die Scheibe 14 erhitzt/erwärmt.Between the first end face 4 and the disk 14, a radially outward-extending air gap 16 is formed in the axial direction 7. Radially, the air gap 16 is limited only by the connecting piece 15. When the rotor 1 rotates about the central axis 10, the air in the air gap 16 is accelerated along with the rotor, thus eliminating air friction between the rotor body 3 and the air. Air friction arises between the disk 14 and the air, causing the disk 14 to heat up.

In 2 ist die Schutzeinrichtung 5 in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht dargestellt. Die Schutzeinrichtung 5 ist vorliegend in Form einer auf den Rotorgrundkörper 3 vollständig in Umfangsrichtung erstreckende, an der ersten Stirnseite 4 aufgetragenen Schicht 17 gebildet. Die Schicht 17 liegt an der ersten Stirnseite 4 an einem ersten (radial äußeren) Abschnitt 18 an und erstreckt sich in Axialrichtung 7 und in Umfangsrichtung 9 über die komplette radiale Außenseite 13. Insgesamt ist die erste Stirnseite 4 nur teilweise mit der Schicht 17 bedeckt. Durch die Schicht 17 ist der Rotorgrundkörper 3 nicht der Luftreibung ausgesetzt.In 2 In a second embodiment, the protective device 5 is shown in a schematic view. Here, the protective device 5 is formed as a layer 17 applied to the first end face 4, extending completely circumferentially over the rotor body 3. The layer 17 abuts a first (radially outer) section 18 on the first end face 4 and extends axially 7 and circumferentially 9 over the entire radial outer surface 13. Overall, the first end face 4 is only partially covered by the layer 17. The layer 17 prevents the rotor body 3 from being exposed to air friction.

In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schicht 17 glatt/eben ausgebildet, so dass keine Rillen an der Oberfläche der Schicht 17 gebildet sind. Durch die (zusätzliche) Schicht auf dem Rotorgrundkörper 3 ist die Hitzeentstehung am Rotor 1 verhindert bzw. verringert und auf die Oberfläche der Schicht 17 verschoben.In the present embodiment, layer 17 is smooth/flat, so that no grooves are formed on its surface. The (additional) layer on the rotor base 3 prevents or reduces heat generation at the rotor 1 and shifts it to the surface of layer 17.

In 3 ist die Schutzeinrichtung 5 in einer dritten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht dargestellt. Die Schutzeinrichtung 5 ist als ein separat vom Rotorgrundkörper 3 hergestelltes Bauelement 19 ausgebildet. Das Bauelement 19 liegt an dem ersten Abschnitt 18 der ersten Stirnseite 4 und einem Abschnitt 20 der zweiten Stirnseite 12 an. Das Bauelement 19 ist an der ersten Stirnseite 4 in dem radial äußeren Abschnitt 18, ähnlich wie in 2, angeordnet. Somit ist das Bauelement 19 nur teilweise an der ersten Stirnseite 4 angeordnet. Weiterhin ist ein Teil des Bauelements 19 in einem zweiten Abschnitt 21 zu der ersten Stirnseite 4 beabstandet angeordnet. Außerdem ist das Bauelement 19 in Axialrichtung 7 radial zu der radialen Außenseite 13 beabstandet angeordnet. Insgesamt bilden das Bauelement 19 und der Rotorgrundkörper 3 einen Hohlraum 22 aus, in dem Luft eingeschlossen ist. Diese Luft dient als Isolation.In 3 In a third embodiment, the protective device 5 is shown in a schematic view. The protective device 5 is designed as a component 19 manufactured separately from the rotor body 3. The component 19 abuts the first section 18 of the first end face 4 and a section 20 of the second end face 12. The component 19 is attached to the first end face 4 in the radially outer section 18, similar to the 2 The component 19 is arranged in a two-part manner. Thus, the component 19 is only partially positioned at the first end face 4. Furthermore, a portion of the component 19 is spaced apart from the first end face 4 in a second section 21. Additionally, the component 19 is spaced radially away from the radial outer surface 13 in the axial direction 7. Overall, the component 19 and the rotor body 3 form a cavity 22 in which air is enclosed. This air serves as insulation.

In 4 ist die Schutzeinrichtung 5 in einer vierten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht dargestellt. Ebenfalls wie in 3 ist die Schutzeinrichtung 5 als Bauelement 19 ausgebildet. In der vorliegenden Ausgestaltung ist das Bauelement 19 als ein Hohlkörper mit einem Hohlraum 22 ausgebildet, wodurch ein Lufteinschluss im Bauelement 19 in dem Hohlraum 22 vorhanden ist. Das Bauelement 19 liegt an dem radial äußeren Abschnitt 18 an der ersten Stirnseite 4 an und erstreckt sich in Axialrichtung 7 vollständig an der radialen Außenseite 13 und liegt an dieser an. Somit ist das Bauelement 19 nur teilweise an der Stirnseite 4 angeordnet.In 4 The protective device 5 is shown in a schematic view in a fourth embodiment. Also as in 3 The protective device 5 is designed as a component 19. In the present embodiment, the component 19 is designed as a hollow body with a cavity 22, resulting in an air inclusion within the component 19 in the cavity 22. The component 19 rests against the radially outer section 18 at the first end face 4 and extends completely along the radial outer surface 13 in the axial direction 7, resting against it. Thus, the component 19 is only partially located at the end face 4.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Rotorrotor
22: AxialflussmaschineAxial flux machine
33: RotorgrundkörperRotor body
44: erste Stirnseitefirst front
55: SchutzeinrichtungProtective device
66: Statorstator
77: AxialrichtungAxial direction
88: Radialrichtungradial direction
99: UmfangsrichtungCircumferential direction
1010: Mittelachsecentral axis
1111: DrehrichtungDirection of rotation
1212: zweite Stirnseitesecond forehead
1313: radiale Außenseiteradial outer side
1414: Scheibedisc
1515: Anschlussstückconnector
1616: Luftspaltair gap
1717: Schichtlayer
1818: erster Abschnitt (erste Stirnseite)first section (first end face)
1919: Bauelementcomponent
2020: Abschnitt (zweite Stirnseite)Section (second end face)
2121: zweiter Abschnitt (zweite Stirnseite)second section (second end face)
2222: Hohlraumcavity

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2022/0329132 A1 [0003]
US 2021/0288554 A1 [0004]
US 2018/0145574 A1 [0004]

Claims

Rotor (1) for an electric axial flux machine (2), with a rotor body (3) which can be attached to a rotor shaft, wherein at least partially on an end face (4) of the rotor body (3) a protective device (5) serving as a heat shield is arranged which is rotationally fixed to the rotor body (3).

Rotor (1) after Claim 1 , characterized in that the protective device (5) extends on a radial outer side (13) of the rotor body (3) and/or at least partially on a further end face (12).

Rotor (1) after Claim 2 , characterized in that an air gap (16) is formed axially and/or radially between the rotor base body (3) and the protective device (5).

Rotor (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the protective device (5) is a layer (17) applied separately to the rotor base body (3).

Rotor (1) after Claim 4 characterized in that the layer (17) is sprayed on or glued on.

Rotor (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that the material of the layer (17) has a lower thermal conductivity than the rotor base body (3).

Rotor (1) according to one of the Claims 4 until 6 , characterized in that the layer (17) has a black hue.

Rotor (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the protective device (5) is a component (19) manufactured separately from the rotor body (3).

Axial flux machine (2) with a rotor (1) according to one of the Claims 1 until 8 and a stator (6), wherein the rotor (1) and the stator (3) cooperate to generate a torque.

Axial flux machine according to Claim 9 , characterized in that a protective device (5) serving as a heat shield is positioned at least partially on an end face (4) of the rotor body (1) oriented towards the side facing away from the stator (6).