橫向場激勵電機的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子及其制造方法與流程

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本發(fā)明涉及一種用于橫向場激勵的電機的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子以及一種用于制造這樣的轉(zhuǎn)子的方法，該轉(zhuǎn)子尤其用于橫向磁通磁阻電機或用于永磁激勵的電機。

背景技術(shù)：

向電動交通發(fā)展的普遍趨勢提升了對能夠盡可能簡單地集成的電驅(qū)動器的需求。為了實現(xiàn)高續(xù)航里程和低能耗，效率始終也是重要的，然而效率視各種電驅(qū)動器的工作原理而定地會明顯有區(qū)別。與驅(qū)動器的工作原理無關(guān)地，使用尤其用于減少運動質(zhì)量的盡可能輕的材料原則上對效率有積極的作用。例如可以同時是輕的且非常穩(wěn)定的纖維增強的合成材料適用于減少重量。

由公開文獻EP 2 747 256 A1公知了一種用于制造電動馬達的轉(zhuǎn)子的方法。該轉(zhuǎn)子由纖維合成材料復合原料制成，并且擁有盤狀的幾何結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)子的盤狀的幾何結(jié)構(gòu)中容納有多個磁體，這些磁體相對轉(zhuǎn)子軸線均勻且等距地布置。轉(zhuǎn)子的在第一方法步驟中制成的纖維支架由螺旋狀織造的纖維帶構(gòu)成，該纖維帶可以多層面式螺旋狀上下疊置地鋪放直至轉(zhuǎn)子的所需的厚度。纖維帶的織物結(jié)構(gòu)由螺旋狀并排安放的經(jīng)纖維和垂直于經(jīng)纖維編入的緯纖維組成。為了使轉(zhuǎn)子在靠內(nèi)和靠外的邊緣區(qū)域處穩(wěn)定化，經(jīng)纖維在纖維帶的邊緣處要比在纖維帶的中間區(qū)域中布置得更為致密。為了之后容納磁體可以通過將緯纖維推到一起來在纖維帶中產(chǎn)生開口，這些開口在進行螺旋狀的上下疊置鋪放之后形成相應(yīng)的留空部。另外的可行方案是，這些開口已經(jīng)被編入纖維帶中。在另外的方法步驟中，將纖維帶放入到與轉(zhuǎn)子的凹模相應(yīng)的腔中。為了構(gòu)成用于磁體的留空部，該腔具有相應(yīng)數(shù)量的嵌入到纖維帶的開口中的占位部?？梢允褂么朋w作為占位部，在后面的方法步驟中，磁體與纖維支架一起被注入在聚合物基體中并且在壓力和溫度升高的情況下進行固化。

然而，經(jīng)織造的纖維帶的螺旋形狀導致了緯纖維在轉(zhuǎn)子的織造結(jié)構(gòu)中分布不利。由于隨直徑以平方關(guān)系增加的轉(zhuǎn)子盤的體積，使得緯纖維的在纖維帶的內(nèi)直徑處的最佳的、致密的布置往外直徑去將大大降低。但是，基于轉(zhuǎn)子由于快速交替的場或高轉(zhuǎn)速所造成的機械負荷，正是在轉(zhuǎn)子盤的邊緣區(qū)域中需要最大的穩(wěn)定性。纖維體積也并不能夠進一步提高，這是因為在內(nèi)直徑處聚集的緯纖維將使轉(zhuǎn)子變厚。此外，根據(jù)已知的現(xiàn)有技術(shù)不能夠?qū)较虻睦w維進行精確地筆直取向。這些徑向的纖維總是具有曲線走向，從而不利地影響復合物的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明任務(wù)在于，發(fā)現(xiàn)一種用于制造用于電機的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的新可行方案，該可行方案實現(xiàn)了模塊式的盤狀的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，該構(gòu)造具有配合準確的留空部，該留空部用于可靠地定位和固定磁性的功能元件并且用于尤其在纖維復合合成材料的邊緣區(qū)域中對磁性的功能元件進行可靠地離心力保護。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)在用于橫向場激勵的電機的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子(在其中，將徑向取向的磁性的功能元件埋入凹部中)中在使用了至少一個纖維復合合成材料層的情況下通過如下方式來解決，即，轉(zhuǎn)子具有至少一個旋轉(zhuǎn)對稱的轉(zhuǎn)子盤，轉(zhuǎn)子盤被制成為纖維復合合成材料系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子盤由相對對稱平面對稱地布置的層構(gòu)建并且具有至少一個纖維復合合成材料層作為載體層，在載體層上存在有至少一個貼靠在載體層上的徑向的增強層，該增強層具有至少一個在徑向筆直的纖維取向，增強層具有與功能元件之間的徑向的連接部相匹配的扁平的徑向的纖維輻，纖維輻從空出的內(nèi)圓延展到載體層的外周，并且至少短暫地存在有至少一個定位模板，其用于限定地定位功能元件以及用于徑向有序地將增強層的纖維輻裝入功能元件之間的連接部中，以便使功能元件和纖維輻在至少如此長時間地經(jīng)限定地固定，直到能流動地引入到載體層的纖維與增強層的纖維之間的基體材料被固化。

有利地，增強層構(gòu)造為徑向增強的纖維織造物，其優(yōu)選具有徑向筆直地構(gòu)造的纖維并且優(yōu)選預伸長。

定位模板適宜地由不導電的材料構(gòu)成。其可以優(yōu)選地由至少一種聚合的合成材料構(gòu)成，或者也可以由氧化物陶瓷，尤其是氧化鋁構(gòu)成。

此外，已被證明有利的是，定位模板在空出的內(nèi)圓處或在靠外的邊緣區(qū)域處具有在軸向沉入的裝配環(huán)，其為了定位模板彼此間到校準和轉(zhuǎn)子盤與馬達軸的校準而具有用于固定元件的缺口。

磁性的功能元件適宜地沿徑向取向地置入到凹部中，這些凹部在軸向方向上至少主要貫穿轉(zhuǎn)子盤的所有纖維復合合成材料層。

磁性的功能元件優(yōu)選具有沿徑向方向定向的極，這些極要么由能暫時磁化或能持久能磁化的材料形成，要么由永磁性的材料形成。

此外，磁性的功能元件在極之間可以有利地具有用于使極分開的不導電的中間件。

在優(yōu)選的實施方案中，轉(zhuǎn)子盤具有在載體層的中間的對稱平面，而在另外的有利的實施方案中，沿著兩個在背側(cè)拼接在一起的定位模板的拼接面存在有對稱平面。

轉(zhuǎn)子盤從布置在中央的載體層出發(fā)適宜地在兩側(cè)分別以增強層和定位模板包圍。

此外，轉(zhuǎn)子盤從對稱平面出發(fā)地具有兩個定位模板，它們在兩側(cè)被增強層和載體層包圍。

此外，該任務(wù)通過一種用于制造纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的方法來解決，其包括以下步驟：

a)提供至少兩個定位模板，其具有用于磁性的功能元件的匹配的凹部和用于容納徑向的纖維輻的成形的下沉的連接部，

b)將功能元件引入到定位模板的凹部中，

c)將徑向的纖維輻的纖維引入到功能元件之間的定位模板的連接部的區(qū)域中，用以在定位模板上產(chǎn)生徑向的增強層，

d)將至少一個由具有用于功能元件的凹部的二維結(jié)構(gòu)化的纖維材料構(gòu)成的載體層施加到鋪放有增強層的定位模板上，

e)將兩個鋪放好的定位模板鏡像對稱地以顛倒的方式拼接在一起，從而關(guān)于對稱平面使增強層分別布置在載體層與定位模板之間，并且

f)將能流動的、能固化的基體材料引入到轉(zhuǎn)子盤的所有纖維層中，與此同時該轉(zhuǎn)子盤位于在軸向能擠壓的模腔中，并且通過固化基體材料產(chǎn)生纖維合成材料復合的轉(zhuǎn)子盤。

有利地，通過放入預制的徑向的纖維元件或通過直接在徑向鋪放纖維來實現(xiàn)將徑向的纖維輻引入到功能元件之間的連接部的區(qū)域中。

在另外的變型方案中，以放置、纏繞、鋪帶(Tapelegen)中的任一種工藝通過在徑向鋪放的單獨的纖維、纖維束或預制的徑向的纖維元件來實現(xiàn)將徑向的纖維輻引入到功能元件之間的連接部的區(qū)域中。

優(yōu)選在封閉的模腔中借助壓力梯度方法(Druckgradientenverfahren)實現(xiàn)將所有的堆疊在定位模板上的層以基體材料來浸漬，在其中，充分利用了基體材料的貯存器相對模腔的壓降，以便完全充填纖維中間空間。

優(yōu)選地，通過將作為由樹脂和固化劑或熔液構(gòu)成的混合物的液態(tài)的或液化的聚合的合成材料澆注或注射到定位模板上的載體層和增強層的纖維之間，將基體材料引入模腔中。

在另外的有利的變型方案中，通過在模腔內(nèi)的熱擠壓來實現(xiàn)以通過聚合的合成材料的液化所得的基體材料進行的浸漬，根據(jù)預浸料方法將該基體材料預浸透到位于定位模板上的載體層和增強層中。

已被證實適宜的是，在基體材料固化之后，通過平磨削、平車削或平銑削來去除定位模板的至少一部分。

此外有利的是，轉(zhuǎn)子盤最后在切向以箍帶包套，該箍帶作為具有切向延伸的纖維的纖維復合合成材料層產(chǎn)生。

本發(fā)明基于如下基本思路，即，在螺旋狀地制造經(jīng)織造的纖維帶的已知的方法中，由于隨直徑以平方關(guān)系增加的轉(zhuǎn)子盤的體積造成了纖維在轉(zhuǎn)子的織造結(jié)構(gòu)中的分布不利。即使通過在纖維帶的邊緣區(qū)域中提高的經(jīng)纖維密度，也不足以補償尤其是針對纖維帶中間區(qū)域的徑向的纖維的向外遞減的密度，該纖維帶中間區(qū)域由于用于磁體原料元件的凹部而只具有窄的連接部。

根據(jù)本發(fā)明，該問題通過如下方式來解決，即，模塊式轉(zhuǎn)子盤被構(gòu)建為多層面式旋轉(zhuǎn)對稱的層構(gòu)造，該層構(gòu)造由在具有以生物或化學的方式產(chǎn)生的基體材料(例如合成材料基體)的復合物中的纖維構(gòu)成。

模塊時構(gòu)建的轉(zhuǎn)子盤通過如下方式制造，即，在用于準確定位轉(zhuǎn)子盤的磁性的功能元件的(優(yōu)選由合成材料、陶瓷或適用于壓印成形、噴注成型制造等的其他能容易成形的材料構(gòu)成的)不傳導的定位模板中，以合成材料將由匹配地確定規(guī)格的承載纖維構(gòu)成的徑向的增強層和由主要是不導電的材料(具有纖維增強的熱塑性合成材料或熱固性合成材料，也就是說，纖維復合原料)構(gòu)成的載體層拼接成纖維復合基體，該承載纖維作為在轉(zhuǎn)子盤的功能元件之間的連接部區(qū)域中的扁平的纖維輻并且具有主要是徑向的纖維取向，該載體層用于使增強層的徑向的纖維輻穩(wěn)定化。在此，主要存在于載體層中的切向延伸的纖維可以構(gòu)造為導電的(例如碳纖維)，但是只要對于用于使增強層的徑向的纖維穩(wěn)定化來說是必需的并且只要沿切向方向在纖維復合物載體層里面不構(gòu)建環(huán)繞地閉合的導體時，就可以優(yōu)選構(gòu)造為不導電的(如玻璃纖維，芳綸纖維，玄武巖纖維)，其中，用于纖維復合基體的原料在任何情況下決定了載體層的整體上的不導電的特征。

轉(zhuǎn)子層構(gòu)造基本上對稱地選擇，其中，原則上，只要增強層和載體層直接彼此重疊地定位并且定位模板能夠連同用于準確的姿態(tài)取向的磁性的功能元件一起容納增強層的徑向的纖維元件，那么增強層或一個(多個)定位模板是否位于轉(zhuǎn)子盤的對稱平面中就是任意的。在此，當磁性的功能元件已經(jīng)在前置的定位步驟中直接注入定位模板中時，這也可以被認為屬于本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明，上述的磁性的功能元件不僅應(yīng)當被理解為具有用于在徑向使極分開的不導電的連接件的能磁化的極，其中，該極由能持久磁化或能暫時磁化的原料，如經(jīng)擠壓的、軟磁性的混合材料、燒結(jié)金屬或硅鋼片構(gòu)成，而且也應(yīng)當被理解為永磁性的極。

以至少切向是優(yōu)選的纖維取向?qū)⑤d體層全面地圍繞用于功能元件的凹部進行鋪放，并且必要時在使用另外的鏡像對稱地擺放的定位模板的情況下，將另外的徑向的增強層安放到起先的兩個纖維層上，并且以熱塑性合成材料或熱固性合成材料對如此生成的層構(gòu)造進行浸潤、注射、澆注或擠壓，其中，這些合適的措施都應(yīng)被歸納概括為壓力梯度方法，其中，壓降(壓差)存在于基體材料的貯存器與纖維材料引入到其中的腔之間，以便實現(xiàn)對纖維層的纖維材料進行浸漬。在此，壓力梯度方法應(yīng)當被理解為如下所有方法，在其中，使用于纖維的腔維持在常壓下并且給基體材料的貯存器加載升高的壓力，或者在其中，在腔中產(chǎn)生負壓(真空)并且使基體材料保持在常壓下，或者還有具有對腔進行抽氣并且對基體材料進行壓力加載的方法。

為了抑制由于受熱可能導致電機的效率降低的渦流的影響，在徑向的增強層中引入徑向延伸的、優(yōu)選能導電的纖維，這些纖維至少局部地在功能元件之間彼此切向隔離。

通過本發(fā)明闡明了用于制造用于電機的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的可行方案，該可行方案實現(xiàn)了模塊式的盤狀的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，該轉(zhuǎn)子具有磁性的功能元件的配合準確的定位部并且具有對磁性的功能元件尤其是在纖維復合合成材料的邊緣區(qū)域中進行的可靠的離心力保護。在此，在適度的制造花費的情況下實現(xiàn)了在復合基體材料中的纖維的尤其是負載定向的分布，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對電機的特定應(yīng)用的轉(zhuǎn)子進行模塊式配合準確地拼裝。

附圖說明

下面結(jié)合實施例和插圖詳細闡述本發(fā)明。其中：

圖1：示出作為根據(jù)本發(fā)明的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的模塊的轉(zhuǎn)子盤的立體圖；

圖2：示出定位模板的第一實施方式，定位模板用于定位用于磁性的功能元件的凹部并且用于匹配地產(chǎn)生具有扁平的纖維輻的第一徑向的增強層；

圖3：示出作為在定位模板的預定的連接部上的扇形纖維輻的第一增強層的優(yōu)選的實施方案；

圖4：示出在組成轉(zhuǎn)子盤之前的扇區(qū)截段的圖示，該轉(zhuǎn)子盤具有至少優(yōu)選在切向纖維增強的載體層作為模塊式構(gòu)建的轉(zhuǎn)子盤的主層；

圖5：以扇形的截段的立體圖示出模塊式構(gòu)建的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤的第一實施方式的示意圖；

圖6：示出作為扇形的截段的模塊式構(gòu)建的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤的在圖5中所示的實施方案的修改圖；

圖7a：以立體俯視圖示出模塊式構(gòu)建的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子盤的示意圖；

圖7b：以軸向剖平面A-A示出根據(jù)圖7a的實施方案的示意圖；

圖7c：以穿過沒有置入的功能元件的凹部的軸向剖平面B-B示出根據(jù)圖7a的實施方案的示意圖；

圖8：示出具有所示的纖維復合合成材料層和所屬的定位模板的轉(zhuǎn)子盤的示意圖，該轉(zhuǎn)子盤作為根據(jù)圖7a的第一實施方案的轉(zhuǎn)子盤的層式鏡像對稱地拼接在一起的截段；

圖9：示出具有所示的纖維復合合成材料層和在中央地彼此靠近的定位模板的轉(zhuǎn)子盤的示意圖，該轉(zhuǎn)子盤作為根據(jù)圖7a的第一實施方案的轉(zhuǎn)子盤的扇區(qū)的層式分級的區(qū)段，并且示出了所組成的層順序的經(jīng)放大的詳細圖；

圖10：示出兩個根據(jù)本發(fā)明的定位模板的樣式圖，定位模板也可以一體式地制造，其具有經(jīng)注入或置入的磁性的功能元件，其中，用于容納徑向的增強層的轉(zhuǎn)子盤的下沉的區(qū)域在對稱平面的兩側(cè)相對置地布置；

圖11：示出具有轉(zhuǎn)子盤的根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的剖面圖，轉(zhuǎn)子盤可以具有根據(jù)圖5或9的纖維復合合成材料層，轉(zhuǎn)子盤置入具有呈H形的極對的馬達殼體中，這些極對在兩側(cè)以相對轉(zhuǎn)子盤很窄的氣隙地布置，其中，轉(zhuǎn)子盤固定在內(nèi)置的空心軸上；

圖12：示出具有多個在馬達殼體中的獨立的轉(zhuǎn)子盤的根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的剖面圖，馬達殼體具有在兩個轉(zhuǎn)子盤之間分別具有呈H形的極對并且在靠外的轉(zhuǎn)子盤上具有呈U形的極對；

圖13：示出剖面圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤固定在馬達殼體中并且形成在靠外的軸(馬達外殼)上的轉(zhuǎn)子，而極對在轉(zhuǎn)子盤的兩側(cè)安裝在固定的機軸(定子)上。

具體實施方式

根據(jù)圖1，具有根據(jù)本發(fā)明的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子盤2的馬達1的基本構(gòu)造通過其模塊式的組成部分、功能元件壓印而成，其中，模塊式的組成部分由能以任意數(shù)量和密度拼裝的層構(gòu)造構(gòu)成，功能元件由具有用于在徑向使極分開的不導電的連接件的永磁性的極或能磁化的極構(gòu)成或由能持久磁化或能暫時磁化的材料，例如，經(jīng)擠壓的、軟磁性的混合材料或硅鋼片構(gòu)成。轉(zhuǎn)子盤2具有軸向?qū)ΨQ的層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)具有載體層21和相鄰的至少一個徑向的增強層22，其中，為了提高剛性，用于對載體層21進行徑向取向地纖維增強的增強層22分別在磁性的功能元件3之間的連接部23處包括以徑向取向的方式引入的且與所出現(xiàn)的離心力相匹配地確定規(guī)格的纖維輻221。通過連接部23限定地間隔開的功能元件3由徑向定向的極31構(gòu)成，這些極要么由永磁性的材料構(gòu)成要么由能暫時磁化或能持久磁化的材料構(gòu)成，并且在后一種情況下具有用于在徑向使極分開的不導電的連接件32。為了準確定位功能元件3并且在連接部23的位于功能元件之間的區(qū)域中經(jīng)限定地引入徑向的增強層22的纖維輻221，設(shè)置有至少一個定位模板24，定位模板作為通過初次成型或改型(例如，注射或噴注成型法或結(jié)合沖壓或壓印)制成的成形件或銑削件預定了用于精確制造整個轉(zhuǎn)子盤2的標準具該標準具由能易于成形的合成材料或氧化物陶瓷，優(yōu)選是氧化鋁制成。定位模板24分別表現(xiàn)針對功能元件3圍繞馬達轉(zhuǎn)動軸線11的精確取向和纖維合成材料復合物的可靠的徑向的纖維增強來說的先決條件。在置入功能元件3并對其進行取向并且將增強層22的纖維輻221放入第一定位模板24內(nèi)以及放入載體層21之后，同樣鋪放有增強層22的第二定位模板24用于沿軸向方向的鏡像對稱的構(gòu)造，其中，要么載體層21包括鏡像對稱體的平面，要么至少一個定位模板24在兩側(cè)具有相應(yīng)地成形的面或者在是兩個具有相互靠近的平坦的面的單側(cè)平坦的定位模板24的情況下，對稱面27位于定位模板24的兩個平坦的面之間。

為使對稱的轉(zhuǎn)子盤2并且必要時使對稱的轉(zhuǎn)子盤的堆疊沿著包括多個轉(zhuǎn)子盤2的馬達1的軸向方向進行精確地軸向和切向的取向，在定位模板24的內(nèi)環(huán)211中的裝配孔243中設(shè)置有配合銷或校準套管241并且將經(jīng)如此限定地堆疊的層固定在聚合的基體材料25中(熱固性合成材料，例如環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酯、乙烯基酯，或熱塑性合成材料，例如聚酰胺、聚醚醚酮、聚芳砜)?；w材料25的最主要的選定特性是高耐熱性和高強度。

特征優(yōu)選在于具有各向同性的纖維聯(lián)結(jié)部的但也可以具有沿切向方向的附加的增強部的中央的載體層21作為圓環(huán)狀的纖維半成品被置入，圓環(huán)狀的纖維半成品具有居中空出的內(nèi)圓211和用于在上述的層構(gòu)造中的功能元件3的預制的凹部212。

載體層21的和增強層22的纖維聯(lián)結(jié)部在它們的所述成形方面可以通過編織法、針織法、打結(jié)法、編結(jié)法，鋪帶法，TFP(Tailored Fiber Placement，特制的纖維鋪放)法或織造法制成，纖維聯(lián)結(jié)部可以附加地通過合成材料連接成多層面的柔性的扁平形成物(預成形物)。針對增強層22，優(yōu)選對纖維進行預緊。

如果基體材料25被固化，轉(zhuǎn)子盤2的相對置的表面可以平面平行地進行平滑化。在此，當定位模板24靠外放置時，可以部分地或直至其被完全除掉地去除定位模板，這是因為其已經(jīng)完成了作為標準保持器或標準具的用途。否則，當一個(多個)定位模板24居中地布置在轉(zhuǎn)子盤2中時，就對在兩側(cè)外置的載體層21結(jié)合基底材料25一起(在必要時)進行平磨削，以便完成轉(zhuǎn)子盤2的幾何上的最終尺寸。

不同于平面平行地，當纖維復合層內(nèi)部(尤其是在增強層22內(nèi)部，或者在載體層21內(nèi))避免或至少希望減少受構(gòu)造限制的徑向的纖維體積梯度時，轉(zhuǎn)子盤2也可以在徑向向外更薄地設(shè)計。

為了便于裝配地組裝完成轉(zhuǎn)子盤2，在轉(zhuǎn)子盤2的空出的內(nèi)圓211處可以設(shè)置有用于夾緊在馬達軸12上的高強度的裝配環(huán)26，該裝配環(huán)也可以在引入基體材料25之前或者說在基體材料固化之前就已經(jīng)壓入或成形在定位模板24中。裝配環(huán)26的相對于其余的轉(zhuǎn)子盤2，尤其是功能元件3的取向經(jīng)由已述及的校準套管241來實現(xiàn)。裝配環(huán)26的替選的安裝方案可以在轉(zhuǎn)子盤2的外周處進行，并且對于根據(jù)圖13的外轉(zhuǎn)子的實施方案來說是必要的。

為了在高轉(zhuǎn)速下保護轉(zhuǎn)子盤2而附加地防止轉(zhuǎn)子盤2的部件由于離心力而飛出，借助纖維增強的箍帶4附加地在外周的表面上對轉(zhuǎn)子盤2進行固定。箍帶4在使用幾乎是非彈性的纖維(例如合成纖維、天然纖維、碳纖維或玻璃纖維)的情況下產(chǎn)生，并且優(yōu)選由與載體層21相同的材料制成，其中，它作為環(huán)繞的軟管狀套與轉(zhuǎn)子盤2的圓周尺寸相匹配，并且必要時在拉出之后仍能夠熱收縮。

針對根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤2的第一實施方式，在圖2至圖4中示出了基本的組件，并且清楚說明了將轉(zhuǎn)子盤2的組件疊起的制造技術(shù)上的流程。

以定位模板24來開始制造轉(zhuǎn)子盤2，隨后將形式為磁性的或能磁化的極31的必要的功能元件3置入到定位模板中。進一步地，定位模板24可以包括已經(jīng)注入的功能元件3，為此，用于在對定位模板24進行注入或噴入之前使功能元件3取向的初次成型部用于磁性的功能元件3的準確定位。在這兩種途徑中，可以將用于所有后面的步驟的定位模板24填入模腔中(未示出)，以便能夠容易完成用基體材料25填充纖維層。

轉(zhuǎn)子盤2的沿徑向方向位于兩個相鄰的極31之間的連接部23環(huán)繞地在所有極31之間在使用徑向取向的纖維材料的情況下用纖維輻221來鋪放。由此產(chǎn)生的增強層22至少在連接部23的延長部中從空出的內(nèi)圓211延伸至轉(zhuǎn)子盤2的外周。但是在纖維輻221之間也可以補入由具有功能元件3的寬度的徑向取向的纖維材料構(gòu)成的填充元件，以便獲得統(tǒng)一厚度的層。，圍繞極31并且在增強層22上方放置載體層21。特別有利的是，該載體層21由玻璃織造物構(gòu)建，借助粘結(jié)劑進行固定，并且隨后例如借助沖制、激光切割或水射束切割引入極留空部。隨后，將該預成形物放置或壓入在模腔中的由定位模板24和增強層22構(gòu)成的已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)上方。

進一步地，在該示例中，以相同的方式和方法將徑向的纖維輻221安放到第二定位模板24上，用以產(chǎn)生第二徑向的增強層22，以便隨后組成轉(zhuǎn)子盤2的所期望的在軸向鏡像對稱的層構(gòu)造。

組成的方法步驟可以在模腔的內(nèi)部或外部進行。如果該步驟在腔的外面進行，那么層構(gòu)造必須緊接著被放入到模腔(未示出)中，以便可以給它填充以基體材料25。在此，模腔極少是純粹的腔，而是較復雜的形成物，該形成物被構(gòu)造成用于利用壓降，也就是說要么利用在模腔內(nèi)的負壓(真空)形成的壓差，要么利用在用于提供基體材料25的貯存器中的過壓形成的壓差使基體材料25引入纖維層構(gòu)造中，并且必要時在兩個沖模之間使其被壓縮。隨后，基體材料25可以借助RTM方法(Resin Transfer Moulding，樹脂傳遞模塑)或任意其它壓力梯度方法來滲透或浸漬，其中，基體材料25被吸入模腔，注射(壓入)或充入、注入到該模腔中，并且必要時事后還進行擠壓(壓實)。

基體材料25固化之后，將轉(zhuǎn)子盤2從模腔取出并經(jīng)受機械的最后加工成為最后幾何上的最終形狀，機械的最后加工基本上由磨削和拋光流程構(gòu)成，以便為了裝入到定子的極靴之間而制造出轉(zhuǎn)子盤2的必要的最終尺寸。

為了解釋制造，在圖2中以立體圖示出了在將功能元件3和增強層22(在此，僅具有連接部23之間的纖維輻221)放入定位模板24中的方法步驟之后的轉(zhuǎn)子盤2的扇區(qū)截段。在該情況下，在定位模板24中，在纖維輻221之間的徑向的填充元件已經(jīng)預先成形在定位模板24中。此外，在空出的內(nèi)圓211的該區(qū)域中補入了校準套管241和裝配孔243，它們同時也穿引過裝配環(huán)26。在該示例中，在定位模板24的凹部242中置入了具有能磁化的極31和不導電的中間件32的功能元件3。該構(gòu)造現(xiàn)在根據(jù)圖3來繼續(xù)，并帶有載體層21，該載體層至少以切向取向的纖維對徑向的增強層22進行增強，然而其中，載體層21原則上具有兩維的纖維結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)子盤2的如此所得的層構(gòu)造現(xiàn)在可以沿兩個方向?qū)ΨQ地進行完備：一方面根據(jù)圖4至7，其中，對稱平面27居中地位于載體層21內(nèi)部，在對稱平面27的兩側(cè)上，增強層22和定位模板24通過基體材料25材料鎖合地(formschlüssig)連接，而另一方面根據(jù)圖8和9，其中，對稱平面28布置在兩個以它們平面?zhèn)缺舜丝拷亩ㄎ荒０?4之間，增強層22和載體層21借助基體材料25固定到對稱平面28的兩側(cè)上。

圖10示出了后一種變型方案的另外的修改方案，其中，兩個彼此拼接的單個的(單側(cè)平坦的)定位模板24被組合(合并)成在兩側(cè)成形的定位體244。在此，兩側(cè)成形的定位體244(即使其一體式地實施)在本發(fā)明的上下文中也始終被理解為配備有兩個定位模板24，這是因為定位體244的兩個成形的表面提供了用于定位功能元件3、載體層和增強層21或22的結(jié)構(gòu)化的區(qū)域，也就是每一側(cè)都滿足用于定位的模板功能。

上述三個變型方案將在下面詳細描述。

在圖3中所選擇的立體圖中(為了清楚起見如在隨后的附圖中那樣地)僅畫出了轉(zhuǎn)子盤2的扇區(qū)。該扇區(qū)在結(jié)構(gòu)化地成形出的定位模板24上具有四個標出的凹部242，其中的三個中存在磁性的功能元件3。在這些凹部之間，在連接部23的區(qū)域中，也就是說，在功能元件3之間徑向取向的連接部23中分別是具有徑向取向的纖維的纖維輻221，這些纖維輻從轉(zhuǎn)子盤2的外周直到空出的內(nèi)圓211。為了轉(zhuǎn)子盤2的軸向和切向取向2，定位模板24具有校準套管241，利用校準套管首先彼此校準轉(zhuǎn)子盤2的(僅在圖4至6中可見的)兩個相對置的定位模板24。

轉(zhuǎn)子盤2的層構(gòu)造(結(jié)合圖4至6)示出了轉(zhuǎn)子盤2的第一實施方式，在其中，載體層21在中央地布置在兩個增強層22與靠外聯(lián)接的定位模板24之間。在將纖維輻221放入所有功能元件3之間的下沉的連接部23中之后，隨后將載體層21放置在如此生成的增強層22上，之后將同樣鋪設(shè)有增強層22的鏡像對稱地取向的靠上的定位模板24以顛倒的方式放置(壓入)。在此，校準套管241在與功能元件3相互配合的情況下提供了用于組成轉(zhuǎn)子盤2的配合準確的預定。為了通過定位銷將轉(zhuǎn)子盤2裝配在馬達軸12(在圖3、4中未畫出)上，除了校準功能外，校準套管241也允許轉(zhuǎn)子盤2與馬達軸12凸緣夾緊。

圖5與圖4相比示出了在成品狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子盤2的扇區(qū)。為此，圖5的小的細節(jié)圖說明了針對該第一實施例的真實的層構(gòu)造。在兩個定位模板24之間可以看到給每個連接部23所放入的徑向的纖維輻221，徑向的纖維輻在兩側(cè)貼靠在(在此作為轉(zhuǎn)子盤2的中心層或核心層的)載體層21上。在此，增強層22的纖維輻221內(nèi)的纖維僅徑向地在轉(zhuǎn)子盤2中取向，而載體層21是(例如二維地織造的)層。

圖6示出了轉(zhuǎn)子盤2的同一扇區(qū)，然而卻具有事后很大程度上要被去除的定位模板24，以便降低轉(zhuǎn)子盤2的質(zhì)量。在本發(fā)明的該變型方案中的可行方案是，將在兩側(cè)外置的定位模板24幾乎完全機械去除(磨掉)，從而實際上存在有純粹的纖維復合合成材料的轉(zhuǎn)子盤。這樣做的好處在于，存在有特別薄的轉(zhuǎn)子盤2，其縮短了由多個轉(zhuǎn)子盤2拼裝而成的馬達1的結(jié)構(gòu)長度并且此外還進一步節(jié)省了重量，而由此不影響功能元件3的離心力保護。

在圖7中以俯視圖和兩個軸向剖面示出了(按照圖5中所示且闡述的根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案的)轉(zhuǎn)子盤2。為此，圖7a示出了沿著徑向的連接部23(剖面A-A)的以及穿過功能元件3(剖面B-B)的剖面的選定方案。

從圖8開始示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤2的另外的實施方案，其保留了基本鏡像對稱的層構(gòu)造。

在圖8中，示出了從根據(jù)圖4所實施的步驟順序出發(fā)不同地對稱拼湊在一起的轉(zhuǎn)子盤2作為翻開的定子部段。在該示例中，轉(zhuǎn)子盤2的對稱平面28位于兩個彼此貼靠的定位模板24之間的接觸面中，定位模板的結(jié)構(gòu)化的模板面向外指向。

在轉(zhuǎn)子盤2的該實施方案中，裝配再次以將纖維輻221放入定位模板24的連接部23的區(qū)域中來開始。在此，纖維輻221分別也與載體層21發(fā)生接觸，然而其中，產(chǎn)生了分別具有定位模板24、增強層22和載體層21的兩個層構(gòu)造，定位模板24的平坦的面被引到一起并且給如此拼接在一起的對稱的層構(gòu)造及其纖維中間空間填充以基體材料25并進行固化。

圖9象征性地在分級的扇區(qū)剖面圖中示出了根據(jù)圖8的方法的轉(zhuǎn)子盤2的組合體。兩個定位模板24以它們的平坦的面來直接接觸，其中，對稱平面28位于兩個定位模板24的接觸平面中，如圖10中更清晰地示出的那樣。從該對稱平面28出發(fā)，定位模板24在兩側(cè)向外聯(lián)接著增強層22和載體層21。在此，在該情況下，兩個載體層21形成了轉(zhuǎn)子盤的靠外的封閉部。

除了根據(jù)圖8的組合體的拼接成扁平的轉(zhuǎn)子盤2的最終狀態(tài)外，圖9還示出了層順序的放大的詳細截段，在其中，由合成材料或陶瓷構(gòu)成的定位模板24無空隙且鏡像對稱地布置并且形成了定位模板的雙側(cè)的復合部，該雙側(cè)的復合部被對稱平面28居中地穿過，從對稱平面28出發(fā)，如此形成的兩側(cè)的定位體在兩側(cè)地被增強層22的純粹在徑向取向的纖維以及被載體層21的在徑向和切向定向的纖維圍住。

在圖10中又示出了轉(zhuǎn)子盤2的相對根據(jù)圖8和圖9的實施方案進行修改的變型方案，在其中，兩個定位模板24合并成一個在兩側(cè)分別以一個定位模板24“壓印”的定位體244，而沒有再次標示出如在圖9中所示的那樣的另外的層。另外的層以如圖9中所示的相同的方式聯(lián)接。

在本發(fā)明的意義中，定位體244被視為具有兩個定位模板24的一體式的固定體，這是因為每個結(jié)構(gòu)化地成形的表面憑借置入或注入到模板體244中的磁性的功能元件3本身就具有針對各個增強層22的纖維輻221來說的所需的模板功能以及具有針對分別靠外聯(lián)接的載體層22來說的定位功能。

圖11中示出了具有恰好一個根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤2的完整的馬達的軸向剖面。在此可以看出，轉(zhuǎn)子盤2固定在構(gòu)造為空心軸的馬達軸12的軸凸緣121上，并且由殼體罩51和軸承蓋122構(gòu)成的馬達殼體5承載有具有呈U形的磁極靴的定子52，該定子在兩側(cè)以較小氣隙包圍轉(zhuǎn)子盤2。在此，在兩側(cè)的氣隙通過間隔環(huán)53進行調(diào)整。

作為圖11的替選方案，圖12示出了具有三個或更多個轉(zhuǎn)子盤2的馬達1，在其中，只有兩個靠外的定子521的磁極靴呈U形，而分別位于兩個轉(zhuǎn)子盤2之間的靠內(nèi)的定子522的極靴呈H形地構(gòu)造。

圖13示出了本發(fā)明的另外的實施方案，在其中，轉(zhuǎn)子盤2實施為外動子。代替圖11中所使用的轉(zhuǎn)子軸12地，在此定子芯軸54(作為固定不動的短機軸)剛性地沿馬達軸線11布置，定子52以如在圖11中那樣類似的方式固定在定子芯軸上。在該情況下，轉(zhuǎn)子幾何結(jié)構(gòu)被如下這樣地設(shè)計，即，使轉(zhuǎn)子盤2的外周剛性地與馬達殼體5連接。因此意義相同的是，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤2在其外周的邊緣處裝配在空心軸的內(nèi)部中。在此要置入的裝配環(huán)26(在圖13中未示出)在該情況下固定在轉(zhuǎn)子盤2的靠外的外周上。定子52在該情況下從轉(zhuǎn)子盤2的空出的內(nèi)圓211的內(nèi)部出來保持在轉(zhuǎn)子盤2的兩側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠在所有的橫向場激勵的電機中使用。該用途優(yōu)選涉及橫向磁通磁阻電機(TF-Reluktanzmaschine)并且能夠?qū)崿F(xiàn)在極為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)下具有高轉(zhuǎn)矩的馬達結(jié)構(gòu)。

附圖標記列表

1 馬達

11 馬達轉(zhuǎn)動軸線

12 馬達軸

121 軸凸緣

122 軸承蓋

2 轉(zhuǎn)子盤

21 載體層

211 空出的內(nèi)圓

212 (用于載體層內(nèi)的功能元件的)凹部

22 (徑向的)增強層

221 纖維輻