CN101534037B - 用于电机的转子和用于汽车传动系的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明说明一种用于电机的转子和一种用于汽车传动系的电机，其中所述转子包括转子支架，所述转子支架具有：径向的支撑区域；轴向的支撑区域，其轴向于所述转子的旋转轴线延伸，并与所述径向支撑区域连接，且带有内部的或外部的第一圆周面；引导磁通的转子组件，其设置在所述轴向支撑区域的圆周面上。为了实现所述转子支架和所述引导磁通的转子组件的抗扭的连接，提出：所述轴向支撑区域具有沿着所述转子的轴向延伸的形状配合成型件，该形状配合成型件用于形状配合地承载所述引导磁通的转子组件。

Description

用于电机的转子和用于汽车传动系的电机
技术领域
本发明涉及一种用于电机的转子和一种用于汽车传动系的电机。
背景技术
电机及其作为汽车中唯一的或附加的驱动源的应用对于电动车或混合动力车来说是普遍公知的。通常，电机的转子包括转子支架，转子支架带有圆柱形的支撑区域，支撑区域用于承载(Aufnahme)引导磁通的转子组件。这种转子通过与电机的定子的磁的相互作用产生视应用而定驱动的或制动的转矩，以便将所述转矩传递至与转子抗扭地连接的其它部件上或者产生用于馈入到汽车电器网络(Bordnetz)中的电能。所述转矩必须由转子支架与引导磁通的转子部件的连接区域来承受，这要求特别是基于在电机工作时所产生的转矩及其在时间上的变化大小进行结构设计。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于汽车传动系电机的转子和一种用在汽车传动系中的电机，其中转子支架与引导磁通的转子组件特别抗扭地连接。
本发明通过一种包括在权利要求1中所述的特征的转子和一种根据权利要求10的具有这种转子的电机来实现所述目的。
因此提出一种用于电机的具有转子支架的转子，其中转子支架包括径向支撑区域、轴向支撑区域和引导磁通的转子组件，轴向支撑区域轴向于转子的旋转轴线延伸，并与径向支撑区域连接，且带有内部的或外部的第一圆周面，转子组件设置在轴向支撑区域的圆周面上。其中轴向支撑区域具有沿着转子的轴向延伸的形状配合成型件，该形状配合成型件用于形状配合地承载引导磁通的转子组件。
通过这种形状配合成型件，沿着转子的圆周方向，即沿着其旋转方向，在转子支架和引导磁通的转子组件之间产生有效的旋转随动连接。必要时，转子组件可以在轴向支撑区域上沿着轴向被固定，为此可以在支撑区域上设置固定止挡、可插入的固定件、变形区段等。可以在很大程度上省去特别繁琐的连接方法，如粘接、焊接、热压配合、铆接、螺旋连接。所提出的形状配合连接既可以用于外转子，又可以用于内转子(Innenla üfer)。
在从属权利要求中说明本发明的有利的改进和设计。
根据第一种有利的设计规定，引导磁通的组件是带有与转子的轴向支撑区域对应的形状配合成型件的板叠。如果电机将在宽的温度范围内工作，或者在工作时被大大地加热，则为了实现可靠的配合(Sitz)，具有形状配合成型件的部件可以由如下材料制成，即这种材料的膨胀系数至少近似地等于板叠的膨胀系数。为此特别是铁材料、例如钢比较适合。
对于永久磁铁励磁的同步电机而言，还可以将永久磁铁直接地即无需板叠设置在转子支架上。引导磁通的组件在这种情况下由至少一个永久磁铁构成，其例如可以是一体的环形磁铁。但也可以设有在转子支架的圆周上分布的多个永久磁铁，其中在两种情况下该或这些永久磁铁具有与轴向支撑区域的形状配合成型件对应的外轮廓。分别插入到形状配合成型件中的，例如插入到圆柱形支撑区域的下凹的容纳腔中的多个永久磁铁也具有上述外轮廓。在后者情况下，必要时为了固定各个磁极，设有或者需要附加的固定件。
如果转子的内部区域形成空腔，例如对于罐状的转子即为此种情况，则分别背离第一圆周面的第二圆周面可以有利地也具有形状配合成型件，该形状配合成型件可以用于承载与转子旋转随动的部件。
对于前述变形设计而言，可以将圆柱形的转子支架设计成多组件结构，其具有设置在径向内部和/或径向外部的部件，该部件具有形状配合成型件。特别有利的是，根据另一变形设计规定：至少轴向支撑区域由板材体制成；和该形状配合成型件或者这些形状配合成型件借助板材体来构造。特别是为此使用可冷成形或热成形的板材材料，从而转子支架的径向圆柱形支撑区域可以一体地由平面的或管状的坯料形成，其中同时形成至少一个形状配合成型件。
特别是与成形过程相结合，设置在两个圆周面上的形状配合成型件可以同时产生。这些形状配合成型件可以具有相互独立的功能。
另外有利的是，设在一个圆周面上的形状配合成型件可以同时形成另一圆周面的形状配合成型件。为此可以将一个圆周面的形状配合成型件中的下凹用作另一与其不同的圆周面的形状配合成型件中的隆起。其中形状配合成型件特别是可以为带有不同的齿几何尺寸的径向齿部机构。
与转子旋转随动的部件可以采用多种多样的方式来设计。该部件例如是离合器、扭转振动缓冲器、驱动轴等的部分区域。根据一种优选的设计，形状配合成型件是叠片支架，该叠片支架用于承载可切换的离合器的叠片。转子支架的形状配合成型件也可以形成用于与另一传动系组件连接的插塞齿部机构的输入或输出部分。由此可以形成用于安装传动系的简单的安装接口。
附图说明
下面对照附图示例性地说明本发明。
图中示出：
图1为电机的示意性的轴向剖视图，其为内转子式结构，具有罐状的转子，在其内腔中设有片式离合器；
图2a为转子支架的径向视图，其具有在内圆周面和外圆周面上构造的形状配合成型件，该形状配合成型件用于承载板叠和离合器叠片组；
图2b为转子支架的径向视图，其具有在外圆周面上构造的形状配合成型件，该形状配合成型件用于承载各个永久磁铁；
图2c为根据图2的转子支架的径向视图，其中永久磁铁延伸经过形状配合成型件的多个区段。
具体实施方式
图1为永久磁铁励磁的同步电机10的示意性的轴向剖视图，其用于安装到汽车传动系中，为内转子式结构，具有罐状的转子12，该转子被带有绕组的定子14包围且可以通过转子轴16围绕旋转轴线A旋转。转子12具有作为成形部分的转子支架18，该转子支架由钢板通过滚压或深冲制得，且带有轴向支撑区域18a和径向支撑区域18b，轴向支撑区域18a轴向于旋转轴线延伸，径向支撑区域18b与该轴向支撑区域18a连接且被设置用于与转子轴16连接。轴向支撑区域18a具有形状配合成型件20，此点还将结合其它附图详细说明，形状配合成型件20沿着转子12的轴向延伸，并用于形状配合地承载引导磁通的转子组件，在本实例中，所述转子组件形成以公知的方式由多个板材叠片22冲压叠装而成的板叠24，并设置在支撑区域18a的外圆周面26上。在板叠24的外圆周面上设有多个永久磁铁28，这些永久磁铁可以在电机10工作时与定子14的线圈绕组电磁地相互作用，并能够产生电动机的或发电机的转矩。
图2a为转子12的示意性的局部的径向视图，该转子12具有转子支架10和设置在该转子支架10上的板叠24。轴向支撑区域18a的形状配合成型件20直接在板材体上被设计成沿着轴向连续地在转子10上延伸的径向齿部机构，该径向齿部机构具有略微梯形的带有径向向外变宽的槽19的齿结构。形状配合成型件替代地也可以设有矩形部件，或者被设计成带有径向向外变窄的槽的燕尾形成型件，这特别适合于设置各个永久磁铁。但形状配合成型件20也可以沿着轴向中断。重要的是，引导磁通的转子组件22、24可轴向地或者必要时径向地安装在转子支架18a上。因此当前在板叠24上，确切地说，在其径向内圆周面上，设有与轴向支撑区域18a对应的形状配合成型件24a。
在径向图2a中可见，在支撑区域18a的外圆周面26上构造的形状配合成型件20同时形成内部圆周面27的形状配合成型件21，其由此被设计用于承载与转子10在汽车传动系中旋转随动(Drehmitnahme)的部件30，该部件30在此是离合器32(图1)的、特别是干式运转或湿式运转的换档离合器的外叠片或外叠片组30。叠片组30因此取决于转矩流形成离合器32的输入区域或输出区域。
不言而喻，对形状配合成型件20的设计也可以独立于转子支架18a与引导磁通的转子组件24的连接区域来进行。原则上，为此所述的设计也适用于形状配合成型件21，其用于设置与转子12旋转随动的部件30。
外叠片组30在支撑区域18a上可轴向移位，且与内叠片34相互作用，内叠片34在外叠片组30和内叠片支架32之间同样可轴向移位。内叠片支架32固定地与离合器轴38连接，通过该离合器轴38可以将转矩例如传递到换档变速器上。叠片(Lamelle)30、34可以通过离合机构(Ausr ückorgan)36(图1)的作用被施加以操纵力，从而在传动系中与外叠片支架18a即转子12和内叠片支架32连接的传动系组件可处于旋转随动连接中。
为了将板叠24和离合器叠片30设置在转子12上，它们简单地在外部径向地或者在内部沿着轴向移动到转子支架18的轴向支撑区域18a上，其中在需要时还可以产生与板叠24的压配合，然后通过图中未示出的固定件被轴向固定。
图2b示出具有图2a的转子支架18的转子12a，该转子支架18带有梯形的形状配合成型件20，永久磁铁28a分别插入到转子12a的设计成轴向槽19的下凹中，或者从径向外部插入，且通过这种方式固定在转子12a的外圆周面26上。为了固定永久磁铁28a，转子12a也可以附加地以公知的方式被套轮箍。
根据用图2c所示的转子12b，磁体也可以沿着圆周方向在转子支架18上延伸经过形状配合成型件20的多个区段(Periode)，其中永久磁铁28b的朝向支撑区域18a的外轮廓与形状配合成型件20对应。因此给永久磁铁28b配设多个、在本实例中为两个槽。至于用图2a、b所示的转子12a、b的其它设计，参见图1和2a。

Claims (8)

1.一种用于汽车传动系电机的转子(12)，包括转子支架(18)，所述转子支架具有：
-径向的支撑区域(18b)；
-轴向的支撑区域(18a)，其轴向于所述转子(12)的旋转轴线(A)延伸，并与所述径向支撑区域(18b)连接，且带有内圆周面(27)和外圆周面(26)；
-引导磁通的转子组件(24)，其设置在所述轴向支撑区域(18a)的外圆周面(26)上，其中
-所述轴向支撑区域(18a)具有沿着所述转子(12)的轴向延伸的第一形状配合成型件(20)，该形状配合成型件用于形状配合地承载所述引导磁通的转子组件(24)，
其特征在于，设在外圆周面(26)上的第一形状配合成型件(20)同时形成内圆周面(27)的第二形状配合成型件(21)，其中将外圆周面(26)的第一形状配合成型件(20)中的下凹同时用作内圆周面(27)的第二形状配合成型件(21)中的隆起。
2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述引导磁通的组件是具有与所述轴向支撑区域对应的第三形状配合成型件(24a)的板叠(24)。
3.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述引导磁通的组件包括至少一个具有与所述轴向支撑区域(18a)的第一形状配合成型件(20)对应的外轮廓的永久磁铁(28a)。
4.如权利要求1所述的转子，其特征在于，至少所述轴向支撑区域(18a)由板材体制成；和第一形状配合成型件(20)与第二形状配合成型件(21)借助所述板材体来构造。
5.如权利要求1所述的转子，其特征在于，第一与第二形状配合成型件(20、21)是径向齿部机构。
6.如权利要求1所述的转子，其特征在于，与所述转子(12)通过第二形状配合成型件(21)旋转随动的所述部件是可切换的离合器(32)的叠片或叠片组(30)。
7.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述轴向支撑区域(18a)的第二形状配合成型件(21)形成用于与另一传动系组件连接的插塞齿部机构的输入或输出部分。
8.一种用于汽车传动系的电机(10)，包括带有绕组的定子(14)和根据权利要求1-7中任一项设计的转子。
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